题型03 化学速率与平衡综合题（期中真题汇编，北京专用）高二化学上学期

题型03 化学速率与平衡综合题 1.【答案】（1）     （2）① 23.1    ② 向逆反应进行    ③ ，因此平衡向逆反应方向进行     （3）① T1>T2>T3    ② 50%或0.5    ③ 增大氮气与氢气的配比，减小氨气的浓度      2.【答案】（1）变大     （2）① 增大    ② 等压条件下充入Ar，、、等比例减小，，平衡正向移动，转化率增大     （3）314     （4）① 温度低于200℃时，速率是影响硫产率的主要因素，因此，随着温度升高，反应速率增大，硫产率升高；温度高于200℃后，平衡是影响硫产率的主要因素，上述反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，硫产率下降    ② 过高，更多发生副反应转化为(或与反应生成)，导致硫产率下降      3.【答案】（1）     （2）变大     （3）① 增大    ② 达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，容器体积增大，各反应物和产物浓度减小相同的倍数，此时Qc=<K，平衡正向移动     （4）314     （5）① 该反应是放热反应，反应未达到平衡时，升高温度，的生成速率增大，单位时间的生成量增大，转化率增大，当反应达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，的转化率减小    ② O2浓度过高，H2S和O2会反应生成SO2，导致产率减小      4.【答案】（1）①     ②      （2）     （3）AB     （4）正向      5.【答案】（1）>     （2）     （3）① 75%或0.75    ② 3     （4）bc     （5）CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH=-49.5kJ/mol     （6）① 分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)正向进行    ② 主反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，分子筛膜能不断分离出H2O(g)，平衡正向移动，CH3OH平衡产率增大；反应放热，升高温度平衡逆向移动，副反应① ② 为吸热反应，平衡正移，均可使CH3OH平衡产率减小。P点之前，以分子筛膜对主反应的影响为主，P点以后，以温度对主反应、副反应的影响为主。      6.【答案】（1）①     ② 适当增大压强、降温     （2）a     （3）① 高于240℃，CO2转化率升高，但甲醇产率或选择性降低    ② 240℃      7.【答案】（1）BD     （2）大于     （3）① 0.001    ② 0.36     （4）① 大于    ② 改变反应温度为，以0.0020 mol⋅L⋅s的平均速率降低，说明平衡正向移动，则为升温过程     （5）① 逆反应    ② 吸热     （6）① 压缩    ② 增大    ③ 增大    ④ <      8.【答案】（1）① 0.2    ② 1.25    ③ bcd    ④ 逆向    ⑤ 不变     （2）     （3）①     ②     ③ 由图可知，，温度升高后，平衡时增大，说明平衡逆向移动。根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此逆向反应为吸热反应，正反应为放热反应，故    ④       9.【答案】（1）acd     （2）75%     （3）① =    ② 9.8    ③ 300    ④ b    ⑤ <    ⑥ >    ⑦       10.【答案】（1）     （2）CD     （3）     （4）主反应为放热反应，副反应为吸热反应，升温副反应正向进行，主反应逆向进行     （5）① ＞    ② 副反应为放热反应，T1温度后，体系中主要发生副反应，改变压强对平衡无影响    ③ A       11.【答案】（1）     （2）低温     （3）BC     （4）BC     （5）AC     （6）① >    ② 8.33(或)      12.【答案】（1）① 减小    ② 不变    ③         （2）        （3）-536kJ/mol      13.【答案】① 化学能转化为电能    ② C    ③ 吸热    ④ CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H=-90.2 kJ∙mol-1    ⑤ 增大压强、降低温度    ⑥ 1    ⑦ Cl2(g)+H2O(g)=2HCl(g)+O2(g) 14.【答案】（1）+247 kJ•mol-1     （2）B     （3）① CH4+CaCO3 2CO+2H2+CaO    ② ii    ③ t3时，积炭包裹催化剂，使反应Ⅱ不再发生，生成CO的化学反应速率为0      15.【答案】① 3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s)   ΔH2=−254 kJ·mol−1           ② >    ③ 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大    ④ SO2                 ⑤ SO42—    ⑥ 4H+    ⑦ 0.4    ⑧ I−是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率    ⑨ 反应ii比i快；D中由反应ii产生的H+使反应i加快 16.【答案】（1）①     ② 在水中的溶解度大于；在溶液中的还原性强于；与NaClO溶液的反应活化能小于NO(写出1种即可)     （2）NO与反应的活化能低，分解的活化能高，50~150℃时分解速率慢，NO与反应速率快，高于150℃时，分解速率加快，影响了与NO的反应     （3）① 水中的溶解氧过少，生成浓度低，还原速率慢，硝态氮去除率下降    ② 纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升     （4）在Pd表面失去电子，传递给，其中的Fe(Ⅲ)得到电子，被还原为Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅱ)又失去电子，将电子传递给，被还原为，Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间相互转化过程中起到了传递电子的作用      17.【答案】① N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)   ΔH=-92.4 kJ/mol    ②     ③ 0.02    ④ 降温、增大压强或及时分离出NH3    ⑤ AC 18.【答案】① 25%    ② 2CO(g)+4H2(g)⇌2CH3OH(g)   △H = -182.0 kJ/mol或CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g)   △H = -91.0 kJ/mol    ③ 已达到    ④ 增大压强，副反应CH3OH(g)+H2O(g)⇌ CO2(g)+3H2(g)逆向移动被抑制，主反应中2CH3OH (g)⇌ CH3OCH3 (g)+ H2O (g)不受压强影响    ⑤ 主反应中2CH3OH (g)⇌CH3OCH3 (g)+ H2O (g)正向为放热反应，升高温度平衡逆移，二甲醚选择性降低；副反应CH3OH(g)+H2O(g)⇌ CO2(g)+3H2(g)正向为吸热反应，升高温度平衡正移，副产物增加，二甲醚选择性降低。 19.【答案】（1）① a-2b    ② 50%    ③ 625     （2）① а    ② CO2的实际转化率低于其平衡转化率    ③ 温度升高，有利于反应2的逆反应，导致c(CO)增大，而c(CO)增大抑制反应1的正反应，其程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用    ④ 220~240℃，升高温度，对反应1速率的影响比对反应2的大      20.【答案】（1）①     ② 减小     （2）在，的转化率及的选择性较高，加压的转化率及的选择性变化不大，且加压会增大投资和能耗     （3）阴     （4）阴极发生反应：，每转移8mol电子，阴极生成，又有通过阴离子交换膜进入阳极室，且的浓度不变，所以阴极室的浓度基本保持不变     （5）以的溶液为电解液；温度控制在10℃左右；持续通入；用多晶铜作阴极等      21.【答案】（1）     （2）① 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 温度升高，反应逆向进行程度增大导致产率下降；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 -307    ②      （4）① d    ② II    ③ ，室温时更容易生成      22.【答案】（1）463     （2）增大H2的浓度、将产物分离出体系、降低反应温度、增大压强     （3）AC     （4）① 50%    ② 625     （5）① CO2的实际转化率低于其平衡转化率    ② 在220~240℃时，升高温度，对反应1速率的影响比对反应2的大      23.【答案】① CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH= -49.2 kJ/mol；    ② 未达到    ③ >    ④ CO2制备CH3OH的反应正向为气体体积减小的反应，增大压强，平衡将正向移动，CH3OH平衡产率将增大，而相同温度下，p1时CH3OH平衡产率更高，说明p1>p1    ⑤ 温度升高，主反应的平衡逆向移动，副反应的平衡正向移动，且副反应正向移动超过了正反应逆向移动    ⑥ bc 24.【答案】（1）     （2）b     （3）① <    ② 温度升高时，甲醇产率降低，说明平衡逆向移动，故反应为放热反应    ③ >      25.【答案】（1）     （2）① 催化剂1    ② 升高温度，催化剂2活性增大，反应速率加快，相同反应时间转化率增大     （3）bd     （4）① 50%    ② 25      26.【答案】① Ⅱ    ② CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ/mol    ③ 适当降温及加压    ④ 放出    ⑤ 130.4    ⑥ bd 27.【答案】（1）     （2）① 煤制甲醇    ② 煤制天然气     （3）① 3:2:2    ② 节约氢消耗，利于氢气发电     （4）① 防止催化剂中毒    ② 使得催化剂的催化效率降低，且温度降低减慢了反应的速率，导致生产不经济     （5）      28.【答案】（1）bc     （2）① b    ② 主反应（生成的反应）是放热反应，副反应（生成CO的反应）是吸热反应；240℃~260℃时，温度升高主反应逆向移动的程度小于副反应正向移动的程度    ③ 260℃时，催化剂活性高，反应速率快     （3）① b    ② 阴极反应为，每转移，消耗6 mol，就有6 mol从双极膜向阴极室迁移，电解液体积不变，因此阴极室浓度不变，pH保持不变      29.【答案】（1）      （2）① >    ② 16    ③ 66.7%    ④ bc     （3）① 放热    ② ac段，反应未达平衡，温度升高，反应速率增大，相同时间内消耗CO多。de段，已经达到平衡，升高温度使平衡向逆反应方向移动，CO转化率降低      30.【答案】（1）-90.2     （2）     （3）① BD    ② C     （4）① 反应I是放热反应，反应II是吸热反应，温度低于时，随着温度的升高，反应I逆向移动的程度大于反应Ⅱ正向移动的程度    ② 升高相同温度，对反应II速率的影响程度更大    ③ 在该条件下，与的生成速率之比大于相同温度下与的平衡浓度之比      31.【答案】（1）463     （2）增大氢气的浓度，将产物分离出体系，降低反应温度、增大压强(写两个即可)     （3）ac     （4）① 0.1    ② 前段加热，有利于加快反应速率；后段冷却，有利于使平衡正向移动，提高的转化率     （5）温度高于500℃后，因积碳或超过了催化剂的活性温度等，致使催化剂对反应i的催化效率降低，反应i反应速率减慢，造成甲烷的选择性下降      32.【答案】（1）①     ②     ③ 66.7%    ④ bc     （2）① bc    ② 放热    ③ ac段，反应未达平衡，温度升高，反应速率增大，相同时间内消耗CO多；de段，已经达到平衡，升高温度使平衡向逆反应方向移动，CO转化率降低     （3）①     ②      （4）溶液由红色变为无色     （5）bc      33.【答案】（1）任意温度自发     （2）① <    ② a=b＜80%    ③ AB     （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     （4）① 压强    ② <    ③ 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     （5）BC      34.【答案】（1）CH + 3H → C+ 4H或CH → C + H     （2）① 80%    ② CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g)   ∆H =+165 kJ·mol-1    ③ 加入适量生石灰，CaO+CO2=CaCO3，使产物中CO2浓度降低，促进CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)平衡正向移动     （3）① >    ② 温度升高，对加快反应Ⅲ速率的影响更大，反应Ⅲ的n(H2)：n(CO)小于反应I或温度升高，反应Ⅲ正向进行趋势超过反应I，反应Ⅲ的n(H2)：n(CO)小于反应I或温度升高，促进副反应H2 + CO2CO + H2O的进行(其他答案合理给分)     （4）① 增大    ② 等压条件下充入Ar，c(S2)、c(H2)、c(H2S)等比例减小，Q<K，平衡正向移动，H2S转化率增大    ③ 314    ④ 温度低于200℃时，速率是影响硫产率的主要因素，因此，随着温度升高，反应2H2S(g)＋O2(g)S2(g)＋2H2O(g)速率增大，硫产率升高；温度高于200℃后，平衡是影响硫产率的主要因素，上述反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，硫产率下降    ⑤ n(O2)/n(H2S)过高，更多H2S发生副反应转化为SO2(或S2与O2反应生成SO2)，导致硫产率下降      35.【答案】（1）①     ②     ③ 50%     （2）① D    ② 变大    ③ 升温/增大浓度/减小生成物浓度     （3）① b    ② 主反应为放热反应，副反应为吸热反应，时，随温度升高，主反应逆移的程度小于副反应正移的程度    ③ 时，催化剂活性高，反应速率快；或时，反应速率快      36.【答案】（1）增大的浓度、降温、加压、将氨液化后分离出去     （2）① >    ② 合成氨反应是气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，氨的物质的量增大，体系总物质的量减小，氨的物质的量分数增大    ③     ④ I     （3）温度较低会使反应速率较小，达到平衡所需时间较长；温度较高，转化率会降低；在此温度下，催化剂活性最大      37.【答案】（1）不变     （2）+131.3     （3）     （4）第二步反应     （5）      38.【答案】（1）① 四    ②      （2）① +165     ② 80%    ③ 加入生石灰，发生反应 ，二氧化碳浓度降低，总反应平衡正向移动，氢气的产率升高     （3）① >    ② 温度升高，对反应ⅡI的促进作用更大，增加的更多，导致变小      39.【答案】（1）① CO2(g)+3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H=-49kJ·mol-1    ② A     （2）① 放热    ② 25 ℃、10 mL·min-1     （3）催化作用      40.【答案】（1）① +247    ② >    ③ 计算得Q=1，Q<K，平衡正向移动     （2）① 体系中主反应2为放热反应，升高温度平衡逆向移动，副反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动；580℃之后，反应2逆向移动程度小于副反应正向移动程度，平衡转化率增大    ② ac    ③ 产生中间体的反应活化能更低(反应速率较快)      41.【答案】（1）     （2）① ⅰ    ② 第ⅲ步变化涉及一个H-H键断裂的吸热过程和一个H-O键形成的放热过程，总反应放热，所以可推测键能H-O大于H-H键能     （3）①     ②     ③ 625     （4）① a    ② 此时CO2的实际转化率低于其平衡转化率    ③ 220~240℃时，CO2的平衡转化率变化的原因是由于温度升高，有利于反应2的逆反应，从而导致c(CO)增大，而c(CO)增大必然会抑制反应1的正反应，由于其抑制程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用，因此CO2的平衡转化率反而随温度的升高而降低    ④ ，升高温度对反应1速率的影响比对反应2的大      42.【答案】（1）① 提高    ② 升温对副反应ii平衡的影响大于对主反应i平衡的影响     （2）消耗H2，增加的平衡产率，同时CO2能和产生的积炭高温下发生反应，减少积炭对丙烯脱氢反应的影响，提高催化剂活性     （3）① ac    ② 氨气含量过高导致环境呈碱性，而碱性条件下容易分解，故丙烯腈收率略有降低       43.【答案】（1）0.0625     （2）75%     （3）CO(g)+ 2H2 (g)= CH3OH (g)   ΔH=-100 kJ·mol-1     （4）c     （5）反应ⅱ      44.【答案】（1）1.91     （2）① B    ② 分子参与决速步反应，而未参与     （3）正向进行     （4）① 加压有利于副反应正向进行，导致下降，升高，不利于主反应平衡正向移动，平衡产率下降    ② 加快反应速率     （5）① 副反应产生的覆盖在催化剂表面，导致主反应速率下降    ② 高温使得主反应的反应限度降低(合理答案给分)      试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 化学速率与平衡综合题 1.(2025-2026高二上·北京怀柔·期中)合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，至今有三位科学家因在该领域的研究获诺贝尔奖。合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1。请回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式K=　　　　　　　。 （2）某温度下，将N2和H2按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后测得数据如下表： N2 H2 NH3 平衡时各物质的物质的量/(mol) 2.00 5.00 1.00 ①此条件下H2的平衡转化率=　　　　　　　%。(保留一位小数) ②若平衡后，再向平衡体系中加入N2、H2和NH3各1.00mol，此时反应向　　　　　　　方向(填“正反应”或“逆反应”)进行，结合计算说明理由：　　　　　　　。 （3）实验测得在某反应容器中充入2molN2、4molH2，不同温度下分别达到平衡时，混合气中NH3的体积分数随压强变化的曲线如下图所示。 ①温度T1、T2、T3大小关系是　　　　　　　。 ②M点混合气中H2的体积分数是　　　　　　　。 ③实际生产中，除控制温度和压强外，为提高H2的转化率，还可以采取的措施是　　　　　　　(至少写两条)。 2.(2025-2026高二上·北京市第十五中学·期中)油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，需要将其回收处理并加以利用。 Ⅰ.高温热分解法：    （1）升高温度，该反应的化学平衡常数　　　　　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）工业上，通常在等温、等压条件下将与Ar的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，的平衡转化率会　　　　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，利用平衡常数与浓度商的关系说明理由：　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.克劳斯法： 已知：         （3）用克劳斯法处理，若生成1mol (g)，放出热量　　　　　　　　　　　kJ。 （4）用克劳斯法处理时，研究人员对反应条件对产率的影响进行了如下研究。 ①其他条件相同时，相同时间内，产率随温度的变化如图所示。由图可见，随着温度升高，产率先增大后减小，原因是　　　　　　　　　　　。     ②其他条件相同时，相同时间内，产率随值的变化如图所示。过高不利于提高产率，可能的原因是　　　　　　　　　　　。     3.(2025-2026高二上·北京景山学校·期中)油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，需要将其回收处理并加以利用。 Ⅰ.高温热分解法：    （1）该反应的化学平衡常数表达式为　　　　　　　。 （2）升高温度，该反应的化学平衡常数　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）工业上，通常在等温、等压条件下将与Ar的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，的平衡转化率会　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，利用平衡常数与浓度商的关系说明理由：　　　　　　　。 Ⅱ.克劳斯法： 已知：        （4）用克劳斯法处理，若生成1mol，放出热量　　　　　　　kJ。 （5）用克劳斯法处理时，研究人员对反应条件对产率的影响进行了如下研究。 ①其他条件相同时，相同时间内，产率随温度的变化如图1所示。由图1可见，随着温度升高，产率先增大后减小，原因是　　　　　　　。 ②其他条件相同时，相同时间内，产率随值的变化如图2所示。值过高不利于提高产率，可能的原因是　　　　　　　。 4.(2025-2026高二上·北京市海淀实验中学·期中)工业上利用和反应生成甲醇，也是减少的一种方法。在容积为的恒温密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。 （1）化学平衡常数表达式　　　　　　　　　　　计算该温度下的平衡常数　　　　　　　　　　　。 （2）的反应速率为　　　　　　　　　　　。 （3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。 A. 容器内压强不再变化 B. 混合气体中不变 C. 反应停止，不再进行 D.  （4）达平衡后，各物质的量均增加1 mol，平衡向　　　　　　　　　　　(填“正向”或“逆向”“不移动”)方向移动。 5.(2025-2026高二上·北京怀柔·期中)“碳中和”是通过植树造林和其他人工技术(或工程)对排放的碳加以捕集利用，从而使排放到大气中的CO2净增量为零。 Ⅰ．一定温度下，向某固定容积的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体。。反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。请回答下列问题： （1）t1min时，v正(CO)　　　　　　　v逆(CO)(填“>”“<”或“=”)。 （2）0-4min时，CO2的平均反应速率为　　　　　　　。 （3）4min时，CO2的转化率为　　　　　　　；该温度下的化学平衡常数K=　　　　　　　。 （4）下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是　　　　　　　(填序号)。 a．气体的压强不再变化 b．混合气体的密度不再变化 c．混合气体的平均相对分子质量不再变化 d．单位时间内消耗nmolCO2，同时生成nmolCO Ⅱ．由CO2与H2制备甲醇(CH3OH)是当今研究的热点之一，历程如下：。制备过程发生如下副反应： 反应①： 反应②：。 （5）写出CO2与H2制备CH3OH的热化学方程式　　　　　　　。 （6）恒压下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3充入密闭容器，甲醇平衡产率在无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时随温度的变化如图所示。 ①相同温度下，P点甲醇产率高于T点的原因　　　　　　　。 ②对比曲线Ⅰ和Ⅱ，分析曲线Ⅱ中甲醇平衡产率随温度升高在P点之前增大而P点以后减小的原因　　　　　　　。 6.(2025-2026高二上·北京市中关村中学·期中)利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇。 （1）合成原理：         ①该反应的平衡常数表达式：　　　　　　　　　　　。 ②为提高的平衡转化率，可采取的措施有　　　　　　　　　　　(写两条)。 （2）在一定温度下，将1mol和3mol充入容积为1L的恒容密闭容器中合成甲醇，下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是　　　　　　　　　　　(写序号)。 a．甲醇的质量不再增加 b． c．混合气体密度不变 d．若使用为反应物，反应物和产物均含有 （3）相同时间内，4.00MPa，条件下，温度对反应结果的影响如图所示： 已知：ⅰ．为转化率，为选择性，为产率。 ⅱ．； ①由图像可知，合成甲醇过程中存在副反应。依据是：　　　　　　　　　　　。 ②根据信息，在其他条件一定情况下，制备甲醇宜选用的反应条件：　　　　　　　　　　　。 7.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)某研究性学习小组研究可逆反应：在容积为恒容密闭容器中，通入一定量的，发生反应，请回答下列问题： （1）反应一段时间，能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。 A. 单位时间内消耗，同时生成 B. 容器内气体颜色保持不变 C. 容器内气体质量不随时间变化 D. 容器内气体的压强不随时间变化 （2）达到化学平衡状态后，升高温度，混合气体的颜色变深，则该反应的　　　　　　　　　　　(填“大于”或“小于”)0。 （3）时，体系中各物质浓度随时间变化如右图所示。在时段，反应速率为　　　　　　　　　　　。反应的平衡常数　　　　　　　　　　　。 （4）达到平衡后，改变反应温度为，以的平均速率降低，经又达到平衡。　　　　　　　　　　　(填“大于”或“小于”)，判断理由是　　　　　　　　　　　。 （5）将球分别浸泡在甲、乙两个烧杯中，向甲中加入晶体，此烧杯中球的红棕色变浅，说明平衡向　　　　　　　　　　　(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，所以晶体溶于水是　　　　　　　　　　　(填“放热”或“吸热”)过程。 （6）将一定量的充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。 ①b点的操作是　　　　　　　　　　　注射器(填“压缩”或“拉伸”)。 ②c点与a点相比，　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　(填“增大”或“减小”)。 ③若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则温度　　　　　　　　　　　(填“>”、“<”或“=”)。 8.(2025-2026高二上·北京市第一零一中学·期中)汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。 （1）汽车内燃机工作时发生反应：(高温下与的反应可忽略)，是导致汽车尾气中含有的原因之一、某高温条件下，向5 L密闭容器中充入和，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中的物质的量是5 mol。 ①计算：5 min内该反应的平均速率　　　　　　　；该温度下，反应的平衡常数　　　　　　　。 ②反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是　　　　　　　　(填序号)。 a．混合气体的平均摩尔质量　　　　　　　　　　b．单位时间内氮氮键的断裂数目 c．混合气体的平均能量　　　　　　　　　　　　d．单位时间内，和的消耗量之比 ③5 min后，保持温度和容器体积不变，向容器中再加入13mol NO和1mol ，则平衡　　　　　　　　(填“正向”、“逆向”或“不”)移动，重新达平衡后，的体积分数　　　　　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 （2）或可以催化还原以达到消除污染的目的。 已知：        则与反应生成和的热化学方程式是　　　　　　　　。 （3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应：中随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。 ①图中，　　　　　　　。 ②该反应的　　　　　　　0(填“>”或“<”)。结合化学平衡移动原理解释原因：　　　　　　　　。 ③若催化剂的表面积，在图中画出在、条件下达到平衡过程中的变化曲线。　　　　　　　　 9.(2025-2026高二上·北京市汇文中学·期中)煤的气化和间接液化涉及如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： （1）在恒温恒容条件下，下列叙述中能表明反应Ⅰ达到化学平衡状态的　　　　　　　　　(填序号)。 a.CO的浓度不再变化 b.单位时间内每消耗就生成 c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体压强不随时间而变化 （2）在500℃时反应Ⅱ的平衡常数，若此温度下密闭容器中CO和的起始浓度都是，计算达平衡时CO的转化率为　　　　　　　　　。 （3）一定温度下在两个2L的恒容密闭容器中分别发生反应Ⅲ，相关数据如下： 容器 甲 乙 反应物投入量 和 和 平衡时 平衡时能量变化 放出88.2kJ 吸收 ①　　　　　　　　　(填“>”、“<”或“=”)；　　　　　　　　　。 ②计算甲中反应的平衡常数=　　　　　　　　　(填具体数值)；若使该反应的平衡常数增大，可以采取的措施有　　　　　　　　　(填字母序号)。 a.升高温度       b.降低温度       c.压缩体积来增大体系压强      d.增大的浓度 ③若充入和，其他条件与甲相同，一段时间后达到平衡状态，放出热量　　　　　　　　　(填“>”、“<”或“=”)；若将乙中反应改为在起始容积为2L的恒压容器中进行，平衡时的物质的量浓度为，则　　　　　　　　　(填“>”、“<”或“=”)。 ④在其他条件不变的情况下，研究温度对该反应的影响，如图为温度为时甲中反应的测定结果，若只把温度升高到进行，请绘制温度为时的测定结果　　　　　　　　　。 10.(2025-2026高二上·北京市广渠门中学·期中)通过化学的方法实现的资源化利用是一种非常理想的减排途径。 Ⅰ.利用制备CO 一定温度下，在恒容密闭容器中进行如下反应： （1）该反应的平衡常数表达式　　　　　　　。 （2）下列事实能说明上述反应达到化学平衡状态的是_______(填字母序号)。 A. 体系内 B. 体系压强不再发生变化 C. 体系内各物质浓度不再发生变化 D. 体系内CO的物质的量分数不再发生变化 Ⅱ.利用制备甲醇 (CH3OH) 一定条件下，向恒容密闭容器中通入一定量的和。涉及反应如下： 主反应：    副反应：    已知：产率％ （3）一段时间后，测得体系中。产率=　　　　　　　(用代数式表示)。 （4）探究温度对反应速率的影响(其他条件相同) 实验测得不同温度下，单位时间内的转化率和产率如图l所示。 由图1可知，随着温度的升高，转化率升高，产率下降。解释其原因：　　　　　　　。 （5）探究温度和压强对平衡的影响(其他条件相同) 不同压强下，平衡时转化率随温度的变化关系如图2所示。 ①压强　　　　　　　(填“＞”或“＜”)。 ②图2中温度高于时。两条曲线重叠的原因是　　　　　　　。 ③下列条件中，平衡产率最大的是　　　　　　　(填字母序号)。 A.220℃5MPa                    B.220℃1MPa                    C.300℃1MPa 11.(2025-2026高二上·北京市第二中学·期中)Ⅰ．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、产率及不同投料比对反应方向的影响等问题。 已知反应的平衡常数随温度的变化如表所示： 温度/℃ 400 500 830 1000 平衡常数K 10 9 1 0.6 试回答下列问题。 （1）该反应的化学平衡常数表达式为　　　　　　　　　　　。 （2）相同条件下，为增大反应物的平衡转化率，该反应应在　　　　　　　　　　　(填“高温”或“低温”)条件下进行。 （3）在830℃时发生上述反应，按下表中的物质的量将各物质投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的反应有___________(填序号)。 选项 A B C D 3 1 2 1 2 1 2 1 1 2 3 0.5 5 2 3 2 A. A B. B C. C D. D Ⅱ．氨是重要化工原料，其工业合成原理为   。回答下列问题： （4）向恒温恒容密闭容器中充入体积比1:1的和，发生反应。下列情况表明该反应一定达到平衡状态的是___________(填字母，下同)。 A. 气体密度不随时间变化 B. 气体平均摩尔质量不随时间变化 C. 气体总压强不随时间变化 D. 体积分数不随时间变化 （5）下列关于   的叙述正确的是　　　　　　　　　　　。 A．生成速率等于消耗速率的2倍 B．若加入高效催化剂，平衡常数和都会增大 C．若起始按体积比1:3投入和，则和的转化率相等 （6）向2 L恒容密闭容器中充入和合成氨，经历相同时间测得转化率与温度及时间的关系如图所示。 ①温度：　　　　　　　　　　　。(填“>”或“<”) ②温度下，合成氨反应的平衡常数K为　　　　　　　　　　　。 12.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)如图中，，，根据要求回答问题： （1）如图是1mol和1mol反应生成和过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，的变化是　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，的变化是　　　　　　　。请写出和CO反应的热化学方程式：　　　　　　　。 （2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下： ①    ②    又知③   ，表达甲醇蒸气燃烧热的热化学方程式：　　　　　。 （3）已知：常温常压下，断裂或形成1mol(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量称为键能。下表是一些化学键的键能(单位为kJ/mol) 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 H—H 436 H—F 565 F—F 158 则：   　　　　　　　 13.(2025-2026高二上·北京顺义第一中学·期中)利用太阳能分解H2O获得氢气，再通过CO2加氢制甲醇(CH3OH)等燃料，从而实现可再生能源和CO2的资源化利用。 (1)过程Ⅳ的能量转化形式为　　　　　　　。 (2) CO2非常稳定，活化它需从外界输入电子。CO2中易于获得电子的原子是　　　　　　　。 (3)过程I、Ⅱ是典型的人工光合作用过程：4H2O+2CO22CH3OH+3O2，该反应是　　　　　　　反应(填“吸热”或“放热”)。 (4)过程Ⅱ中CO2催化加氢制取甲醇，反应如下： 主反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=−49.0kJ∙mol-1 副反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.2kJ∙mol-1 ①CO、H2生成CH3OH的热化学方程式是　　　　　　　 ②提高CH3OH在平衡体系中的含量，可采取如下措施：　　　　　　　(写出两条即可)。 (5)过程Ⅲ中制得的H2中混有CO，去除CO的反应如下： CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)在容积不变的密闭容器中，将0.1mol CO、0.1mol H2O混合加热到830℃，平衡时CO的转化率为50%，反应的平衡常数K=　　　　　　　。 (6)多步热化学循环分解水是制氢的重要方法，如“铁一氯循环”法，反应如下： i.4H2O(g)+3FeCl2(s)=Fe3O4(s)+6HCl(g)+H2(g) ∆H1 ii.Fe3O4(s)+8HCl(g)=FeCl2(s)+2FeCl3(s)+4H2O(g) ∆H2 iii.2FeCl3(s)=2FeCl2(s)+Cl2(g) ∆H3 iV.　　　　　　　 ∆H4 反应i~iV循环可分解水，可利用∆H1~∆H4计算2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的∆H。在横线处写出反应iV的化学方程式。 14.(2025-2026高二上·北京顺义第一中学·期中)的捕获和转化可减少排放并实现资源的利用。在催化剂作用下，消耗和，生成合成气(、)，主要发生反应i，可能发生副反应ii、iii： i．    ii．    iii．    （1）　　　　　　　　　　　。 （2）反应i为可逆反应。从化学平衡的角度分析，利于生成合成气的条件是___________。 A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温高压 D. 低温低压 （3）经研究发现，添加碱性助剂(如)可以促进的吸附与活化。反应过程如图1。反应I完成后，以为载气，将恒定组成、恒定流速的、混合气通入盛有足量的反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2。反应过程中始终未检测到，催化剂表面有积炭。 ①反应Ⅱ的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 ②，，且生成的速率不变，可能发生的副反应是　　　　　　　　　　　(填序号“ii”或“iii”)。 ③时，生成的速率为0，是因为反应Ⅱ不再发生，可能的原因是　　　　　　　　　　　。 15.(2025-2026高二上·北京市第十三中学·期中)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： （1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1 反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1 反应Ⅱ的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。 p2　　　　　　　p 1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。 i．SO2+4I－+4H+===S↓+2I2+2H2O ii．I2+2H2O+　　　　　　　　　===　　　　　　　　　+　　　　　　　+2I－ （4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中） A B C D 试剂组成 0.4 mol·L－1 KI a mol·L－1 KI0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 KI0.0002 mol I2 实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快 ①B是A的对比实验，则a=　　　　　　　　　　。 ②比较A、B、C，可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因：　　　　　　　　　　　　　　　　。 16.(2025-2026高二上·北京市第十二中学·期中)烟气中含有的高浓度、氮氧化物有害物质及酸性废水中的，在排放前必须进行脱硫、脱硝、脱氮处理。 （1）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的，将烟气中的、NO转化为，均为放热反应。 ①NaClO溶液吸收烟气中的离子方程式是　　　　　　　　　　　。 ②一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图，的脱除率高于NO，可能的原因是　　　　　　　　　　　(写出1种即可)。 （2）若烟气主要成分为NO，能有效地氧化NO。 已知：(活化能) (活化能) NO可经处理后再用碱液吸收而实现脱除。为分析氧化时温度对NO脱除率的影响，将NO与混合反应一段时间，再用碱液吸收氧化后的气体。其他条件相同时，NO脱除率随NO与混合反应时温度变化情况为：温度在50~150℃时，随着温度升高，NO脱除率无明显变化；温度超过150℃时，随着温度升高，NO脱除率下降，其可能原因是　　　　　　　　　　　。 （3）纳米铁粉用于去除废水中的硝态氮(以表示)可大致分为2个过程，反应原理如图所示。 ①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮去除。若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是　　　　　　　　　　　。 ②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是　　　　　　　　　　　。 （4）用消除酸性废水中的是一种常用的电化学方法。其反应原理如图所示。请结合反应过程用合适的文字描述Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)在其中的作用：　　　　　　　　　　　。 17.(2025-2026高二上·北京市第十五中学·期中)合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。 (1)在一定条件下，N2(g)和H2(g)反应生成0.2 mol NH3(g)，放出9.24 kJ的热量，写出该可逆反应的热化学方程式：　　　　　　　。在图中画出合成氨反应过程中焓(H )的变化示意图　　　　　　。 (2)将N2和H2通入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中，5min后达到化学平衡，测得NH3的浓度为0.2 mol/L，这段时间内用N2的浓度变化表示的化学反应速率为　　　　　　　mol/(L·min)。 (3)理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是　　　　　　　(写出一条)。 (4)图为某压强下N2和H2按物质的量之比1∶3投料进行反应，反应混合物中NH3的物质的量分数随温度的变化曲线。Ⅰ是平衡时的曲线，Ⅱ是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线，下列说法正确的是　　　　　　　。 A.图中a点，容器内n(N2)∶n(NH3)=1∶4 B.图中b点，υ正＜υ逆 C.400~530 ℃，Ⅱ中NH3的物质的量分数随温度升高而增大，原因是升高温度化学反应速率增大 18.(2025-2026高二上·北京景山学校·期中)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料，可用CO和H2制得，总反应的热化学方程式如下。 2CO (g) +4H2 (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g)   ΔH = -206.0 kJ/mol 工业中采用“一步法”，通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行： i.甲醇合成反应：             ii.甲醇脱水反应：2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g)，ΔH = -24.0 kJ/mol (1)起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol H2，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ，此时CO的转化率为　　　　　　　。 (2)请补全甲醇合成反应的热化学方程式：　　　　　　　。 (3)甲醇脱水反应2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g) 在某温度下的化学平衡常数为400.此温度下，在恒容密闭容器中加入一定量的CH3OH(g)，测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时反应　　　　　　　(填“已达到”或“未达到”)化学平衡状态。 物质 CH3OH CH3OCH3 H2O 浓度/(mol/L) 0.02 0.4 0.4 (4)生产二甲醚的过程中存在以下副反应，与甲醇脱水反应形成竞争： CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g) +3H2 (g) ΔH = +48.8 kJ/mol 将反应物混合气按进料比n(CO)∶n(H2) = 1∶2通入反应装置，选择合适的催化剂。在不同温度和压强下，测得二甲醚的选择性分别如图1、图2所示。 资料：二甲醚的选择性是指转化为二甲醚的CO在全部CO反应物中所占的比例。 ①图1中，温度一定，压强增大，二甲醚选择性增大的原因是　　　　　　　。 ②图2中，温度高于265℃后，二甲醚选择性降低的原因有　　　　　　　。 19.(2025-2026高二上·北京育才学校·期中)CO2与H2在不同条件下发生不同反应，可实现不同的应用。 （1）载人航天器中，航天员呼出的CO2可与H2反应生成CH4和H2O，电解H2O可实现O2和H2的再生。 ①在一定条件下发生反应：        (a、b不均为0) 则该条件下，   　　　　　　　 ②某温度下，向1 L恒容密闭容器中通入0.01 mol CO2和0.04 mol H2，发生反应：，平衡后生成0.005 mol CH4。CO2的转化率是　　　　　　　，该温度下反应的平衡常数是　　　　　　　。 （2）CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法，反应过程涉及的主要反应如下： 反应1：    反应2：    ①有关上述反应的说法正确的是　　　　　　　(填序号)。 a．增大压强有利于CH3OH的生成 b．使用催化剂，能降低反应的活化能，提高CO2的平衡转化率 c．升温有利于反应1，反应1先达到平衡状态 ②其他条件不变时，一段时间内，温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如图。已知：CH3OH选择性。 ⅰ．由图知240℃时实际反应未达到平衡状态，图中的依据是　　　　　　　。 ⅱ．220~240℃时，CO2的平衡转化率变化的原因是　　　　　　　。 ⅲ．220~240℃，升高温度，CH3OH的实际选择性变化的原因可能是　　　　　　　。 20.(2025-2026高二上·北京市第八中学·期中)甲烷化是一种实现资源化利用的有效途径。 Ⅰ．热化学转化 甲烷化过程发生反应： （1）反应的平衡常数的表达式：　　　　　　　，温度升高　　　　　　　(填“增大”或“减小”)。 （2）其他条件不变时，相同时间内，压强对的转化率及的选择性的影响如下图。 已知：选择性=转化为目标产物的原料量÷原料总的转化量 甲烷化反应实际生产压强选择0.1MPa，理由是　　　　　　　。 Ⅱ．电化学转化 多晶Cu可高效催化甲烷化，电解制备的原理示意图如下。电解过程中温度控制在10℃左右，持续通入。阴、阳极室的溶液的浓度基本保持不变。 （3）多晶Cu作　　　　　　　(填“阴”或“阳”)极。 （4）结合电极反应式，说明阴极室溶液浓度基本不变的原因：　　　　　　　。 （5）上述电解过程中采取了　　　　　　　措施(写2条即可)使优先于放电。 21.(2025-2026高二上·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。利用等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。 I．制备甲醇发生反应： （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，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　　　　　　(用表示)。 （4）与反应可得与反应能高选择性地生成甲醇。室温下当分别与反应，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，则与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若与混合气体反应，生成的产量较其他产物多。分析原因：　　　　　　。 22.(2025-2026高二上·北京市第五十五中学·期中)我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中的含量，以为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。 Ⅰ.在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生反应： 反应i：   ， 回答下列问题： （1）几种化学键的键能如表所示： 化学键 键能 745 436 413 则　　　　　　。 （2）为提高平衡转化率，可采取的措施有　　　　　　（写出两条）。 （3）在恒容的容器中发生该反应，下列说法正确的是______（填字母）。 A. 混合气体的总压强不再变化时，反应达到平衡状态 B. 混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态 C. 断裂的同时，形成，则说明反应已达平衡 D. 达到平衡状态之后，若升高温度，使浓度商减小，导致，平衡逆向移动 （4）一定温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，平衡后生成，的转化率为　　　　　　，该温度下的平衡常数是　　　　　　。 Ⅱ.催化加氢是制备的重要方法，反应过程涉及到的主要反应如下： 反应1：    反应ii：    其他条件不变时，一段时间内，温度对加氢制反应的影响如图。 已知：的选择性 （5）①由图知240℃时实际反应未达到平衡状态，图中的依据是　　　　　　。 ②220∼240℃，升高温度，的实际选择性变化的原因可能是　　　　　　。 23.(2025-2026高二上·北京市十一学校·期中)用CO2制备CH3OH可实现CO2的能源化利用，反应如下：CO2+3H2CH3OH+H2O （1）温度为523 K时，测得上述反应中生成8.0 g CH3OH(g)放出的热量为12.3 kJ。 反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）在实验室模拟上述反应。一定温度下(各物质均为气态)，向体积为1 L的恒容密闭容器中充入3 mol CO2和6 mol H2，加入合适的催化剂进行反应。已知该温度下反应的化学平衡常数值为。某时刻测得c(CH3OH)=1mol/L，此时反应　　　　　（填 “已经达到”或“未达到”）化学平衡状态。 （3）工业上用CO2制备CH3OH的过程中存在以下副反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2 kJ/mol 将反应物混合气按进料比n(CO2)：n(H2)=1：3通入反应装置，选择合适的催化剂，发生反应。 ①不同温度和压强下，CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。 i.图1中，压强p1　　　　　　　 p2（填“>”“=”或“<”），推断的依据是　　　　　　　　　　　　　　。 ii.图2中，压强为p2，温度高于503 K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是　　　　　　。 ②实际生产中，测得压强为p3时，相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3。图3中523K时的CH3OH产率最大，可能的原因是　　　　　　 （ 填字母序号）。 a.此条件下主反应限度最大 b.此条件下主反应速率最快 c. 523 K时催化剂的活性最强 24.(2025-2026高二上·北京延庆·期中)甲醇是重要的化工原料，应用前景广阔。研究表明，二氧化碳与氢气反应可以合成甲醇，反应如下：。 （1）反应的平衡常数表达式为　　　　　　　　　　　。 （2）有利于提高平衡时转化率的措施有　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．使用催化剂                           b．加压                           c．增大和的初始投料比 （3）保持原料气中和的投料比不变，研究温度和压强对甲醇产率的影响，得到平衡时甲醇的产率与温度和压强的关系如图所示，则该反应的　　　　　　　　　　　0(填“<”“>”或“=”)，依据是　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　(填“<”“>”或“=”)。 25.(2025-2026高二上·北京市第一六六中学·期中)二氧化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。 I．利用和合成甲醇，涉及的主要反应如下： 已知：a． b． c． （1）计算　　　　　　　　　　　。 （2）一定条件下，向密闭容器中充入物质的量之比为1：3的和发生上述反应，使用不同催化剂经相同反应时间，的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示： 甲醇的选择性 ①210-270℃间，在甲醇的选择性上，催化效果较好的是　　　　　　　　　　　。 ②210-270℃间，催化剂2条件下的转化率随温度的升高而增大，可能原因为　　　　　　　　　　　。 II．工业上用和通过如下反应合成尿素：。t℃时，向容积恒定为的密闭容器中充入和发生反应。 （3）下列能说明反应达到化学平衡状态的是　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．相同时间内，键断裂，同时有键形成 b．容器内气体总压强不再变化 c． d．容器内气体的密度不再改变 （4）的物质的量随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 30 70 80 100 1.6 l.0 0.8 0.8 0.8 的平衡转化率为　　　　　　　　　　　；t°C时，该反应的平衡常数K=　　　　　　　　　　　。 26.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)二氧化碳捕获技术用于去除气流中的二氧化碳或者分离出二氧化碳作为气体产物，其中CO2催化合成甲醇是一种很有前景的方法。如下图所示为该反应在无催化剂及有催化剂时的能量变化。 (1)从图可知，有催化剂存在的是过程　　　　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (2)写出图中CO2催化合成甲醇的热化学方程式：　　　　　　　。 (3)若要提高上述可逆反应中甲醇的平衡产率，可以采取的措施有　　　　　　　。 (4)已知：1mol液态甲醇完全气化需吸热37.4kJ，1mol液态水完全气化需吸热44.0kJ，由CO2合成1mol液态甲醇和1mol液态水将　　　　　　　(填“吸收”或“放出”)　　　　　　　kJ热量。 (5)关于CO2催化合成甲醇的反应，下列说法中，合理的是　　　　　　　(填字母序号)。 a.该反应中所有原子都被用于合成甲醇 b.该反应可用于CO2的转化，有助于缓解温室效应 c.使用催化剂可以降低该反应的ΔH，从而使反应放出更多热量 d.降温分离出液态甲醇和水，将剩余气体重新通入反应器，可以提高CO2与H2的利用率 27.(2025-2026高二上·北京通州·期中)阅读以下材料，回答相应问题。 化石燃料在现有的燃烧和利用过程中会产生二氧化硫、氮氧化物、粉尘、重金属等污染物质，同时排放大量的二氧化碳，造成全球气候变暖。火力发电产生的二氧化碳可以进行燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集，但捕集成本高，运行难度大，而且二氧化碳用途有限。钢铁工业和电解铝工业释放的废气中二氧化碳浓度更低，捕集成本更高。新型煤化工也产生大量二氧化碳，虽然产生的二氧化碳捕集成本低，但目前也没有进行有效利用。下表给出了几种煤化工项目的煤耗和二氧化碳排放量： 项目名称 综合能耗(千克标准煤/吨) 碳转化率 二氧化碳排放量(吨/每吨产品) 煤制烯烃 5 000 44.0 10.0 煤制天然气 3 099 50.0 8.3 煤制甲醇 1 400 54.0 2.0 针对目前二氧化碳封存利用的开发研究现状，中国科学家提出了二氧化碳的氮化封存利用技术，即通过二氧化碳与氨反应生成均三嗪三醇(以下简称三嗪醇)固体产品来实现二氧化碳的高值有效封存利用，其热化学方程式：        ΔH，化石燃料在空气和水的参与下转化成氮气、氢气和二氧化碳，一部分原料在一定工艺过程条件下转化成三嗪醇固体产品，剩余的氢气再去发电，这是一条化石燃料环境友好的能源工业路线，见下图： 以天然气甲烷开始进行的主要化学反应有： 2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)     ΔH=-71kJ·mol        ΔH 3        ΔH 以三嗪醇为原料可以再继续合成三嗪类高分子材料。三嗪类高分子材料具有无毒无味、耐腐蚀、耐高温、耐低温、阻燃、质轻、耐用性强等优点，在全球范围内的建筑装饰、交通车辆、水上船舶、航空航天、机电设备、工业吸音保温等领域中获得广泛使用。 ——节选自《化石燃料环境友好工业路线开发》，部分内容有改动 （1）写出炼铁反应产生二氧化碳的化学方程式：　　　　　　　　　　　 。 （2）根据表中给出的三组煤化工项目数据，每消耗单位质量的标准煤，碳转化率最高的项目是　　　　　　　　　　　，二氧化碳排放量最多的项目是　　　　　　　　　　　。 （3）将二氧化碳与氢气反应生成特定的物质可以实现二氧化碳的封存利用，比如生成甲醇(CH3OH)、甲醛(HCHO)、乙酸等物质。将等物质的量的二氧化碳分别转化为以上三种物质，至少需要消耗氢气的物质的量之比为__：__：___(化为最简整数比)　　　　　　　　　　　。由此可知将二氧化碳转化为三嗪醇封存的一大优势是　　　　　　　　　　　 。 （4）合成氨生产中的反应原料需要净化，主要目的是　　　　　　　　　　　。为了节约生产能耗而大幅降低合成氨的反应温度，导致的不利结果是　　　　　　　　　　　。 （5）根据文中信息可推算出以下热化学方程式的焓变：        ΔH=　　　　　　　　　　　 (结果保留整数) 28.(2025-2026高二上·北京昌平第一中学·期中)甲醇在化工生产中有着广泛的应用，催化加氢可制备，反应如下：     （1）下列能作为该反应达到平衡状态的标志的是　　　　　　　　(填字母)。 a．断裂3 mol H-H键的同时形成2 mol H-O键 b．气体的压强不再变化 c．混合气体中甲醇的浓度保持不变 d．化学反应速率 （2）将一定量的和投入恒容密闭容器中进行上述反应，反应过程中有下列副反应发生：     实验过程中，测得平衡转化率、选择性和选择性随温度变化情况如图所示。 已知：物质A的选择性 (物质A代表或) ①曲线　　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)代表的选择性。 ②240℃~260℃，曲线a随温度升高而升高的原因是　　　　　　　　。 ③实际生产中采用的温度是260℃，可能的原因是　　　　　　　　。 （3）电解法也可制备甲醇，双极膜组合电解制备甲醇装置如右图。图中双极膜由催化层、阳离子交换膜和阴离子交换膜组合而成，在直流电场作用下可将水解离，在双极膜两侧分别得到和。 ①与电源正极相连的电极为　　　　　　　　(填“a”或“b”)。 ②结合化学用语判定并解释电解过程中阴极室溶液pH的变化情况：　　　　　　　　(电解液体积变化可忽略)。 29.(2025-2026高二上·北京市第一六一中学·期中)甲醇是一种重要的化工原料，具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇()。 （1）已知一定条件下，发生反应： 该条件下，水煤气转化成甲醇的热化学方程式是　　　　　　　。 （2）在体积可变的恒压密闭容器中投入0.5 mol CO和，不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。 ①　　　　　　　(填“＜”或“>”)。 ②M点对应的平衡混合气体的体积为1 L，则时，该反应的平衡常数　　　　　　　，的转化率为　　　　　　　(保留1位小数)。 ③下列叙述能说明上述反应在条件下达到化学平衡状态的是　　　　　　　(填字母)。 a.单位时间内消耗1 mol CO的同时生成 b.的体积分数不再改变 c.密闭容器的体积不再改变 （3）工业上可利用甲醇羰基化法进一步制取甲酸甲酯：。在容积不变的密闭容器中，投入等物质的量的和CO，相同时间内CO的转化率随温度变化如图2所示(不考虑其他副反应)。 ①该反应是　　　　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 ②曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应原理的角度说明理由：　　　　　　　。 30.(2025-2026高二上·北京五中·期中)的资源化利用有利于实现“碳中和”。以和为原料可以合成甲醇，涉及的主要反应如下： I：    II：    III：    已知：选择性。 （1）反应III的焓变　　　　　　　。 （2）若反应I、反应II的平衡常数分别为、，则反应III的平衡常数　　　　　　　。 （3）在恒容绝热(与外界无热量交换)的密闭容器中进行上述反应。 ①下列描述中能表明反应已达平衡状态的是　　　　　　　(填序号)。 A.容器中气体的密度不再变化　　   B.容器中气体的温度不再变化 C.　　　D. ②下列措施中能提高平衡时产率的是　　　　　　　(填序号)。 A.增大容器的容积       　　 B.升高反应的温度 C.分离出部分       　　 D.使用选择性高的催化剂 （4）其他条件相同时，温度对转化率和选择性的影响如图所示。 ①图1中，温度低于时，转化率的平衡值随温度升高而降低的原因是　　　　　　　。 ②图2中，选择性的实验值随温度升高而减低的原因是　　　　　　　。 ③图2中，温度相同时，选择性的实验值略高于其平衡值的原因是　　　　　　　。 31.(2025-2026高二上·北京市第十二中学·期中)我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中的含量，以为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。 Ⅰ．在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生反应： 反应i： 回答下列问题： （1）几种化学键的键能如表所示，则a=　　　　　　　　　　　。 化学键 C-H H-H H-O C=O 键能/(kJ/mol) 413 436 a 745 （2）为提高平衡转化率，可采取的措施有　　　　　　　　　　　(写出两条)。 （3）在恒容的容器中发生该反应，下列说法正确的是　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．混合气体的总压强不再变化时，反应达到平衡状态 b．混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态 c．断裂的同时，形成，说明反应已达平衡 d．达到平衡状态之后，若升高温度，会导致浓度商Q增大，平衡逆向移动 （4）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，经5min达到平衡，测得平衡时压强与反应前压强之比为。 ①开始反应至5min时的平均反应速率为　　　　　　　　　　　。 ②反应器内，通常采用反应器前段加热后段冷却的方法来提高的转化效率，可能的原因是　　　　　　　　　　　。 Ⅱ．实际生产中，该反应发生同时伴有如下两个副反应发生。 反应ii： 反应iii： （5）将混合气持续以一定的流速通过含催化剂的恒容反应器，在相同的时间内，测定的转化率和的选择性随温度的变化关系如图所示(反应未达到平衡状态)。【注】的选择性：转化的中生成甲烷的百分比温度高于500℃后，的选择性下降的原因可能是　　　　　　　　　　　 。 32.(2025-2026高二上·北京十四中·期中)(一)甲醇是一种重要的化工原料，具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(与的混合气体)转化成甲醇：    （1）在体积可变的恒压密闭容器中投入和，不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量(n)随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。 ①　　　　　　　　　　　(填“<”或“>”)。 ②该反应的平衡表达式为　　　　　　　　　　　，M点对应的平衡混合气体的体积为，则233℃时，的转化率为　　　　　　　　　　　(保留1位小数)。 ③下列叙述能说明上述反应在条件下达到化学平衡状态的是　　　　　　　　　　　。 a．单位时间内消耗的同时生成 b．的体积分数不再改变 c．密闭容器的体积不再改变 （2）工业上可利用甲醇羰基化法进一步制取甲酸甲酯：。在容积不变的密闭容器中，投入等物质的量的和CO，相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示(不考虑其他副反应)。 ①b、c、d三点中，尚未达到化学平衡状态的点是　　　　　　　　　　　。 ②该反应是　　　　　　　　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 ③曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理由：　　　　　　　　　　　。 (二)某同学利用如图所示装置制作简单的燃料电池。 （3）闭合，断开。 ①电极a的电极反应式是　　　　　　　　　　　。 ②的迁移方向为　　　　　　　　　　　(填“”或“”)。 （4）一段时间后断开，闭合，电流表的指针偏转。一段时间后，电极b附近的现象是　　　　　　　　　　　。 （5）下列说法中，不正确的是　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．通过调节、可以实现化学能和电能的相互转化 b．若将溶液替换为稀硫酸，闭合后，电极反应不变 c．闭合，电路中每转移电子，电极a理论上产生的气体在标准状况下的体积为 d．以上过程中，电极a附近的pH先减小，后增大，电解质溶液pH不变。 33.(2025-2026高二上·北京市海淀实验中学·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，，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，将和置于的恒容密闭容器中发生如下反应：，不同温度、不同时间段内合成氨反应中的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 30% 50% 80% 80% 35% 60% a b ①上表中　　　　　　　　　　　(填“>”或“<”或“=”)，其中三者的大小关系是　　　　　　　　　　　(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，值增大 B．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及时分离出来可使减小 D．合成氨达到平衡后，增大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　　　　　　　　　　　。    ；       ； （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、分别代表温度或压强。其中代表的是　　　　　　　　　　　；判断　　　　　　　　　　　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. 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，适度过量有利于提高的转化率同时有利于提高整体反应速率 34.(2025-2026高二上·北京市陈经纶中学·期中)回答下列问题： （1）用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一。一定条件下，CH4(g)C(s) + 2H2(g) 反应历程如图所示，其中化学反应速率最慢的反应过程为　　　　　　。 （2）甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气。相关反应如下： 反应I、CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)   ∆H1 = +206 kJ·mol-1 反应Ⅱ、CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)     ΔH2= -41 kJ·mol-1 ①已知830 ℃时，反应Ⅱ的平衡常数K=1，在容积不变的密闭容器中，将2 mol CO与8 mol H2O混合加热到830 ℃，反应达平衡时CO的转化率为　　　　　　。 ②在常压、600 ℃条件下，甲烷制备氢气的总反应的热化学方程式为：　　　　　　。该反应中H2平衡产率为82%。若加入适量生石灰后H2的产率可提高到95%，应用化学平衡移动原理解释原因　　　　　　。 （3）科学家研究将CH4、H2O与CH4、CO2联合重整制备氢气： 反应I：CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)     ∆H1 = +206 kJ·mol-1 反应Ⅲ：CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)   ΔH3= +247 kJ·mol-1 常压下，将CH4、H2O和CO2按一定比例混合置于密闭容器中，相同时间不同温度下测得体系中n(H2)： n(CO)变化如图所示。 ①已知700℃、NiO催化剂条件下，向反应体系中加入少量O2可增加H2产率，此条件下还原性CO　　　　　　H2(填“>”“<”或“=”)。 ②随着温度升高n(H2)：n(CO)变小的原因可能是　　　　　　。 （4）油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，需要将其回收处理并加以利用。 I．高温热分解法：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g) ①工业上，通常在等温、等压条件下将H2S与Ar的混合气体通入反应器，发生H2S热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，H2S的平衡转化率会　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，利用平衡常数与浓度商的关系说明理由：　　　　　　。 Ⅱ．克劳斯法：2H2S(g)＋O2(g)S2(g)＋2H2O(g) 已知：2H2S(g)＋3O2(g) = 2SO2(g)＋2H2O(g)       ΔH1=-1036 kJ·mol−1 4H2S(g)＋2SO2(g) = 3S2(g)＋4H2O(g)     ΔH2=＋94 kJ·mol−1 ②用克劳斯法处理H2S，若生成1 mol S2(g)，放出热量　　　　　　 kJ。 ③用克劳斯法处理H2S时，研究人员对反应条件对S2产率的影响进行了如下研究。其他条件相同时，相同时间内，S2产率的变化如图所示。由图可见，随着温度升高，S2产率先增大后减小，原因是　　　　　　。n(O2)/n(H2S)值过高不利于提高S2产率，可能的原因是　　　　　　。 35.(2025-2026高二上·北京三十五中·期中)CO2减排能有效降低温室效应，同时，CO2也是一种重要的资源，因此CO2捕集与转化技术研究备受关注。 （1）用CO2制备甲醇(CH3OH)可实现CO2的能源化利用，主反应如下：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。 ①温度为523K时，测得上述主反应中生成8.0g CH3OH(g)放出的热量为12.3kJ，写出热化学方程式　　　　　　　。 ②写出上述主反应的平衡常数表达式　　　　　　　。 ③T℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中通入4.0mol CO2和6.8mol H2，5分钟时反应达到平衡，在0～5min内，CO2的转化率为　　　　　　　。 （2）工业上用CO2制备CH3OH的过程中，还存在以下副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 。 ①在恒温、恒容条件下，下列事实能说明上述副反应达到平衡状态的是　　　　　　　(填序号) A．体系内            B．体系压强不再发生变化 C．体系内混合气体的密度保持不变     D．体系内CO的物质的量分数不再发生变化 ②升高温度，该副反应的化学平衡常数　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 ③理论上，能提高H2平衡转化率的措施有　　　　　　　(写出一条即可)。 （3）将一定量的CO2和H2投入恒容密闭容器中进行上述主、副反应，测得CO2平衡转化率、CH3OH选择性和CO选择性随温度变化情况如图。已知：物质A的选择性(物质A代表CH3OH或CO) ①曲线　　　　　　　(填“a””b”或“c”)代表的选择性。 ②，曲线a随温度升高而升高的原因是　　　　　　　。 ③实际生产中采用的温度是260℃，可能的原因是　　　　　　　。 36.(2025-2026高二上·北京通州·期中)氨作为化工领域的重要原料，广泛应用于氮肥、炸药、药品等产品的生产中。已知298 K时合成氨反应为。 （1）在生产中欲使的转化率提高，同时提高的产率，可采取的措施有　　　　　　(答出两条即可)。 （2）20世纪初，以和为原料的工业合成氨方法研制成功。图1为不同压强、温度下，以物质的量的百分含量分别为进料(组成1)，反应达平衡时的物质的量分数与温度的关系。 ①判断压强：　　　　　　(填“>”或“<”)，简述理由：　　　　　　。 ②图中三点对应平衡常数的大小关系是　　　　　　。 ③合成氨原料气中存在不参与反应的Ar时会影响的平衡含量。在时，以、物质的量的百分含量分别为和进料(组成2)。反应达平衡时与进料组1相比有一定变化，图2中虚线能表示进料组中含有气体的曲线是　　　　　　(填“I”或“II”)。 （3）工业上通常用铁触媒，在和的条件下合成氨。采用的原因是　　　　　　。 37.(2025-2026高二上·北京市第五十五中学·期中)Ⅰ.已知下列热化学方程式： ① ② ③ （1）若反应③使用催化剂，那么将　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）反应的　　　　　　。 Ⅱ.以、为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如下： （3）图中的两步反应属于放热反应的　　　　　　（用、、或表示）。 （4）根据上述反应历程与能量变化示意图，过程　　　　　　（填“第一步反应”或“第二步反应”）为决速步。 （5）根据图象写出以、为原料生产尿素的热化学方程式为　　　　　　（反应热用、、或表示）。 38.(2025-2026高二上·北京延庆·期中)用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一。 （1）一定条件下，分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分　　　　　　　　　　　步进行，其中化学反应速率最慢的基元反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气，相关反应如下。 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    ①总反应：   　　　　　　　　　　　。 ②已知830℃时，反应Ⅱ的平衡常数。在容积不变的密闭容器中，将2 mol CO与8 mol 混合加热到830℃，反应达平衡时CO的转化率为　　　　　　　　　　　。 ③在常压、600℃条件下，甲烷制备氢气的总反应中平衡产率为82%。若加入适量生石灰后的产率可提高到95%，结合化学用语，应用化学平衡移动原理解释原因　　　　　　　　　　　。 （3）科学家研究将、与、联合重整制备氢气： 反应Ⅰ：    反应ⅡI：    常压下，将、和按一定比例混合置于密闭容器中，相同时间不同温度下测得体系中变化如图2所示。 ①已知700℃、NiO催化剂条件下，向反应体系中加入少量可增加产率，此条件下还原性CO　　　　　　　　　　　（填“>”“<”或“=”）。 ②随着温度升高变小的原因可能是　　　　　　　　　　　。 39.(2025-2026高二上·北京延庆·期中)减排能有效降低温室效应，同时也是一种重要的资源，因此捕集与转化技术研究备受关注。 Ⅰ．催化加氢制甲醇 （1）已知：①   kJ·mol-1 ②   kJ·mol-1 则催化加氢制甲醇的热化学方程式为　　　　　　　　　　　。若反应①为慢反应(活化能高)，下列图中能体现上述能量变化的是　　　　　　　　　　　。 A． Ⅱ．离子液体聚合物捕集 （2）已知离子液体聚合物在不同温度和不同流速下，吸附容量随时间的变化如下图1和图2。 结合图1和图2分析： ①离子液体聚合物捕集的反应为　　　　　　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 ②离子液体聚合物捕集的有利条件是　　　　　　　　　　　。 （3）捕集过程中水分子的数目对反应有重要影响。右图3是季胺基离子液体聚合物与1个和2个捕集的反应路径(等部分物质已省略)。结合图3中的反应路径，捕集过程中H2O的作用是　　　　　　　　　　　。 40.(2025-2026高二上·北京房山·期中)为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，的资源化利用已成为研究的热点。已知下列热化学方程式： 反应1：    反应2：    （1）还原是实现“双碳”经济的有效途径之一。 ①反应的　　　　　　。 ②某温度下，(g)与(g)反应的平衡常数K=4，该温度下某时刻，测得体系内四种物质的浓度均为1 ，则此时　　　　　　(填“>”“=”或“<”)，结合计算说明理由　　　　　。 （2）制备是的资源化利用的重要途径。加氢制过程中主要发生反应2，但过程中存在副反应：   。在密闭容器中，一定压强下，起始投料比时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。 ①平衡转化率在580℃后升高的主要原因是　　　　　。 ②温度由300℃到400℃的过程中实际转化率增大的可能原因是　　　　　　(填字母)。 a．温度升高使反应速率加快     b．副反应平衡正向移动     c．催化剂的活性增强 ③制备过程中，活化的可能途径有两种(如图所示)，吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。其中CO*是活化的优势中间体，可能的原因是　　　　　　。 41.(2025-2026高二上·北京市中关村中学·期中)2025年10月，“神舟二十一号”载人飞船成功发射升空，标志着我国航天事业的飞速发展。火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题，常见火箭推进剂的燃料包括汽油、肼、等。 （1）火箭推进剂可用做燃料，做氧化剂。已知气体与足量气体充分反应生成氮气与水蒸气时放出58.5 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：　　　　　　。 （2）火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如图所示，分析其反应机理： ①化学反应的各步反应中，速率最慢的一步是整个化学反应的速率控制步骤，该步简称“速控步”。上述历程中的速控步是第　　　　　　步。 ②由第ⅲ步变化可推断键能大于键能，推断依据是　　　　　　。 （3）载人航天器中，航天员呼出的可与反应生成和，电解可实现和的再生。 ①在一定条件下发生反应：     （a、b均大于0） 则该条件下，   　　　　　　。 ②某温度下，向1 L恒容密闭容器中通入和，发生反应：，平衡后生成。的转化率是　　　　　　，该温度下反应的平衡常数是　　　　　　。 （4）催化加氢是制备的重要方法，反应过程涉及的主要反应如下： 反应1：    反应2：    ①有关上述反应的说法正确的是　　　　　　(填序号)。 a．增大压强有利于的生成 b．使用催化剂，能降低反应的活化能，提高的平衡转化率 c．升温有利于反应1，反应1先达到平衡状态 ②其他条件不变时，一段时间内，温度对加氢制反应的影响如图。 已知：选择性 i．由图知时实际反应未达到平衡状态，图中的依据是　　　　　　。 ii．时，的平衡转化率变化的原因是　　　　　　。 iii．，升高温度，的实际选择性变化的原因可能是　　　　　　。 42.(2025-2026高二上·北京市八一学校·期中)丙烯腈是重要的化工原料，其合成分两步进行。 I.丙烷脱氢制丙烯 丙烷（）脱氢过程中发生如下反应： i. ii. （1）升温时，测得丙烯平衡产率降低。 ①升温时，丙烷的平衡转化率　　　　　　（填“提高”“降低”或“不变”）。 ②丙烯平衡产率降低的可能原因是　　　　　　。 （2）已知：i. ii.在高温下脱氢时碳碳键易断裂，产生积炭后，催化剂活性降低 工业上，常在中加入一定量的，目的是　　　　　　。 II.丙烯氨氧化制丙烯腈 丙烯在一定条件下生成丙烯腈，副产物为丙烯醛，反应如下： i. ii. （3）原料气中和丙烯的比例对产物收率的影响如图所示。 已知：碱性条件下容易分解。 ①时产物主要为丙烯醛，可能的原因是　　　　　　（填序号）。 a.浓度低，反应ii速率大于反应i b.反应i不能发生 c.浓度低，反应ii进行的程度大于反应i ②时，冷却吸收后丙烯腈收率略有降低，原因是　　　　　　。 43.(2025-2026高二上·北京丰台·期中)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料。 Ⅰ．CO与H2反应可制取甲醇(CH3OH)。 一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入1mol CO和2mol H2，发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。测得CO和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。 （1）1~3min内，以CO表示的平均反应速率　　　　　　　　　　　mol·L-1·min-1。 （2）平衡时H2的转化率为　　　　　　　　　　　。 Ⅱ．CO2与H2反应制取甲醇(CH3OH)。 （3）CO2与H2反应的热化学方程式表示如下： 反应ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)     ΔH1=-58kJ·mol-1 反应ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ΔH2=+42kJ·mol-1 写出CO(g)与H2(g)生成CH3OH(g)的热化学方程式　　　　　　　　　　　。 （4）关于反应ⅰ和反应ⅱ的说法正确的是　　　　　　　　　　　。 a．升高温度能使反应ⅰ的速率增大，平衡常数减小 b．增大压强能提高反应ⅱ中CO2的转化率 c．低温、高压有利于CO2催化加氢制取CH3OH （5）某同学研究温度、压强对反应平衡的影响，得到上述反应ⅰ和反应ⅱ中CO2平衡转化率、甲醇选择性与温度、压强的关系如下图： 结合上图，350℃、2MPa时，发生的主要反应是　　　　　　　　　　　(填“反应ⅰ”或“反应ⅱ”)。 44.(2025-2026高二上·北京市第五十中学·期中)水煤气变换反应：是工业上生产氢气的重要途径之一。 Ⅰ、用计算机模拟低温条件下在某种催化剂表面上发生水煤气变换的反应历程如下图所示，吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。 （1）生成过渡态1所需活化能为　　　　　　。 （2）依据反应历程，选出一种可显著提高反应速率的措施　　　　　　(填字母序号)，理由是　　　　　　。 A．增大的浓度       B．增大的浓度 （3）在某温度下测得水煤气变换反应的化学平衡常数。该温度下，测得某时刻各组分浓度如下表所示，此时反应　　　　　　(填“达平衡”、“正向进行”或“逆向进行”)。 物质 浓度/(mol/L) 0.2 0.4 0.8 0.8 Ⅱ、在高温条件下，水煤气变换反应中存在副反应：，将反应混合气按一定进料比通入反应装置，其他条件相同时，研究压强、温度对产率的影响。 （4）①增大压强，平衡产率下降，原因是　　　　　　；②生产中仍适当加压的目的是　　　　　　。 （5）其他条件不变时，相同时间内测得产率随温度的变化如图所示。温度升高产率下降的原因可能有： 原因1：温度超过催化剂活性温度范围，导致主反应速率降低； 原因2：　　　　　　；原因3：　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型03 化学速率与平衡综合题 1.(2025-2026高二上·北京怀柔·期中)合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，至今有三位科学家因在该领域的研究获诺贝尔奖。合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1。请回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式K=　　　　　　　。 （2）某温度下，将N2和H2按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后测得数据如下表： N2 H2 NH3 平衡时各物质的物质的量/(mol) 2.00 5.00 1.00 ①此条件下H2的平衡转化率=　　　　　　　%。(保留一位小数) ②若平衡后，再向平衡体系中加入N2、H2和NH3各1.00mol，此时反应向　　　　　　　方向(填“正反应”或“逆反应”)进行，结合计算说明理由：　　　　　　　。 （3）实验测得在某反应容器中充入2molN2、4molH2，不同温度下分别达到平衡时，混合气中NH3的体积分数随压强变化的曲线如下图所示。 ①温度T1、T2、T3大小关系是　　　　　　　。 ②M点混合气中H2的体积分数是　　　　　　　。 ③实际生产中，除控制温度和压强外，为提高H2的转化率，还可以采取的措施是　　　　　　　(至少写两条)。 【答案】（1）     （2）① 23.1    ② 向逆反应进行    ③ ，因此平衡向逆反应方向进行     （3）① T1>T2>T3    ② 50%或0.5    ③ 增大氮气与氢气的配比，减小氨气的浓度      【解析】(1)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，化学平衡常数表达式为K=； (2)① 某温度下，将N2和H2按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后n(N2)=2.00mol，n(H2)=5.00mol，n(NH3)=1.00mol，则△n(NH3)=1.00mol，△n(N2)=0.50mol，△n(H2)=1.50mol，即n起始(H2)=5.00+1.50=6.50mol ，H2的平衡转化率==23.1%； ② 该温度下，K=，加入N2、H2和NH3各1.00 mol后，Q=＞K，即平衡向逆反应方向进行； (3)①合成氨反应为放热反应，降低温度，平衡向合成氨的方向移动，平衡体系中NH3的质量分数增大，故T1＞T2＞T3； ②根据题意列“三段式”如下： ，平衡体系中NH3的体积分数，解得x=0.5mol。则M 点时，H2的体积分数； ③ 实际生产中，除控制温度和压强外，为提高H2的转化率，即使平衡正向移动，可以采取的措施是增大氮气与氢气的配比，减小氨气的浓度。 2.(2025-2026高二上·北京市第十五中学·期中)油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，需要将其回收处理并加以利用。 Ⅰ.高温热分解法：    （1）升高温度，该反应的化学平衡常数　　　　　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）工业上，通常在等温、等压条件下将与Ar的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，的平衡转化率会　　　　　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，利用平衡常数与浓度商的关系说明理由：　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.克劳斯法： 已知：         （3）用克劳斯法处理，若生成1mol (g)，放出热量　　　　　　　　　　　kJ。 （4）用克劳斯法处理时，研究人员对反应条件对产率的影响进行了如下研究。 ①其他条件相同时，相同时间内，产率随温度的变化如图所示。由图可见，随着温度升高，产率先增大后减小，原因是　　　　　　　　　　　。     ②其他条件相同时，相同时间内，产率随值的变化如图所示。过高不利于提高产率，可能的原因是　　　　　　　　　　　。     【答案】（1）变大     （2）① 增大    ② 等压条件下充入Ar，、、等比例减小，，平衡正向移动，转化率增大     （3）314     （4）① 温度低于200℃时，速率是影响硫产率的主要因素，因此，随着温度升高，反应速率增大，硫产率升高；温度高于200℃后，平衡是影响硫产率的主要因素，上述反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，硫产率下降    ② 过高，更多发生副反应转化为(或与反应生成)，导致硫产率下降      【解析】(1)该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，化学平衡常数变大； (2)① 该反应是在恒温恒压的条件下进行的，充入氩气，体积变大，各物质的浓度均变小，等同于减小压强，平衡向气体系数和增大的方向进行，即正向移动，故的平衡转化率会增大； ② 恒压条件下充入Ar，、、等比例减小，，平衡正向移动，转化率增大； (3)①    ②    ③△H (①+②)÷3可得③ ，所以，所以放热314kJ； (4)① 温度低于200℃时，速率是影响硫产率的主要因素，因此，随着温度升高，反应速率增大，硫产率升高；温度高于200℃后，平衡是影响硫产率的主要因素，上述反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，硫产率下降； ②过高，更多发生副反应转化为(或与反应生成)，导致硫产率下降； 3.(2025-2026高二上·北京景山学校·期中)油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，需要将其回收处理并加以利用。 Ⅰ.高温热分解法：    （1）该反应的化学平衡常数表达式为　　　　　　　。 （2）升高温度，该反应的化学平衡常数　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）工业上，通常在等温、等压条件下将与Ar的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，的平衡转化率会　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，利用平衡常数与浓度商的关系说明理由：　　　　　　　。 Ⅱ.克劳斯法： 已知：        （4）用克劳斯法处理，若生成1mol，放出热量　　　　　　　kJ。 （5）用克劳斯法处理时，研究人员对反应条件对产率的影响进行了如下研究。 ①其他条件相同时，相同时间内，产率随温度的变化如图1所示。由图1可见，随着温度升高，产率先增大后减小，原因是　　　　　　　。 ②其他条件相同时，相同时间内，产率随值的变化如图2所示。值过高不利于提高产率，可能的原因是　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）变大     （3）① 增大    ② 达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，容器体积增大，各反应物和产物浓度减小相同的倍数，此时Qc=<K，平衡正向移动     （4）314     （5）① 该反应是放热反应，反应未达到平衡时，升高温度，的生成速率增大，单位时间的生成量增大，转化率增大，当反应达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，的转化率减小    ② O2浓度过高，H2S和O2会反应生成SO2，导致产率减小      【解析】(1)反应的化学平衡常数表达式为。 (2)反应   ，该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，该反应的化学平衡常数变大。 (3)在等温、等压条件下将与Ar的混合气体通入反应器，发生热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，容器体积增大，各反应物和产物浓度减小相同的倍数，此时Qc=<K，平衡正向移动，的平衡转化率会增大。 (4)已知：①   ；②   ；由盖斯定律可知，（①+② ）得到=（1+2）=-314，若生成1mol，放出热量314kJ热量。 (5)① 由（4）可知，反应=-314<0，该反应是放热反应，反应未达到平衡时，升高温度，的生成速率增大，单位时间的生成量增大，转化率增大，当反应达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，的转化率减小； ②值过高不利于提高产率，可能的原因是O2浓度过高，H2S和O2会反应生成SO2，导致产率减小。 4.(2025-2026高二上·北京市海淀实验中学·期中)工业上利用和反应生成甲醇，也是减少的一种方法。在容积为的恒温密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。 （1）化学平衡常数表达式　　　　　　　　　　　计算该温度下的平衡常数　　　　　　　　　　　。 （2）的反应速率为　　　　　　　　　　　。 （3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。 A. 容器内压强不再变化 B. 混合气体中不变 C. 反应停止，不再进行 D.  （4）达平衡后，各物质的量均增加1 mol，平衡向　　　　　　　　　　　(填“正向”或“逆向”“不移动”)方向移动。 【答案】（1）①     ②      （2）     （3）AB     （4）正向      【解析】依题意，列出三段式： ；据此作答。 (1)依据化学平衡常数表达式的定义有；代入上述数据得； (2)0−3 minCH3OH的浓度变化量为0.5 mol/L，则； (3)A．该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，恒温恒容时若容器内压强不再变化，说明气体的物质的量不变，则反应达到了平衡状态，A符合题意； B．反应在恒容密闭容器中进行，若混合气体中c(CO2)不变，则说明CO2的物质的量不变，反应达到了平衡状态，B符合题意； C．化学平衡状态是动态平衡，当反应达到平衡状态时，化学反应仍然在进行，任何物质的消耗速率与生成速率相等，C不符合题意； D．CH3OH(g)、H2O(g)都是生成物，化学方程式中二者的化学计量数相等，则二者的浓度始终相等，因此不能根据c(CH3OH)=c(H2O)判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意；答案为AB； (4)达平衡后，各物质的量均增加1 mol，，则平衡正向移动。 5.(2025-2026高二上·北京怀柔·期中)“碳中和”是通过植树造林和其他人工技术(或工程)对排放的碳加以捕集利用，从而使排放到大气中的CO2净增量为零。 Ⅰ．一定温度下，向某固定容积的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体。。反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。请回答下列问题： （1）t1min时，v正(CO)　　　　　　　v逆(CO)(填“>”“<”或“=”)。 （2）0-4min时，CO2的平均反应速率为　　　　　　　。 （3）4min时，CO2的转化率为　　　　　　　；该温度下的化学平衡常数K=　　　　　　　。 （4）下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是　　　　　　　(填序号)。 a．气体的压强不再变化 b．混合气体的密度不再变化 c．混合气体的平均相对分子质量不再变化 d．单位时间内消耗nmolCO2，同时生成nmolCO Ⅱ．由CO2与H2制备甲醇(CH3OH)是当今研究的热点之一，历程如下：。制备过程发生如下副反应： 反应①： 反应②：。 （5）写出CO2与H2制备CH3OH的热化学方程式　　　　　　　。 （6）恒压下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3充入密闭容器，甲醇平衡产率在无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时随温度的变化如图所示。 ①相同温度下，P点甲醇产率高于T点的原因　　　　　　　。 ②对比曲线Ⅰ和Ⅱ，分析曲线Ⅱ中甲醇平衡产率随温度升高在P点之前增大而P点以后减小的原因　　　　　　　。 【答案】（1）>     （2）     （3）① 75%或0.75    ② 3     （4）bc     （5）CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH=-49.5kJ/mol     （6）① 分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)正向进行    ② 主反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，分子筛膜能不断分离出H2O(g)，平衡正向移动，CH3OH平衡产率增大；反应放热，升高温度平衡逆向移动，副反应① ② 为吸热反应，平衡正移，均可使CH3OH平衡产率减小。P点之前，以分子筛膜对主反应的影响为主，P点以后，以温度对主反应、副反应的影响为主。      【解析】(1)由图像可知t1时刻CO继续增多，CO2继续减少，反应正向进行，故v正(CO)>v逆(CO)； (2)0-4min的过程中，CO2的浓度从0.8mol/L变化至0.2mol/L，故CO2的平均反应速率为0.15mol⋅L-1⋅min-1； (3)CO2起始浓度为0.8mol/L，4min时浓度为0.2mol/L，故CO2的转化率为=75%，4min后CO、CO2浓度不变，反应到达平衡，由图知，平衡时，CO浓度为0.6mol/L，CO2浓度为0.2mol/L，故该温度下的化学平衡常数K==3； (4)a．反应前后气体分子数不变，气体的压强始终不变，气体的压强不再变化不能说明反应达到平衡状态，a错误； b．反应后固体质量增加，则气体质量减少，容器恒容，正向反应时气体密度减小，故混合气体的密度不再变化说明反应到达平衡状态，b正确； c．反应前后气体体积数相同，反应后气体的相对分子量减小，故正向反应会使混合气体平均相对分子量减小，则混合气体的平均相对分子质量不再变化说明反应到达平衡状态，c正确； d．消耗nmolCO2和生成nmolCO都是描述的正反应，不能说明反应达到平衡状态，d错误； 故选bc； (5)根据题意，写出CO2与H2制备CH3OH的方程式③CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，则③ =① -② ，则方程③ 的反应热ΔH=ΔH1-ΔH2=-49.5kJ/mol，故热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH=-49.5kJ/mol； (6)① 由图可知P、T两点温度相同，P点有分子筛膜，甲醇产率更高，从平衡移动角度考虑，相同温度下，分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于主反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)平衡正向移动，CH3OH平衡产率增大， 故P点甲醇产率高于T点； ② 主反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，分子筛膜能不断分离出H2O(g)，促进平衡正向移动，使CH3OH平衡产率增大；主反应ΔH=-49.5kJ/mol说明反应放热，升高温度平衡逆向移动，副反应① ② 为吸热反应，平衡正移，均可使CH3OH平衡产率减小，故曲线Ⅱ中甲醇平衡产率随温度升高在P点之前增大而P点以后减小的原因是P点之前，以分子筛膜对主反应的影响为主，P点以后，以温度对主反应、副反应的影响为主。 6.(2025-2026高二上·北京市中关村中学·期中)利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇。 （1）合成原理：         ①该反应的平衡常数表达式：　　　　　　　　　　　。 ②为提高的平衡转化率，可采取的措施有　　　　　　　　　　　(写两条)。 （2）在一定温度下，将1mol和3mol充入容积为1L的恒容密闭容器中合成甲醇，下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是　　　　　　　　　　　(写序号)。 a．甲醇的质量不再增加 b． c．混合气体密度不变 d．若使用为反应物，反应物和产物均含有 （3）相同时间内，4.00MPa，条件下，温度对反应结果的影响如图所示： 已知：ⅰ．为转化率，为选择性，为产率。 ⅱ．； ①由图像可知，合成甲醇过程中存在副反应。依据是：　　　　　　　　　　　。 ②根据信息，在其他条件一定情况下，制备甲醇宜选用的反应条件：　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）①     ② 适当增大压强、降温     （2）a     （3）① 高于240℃，CO2转化率升高，但甲醇产率或选择性降低    ② 240℃      【解析】(1)① 在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值叫做化学平衡常数，K=； ② 该反应的正反应为放热反应，且为气体体积减小的反应，因此降温和增大压强都可以使平衡正向移动，H2的平衡转化率增大，另外增大CO2：H2的投料比也能增大H2的平衡转化率； (2)a．CH3OH的质量不再增加说明各组分浓度不再改变，可以判断达到平衡状态，a符合题意； b．投料时n(CO2)：n(H2)=1：3，反应时CO2与H2按照系数比1：3消耗，因此剩余的n(CO2)：n(H2)=1：3，为定值，因此当n(CO2)：n(H2)=1：3不能判断达到平衡状态，b不符合题意； c．混合气体的密度ρ=，体系中都是气体，根据质量守恒定律m不变，体积为1L不变，因此ρ为定值，不能判断达到平衡状态，c不符合题意； d．该反应为可逆反应，因此使用C18O2时反应物和产物中都有18O，不能判断达到平衡状态，d不符合题意； 故选a； (3)① 由图像可知，高于240℃，CO2转化率升高，但甲醇产率或选择性降低，因此合成甲醇过程中存在副反应； ② 由图像可知，240℃时甲醇的选择性、甲醇的产率都较高，CO2转化率也较高，因此制备甲醇宜选用的反应条件为240℃。 7.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)某研究性学习小组研究可逆反应：在容积为恒容密闭容器中，通入一定量的，发生反应，请回答下列问题： （1）反应一段时间，能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。 A. 单位时间内消耗，同时生成 B. 容器内气体颜色保持不变 C. 容器内气体质量不随时间变化 D. 容器内气体的压强不随时间变化 （2）达到化学平衡状态后，升高温度，混合气体的颜色变深，则该反应的　　　　　　　　　　　(填“大于”或“小于”)0。 （3）时，体系中各物质浓度随时间变化如右图所示。在时段，反应速率为　　　　　　　　　　　。反应的平衡常数　　　　　　　　　　　。 （4）达到平衡后，改变反应温度为，以的平均速率降低，经又达到平衡。　　　　　　　　　　　(填“大于”或“小于”)，判断理由是　　　　　　　　　　　。 （5）将球分别浸泡在甲、乙两个烧杯中，向甲中加入晶体，此烧杯中球的红棕色变浅，说明平衡向　　　　　　　　　　　(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，所以晶体溶于水是　　　　　　　　　　　(填“放热”或“吸热”)过程。 （6）将一定量的充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。 ①b点的操作是　　　　　　　　　　　注射器(填“压缩”或“拉伸”)。 ②c点与a点相比，　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　(填“增大”或“减小”)。 ③若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则温度　　　　　　　　　　　(填“>”、“<”或“=”)。 【答案】（1）BD     （2）大于     （3）① 0.001    ② 0.36     （4）① 大于    ② 改变反应温度为，以0.0020 mol⋅L⋅s的平均速率降低，说明平衡正向移动，则为升温过程     （5）① 逆反应    ② 吸热     （6）① 压缩    ② 增大    ③ 增大    ④ <      【解析】(1)A．反应速率比等于系数比，单位时间内消耗，同时生成描述的都是正反应，不能说明反应平衡，A错误； B．容器内气体颜色保持不变，说明NO2浓度不变，反应一定达到平衡状态，B正确； C．根据质量守恒定律，容器内气体质量是恒量，容器内气体质量不随时间变化，反应不一定平衡，C错误；    D．反应前后气体系数和不同，容器内气体的压强是变量，容器内气体的压强不随时间变化，反应一定达到平衡状态，D正确； 故选BD。 (2)达到化学平衡状态后，升高温度，混合气体的颜色变深，说明NO2浓度增大，平衡正向移动，则该反应的焓变大于0。 (3)在0~60s时段，反应速率为，反应的平衡常数。 (4)正反应吸热，达到平衡后，改变反应温度为，以0.0020 mol⋅L⋅s的平均速率降低，说明平衡正向移动，则大于； (5)正反应吸热，将球分别浸泡在甲、乙两个烧杯中，向甲中加入晶体，此烧杯中球的红棕色变浅，说明平衡向逆反应方向移动，可知溶液温度降低，所以晶体溶于水是吸热过程。 (6)①b点后透光率突然降低，可知突然增大，b点的操作是压缩注射器。 ②b点的操作是压缩注射器，体积减小，则c点与a点相比，增大，增大。 ③b点的操作是压缩注射器，体积减小，压强增大，逆向移动，放出热量，若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则温度<。 8.(2025-2026高二上·北京市第一零一中学·期中)汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。 （1）汽车内燃机工作时发生反应：(高温下与的反应可忽略)，是导致汽车尾气中含有的原因之一、某高温条件下，向5 L密闭容器中充入和，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中的物质的量是5 mol。 ①计算：5 min内该反应的平均速率　　　　　　　；该温度下，反应的平衡常数　　　　　　　。 ②反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是　　　　　　　　(填序号)。 a．混合气体的平均摩尔质量　　　　　　　　　　b．单位时间内氮氮键的断裂数目 c．混合气体的平均能量　　　　　　　　　　　　d．单位时间内，和的消耗量之比 ③5 min后，保持温度和容器体积不变，向容器中再加入13mol NO和1mol ，则平衡　　　　　　　　(填“正向”、“逆向”或“不”)移动，重新达平衡后，的体积分数　　　　　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 （2）或可以催化还原以达到消除污染的目的。 已知：        则与反应生成和的热化学方程式是　　　　　　　　。 （3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应：中随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。 ①图中，　　　　　　　。 ②该反应的　　　　　　　0(填“>”或“<”)。结合化学平衡移动原理解释原因：　　　　　　　　。 ③若催化剂的表面积，在图中画出在、条件下达到平衡过程中的变化曲线。　　　　　　　　 【答案】（1）① 0.2    ② 1.25    ③ bcd    ④ 逆向    ⑤ 不变     （2）     （3）①     ②     ③ 由图可知，，温度升高后，平衡时增大，说明平衡逆向移动。根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此逆向反应为吸热反应，正反应为放热反应，故    ④       【解析】(1)①根据化学反应速率公式，，，则。根据已知列三段式： 根据化学平衡常数表达式，平衡时，，，代入可得； ② a．反应前后气体物质的量不变，气体质量不变，根据，混合气体的平均摩尔质量不变，a错误； b．反应开始时，单位时间内氮氮键的断裂数目等于的消耗速率，随着反应进行，正反应速率减小，单位时间内氮氮键的断裂数目减小，b正确； c．反应过程中，混合气体的平均能量变化，c正确； d．单位时间内与消耗量之比：反应开始时逆反应速率为0，比值为；平衡时，根据计量数，消耗对应消耗，比值为，过程中比值逐渐变化，d发生变化，d正确。 本问答案为：bcd； ③ 5 min后，加入和，各物质浓度为：，，。浓度商，因，故平衡逆向移动。体积分数变化：该反应是气体分子数不变的反应（），将加入的逆向转化为和：可转化为和，此时总，总，与的物质的量比与初始一致，属于等体反应的等效平衡，故重新平衡后的体积分数不变； (2)根据盖斯定律，将第二个热化学方程式减去第一个热化学方程式可得：； (3)①温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短。由图可知，条件下达到平衡的时间更短，故； ②由图可知，，温度升高后，平衡时增大，说明平衡逆向移动。根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此逆向反应为吸热反应，正反应为放热反应，故； ③绘制、条件下的变化曲线：催化剂表面积越大，反应速率越快，达到平衡的时间越短；催化剂不影响平衡状态，故平衡时与、条件下相同。曲线特征：从相同的初始出发，下降速率比、慢，达到平衡的时间更长，最终平衡浓度与、相同（曲线终点与、的终点在同一水平线上），图像为。 9.(2025-2026高二上·北京市汇文中学·期中)煤的气化和间接液化涉及如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： （1）在恒温恒容条件下，下列叙述中能表明反应Ⅰ达到化学平衡状态的　　　　　　　　　(填序号)。 a.CO的浓度不再变化 b.单位时间内每消耗就生成 c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体压强不随时间而变化 （2）在500℃时反应Ⅱ的平衡常数，若此温度下密闭容器中CO和的起始浓度都是，计算达平衡时CO的转化率为　　　　　　　　　。 （3）一定温度下在两个2L的恒容密闭容器中分别发生反应Ⅲ，相关数据如下： 容器 甲 乙 反应物投入量 和 和 平衡时 平衡时能量变化 放出88.2kJ 吸收 ①　　　　　　　　　(填“>”、“<”或“=”)；　　　　　　　　　。 ②计算甲中反应的平衡常数=　　　　　　　　　(填具体数值)；若使该反应的平衡常数增大，可以采取的措施有　　　　　　　　　(填字母序号)。 a.升高温度       b.降低温度       c.压缩体积来增大体系压强      d.增大的浓度 ③若充入和，其他条件与甲相同，一段时间后达到平衡状态，放出热量　　　　　　　　　(填“>”、“<”或“=”)；若将乙中反应改为在起始容积为2L的恒压容器中进行，平衡时的物质的量浓度为，则　　　　　　　　　(填“>”、“<”或“=”)。 ④在其他条件不变的情况下，研究温度对该反应的影响，如图为温度为时甲中反应的测定结果，若只把温度升高到进行，请绘制温度为时的测定结果　　　　　　　　　。 【答案】（1）acd     （2）75%     （3）① =    ② 9.8    ③ 300    ④ b    ⑤ <    ⑥ >    ⑦       【解析】(1)对于反应：， a.CO的浓度不再变化，反应达到平衡，a正确； b.单位时间内每消耗就生成，即，不能说明反应达到平衡状态，b错误； c.恒温恒容，容器中气体的质量发生变化，体积始终不变，则密度也发生变化，所以当密度不变时说明达到平衡状态，c正确； d.该反应往正向是气体分子数变大的反应，恒温恒容条件下，容器中气体压强一直在发生变化，当气体压强不变时说明达到平衡状态，d正确； 故答案为：acd。 (2)在500℃时反应Ⅱ的平衡常数，若此温度下密闭容器中CO和的起始浓度都是，设反应转化的c(CO)=xmol/L，列三段式： ，解得x=3/4，达平衡时CO的转化率=。 (3)①根据恒温恒容条件下的等效平衡，甲和乙为完全等效，平衡正向移动，故平衡时c1=c2； 甲中放出的热量与乙中吸收的热量之和为2×49.0kJ=98.0kJ，则a=98.0kJ-88.2kJ=9.8kJ； ②设反应转化的c(CO2)=xmol/L，列三段式： 则2x×49kJ=88.2kJ，解得x=0.9，平衡常数； 平衡常数只受温度影响，该反应为放热反应，则降低温度，平衡往正向移动，平衡常数K增大，选b； ③恒温恒容条件下，其他条件与甲相同，若充入和，投料相当于对甲容器减小压强，平衡逆向移动，放出热量小于88.2kJ÷2=44.1kJ; 恒温恒容下，由于乙是从逆向建立平衡，逆向是气体分子数增大的反应，随着反应的进行，压强不断增加，若将乙中反应改为在的恒压容器中进行，相当于对乙进行减压，压强减小，平衡往逆向移动，所以达到平衡时c(CH3OH)变小，所以c2>c3； ④该反应为放热反应，温度升高，平衡往逆向移动，甲醇的物质的量减小，同时升高温度使反应速率加快，所以斜率更大，如图： 10.(2025-2026高二上·北京市广渠门中学·期中)通过化学的方法实现的资源化利用是一种非常理想的减排途径。 Ⅰ.利用制备CO 一定温度下，在恒容密闭容器中进行如下反应： （1）该反应的平衡常数表达式　　　　　　　。 （2）下列事实能说明上述反应达到化学平衡状态的是_______(填字母序号)。 A. 体系内 B. 体系压强不再发生变化 C. 体系内各物质浓度不再发生变化 D. 体系内CO的物质的量分数不再发生变化 Ⅱ.利用制备甲醇 (CH3OH) 一定条件下，向恒容密闭容器中通入一定量的和。涉及反应如下： 主反应：    副反应：    已知：产率％ （3）一段时间后，测得体系中。产率=　　　　　　　(用代数式表示)。 （4）探究温度对反应速率的影响(其他条件相同) 实验测得不同温度下，单位时间内的转化率和产率如图l所示。 由图1可知，随着温度的升高，转化率升高，产率下降。解释其原因：　　　　　　　。 （5）探究温度和压强对平衡的影响(其他条件相同) 不同压强下，平衡时转化率随温度的变化关系如图2所示。 ①压强　　　　　　　(填“＞”或“＜”)。 ②图2中温度高于时。两条曲线重叠的原因是　　　　　　　。 ③下列条件中，平衡产率最大的是　　　　　　　(填字母序号)。 A.220℃5MPa                    B.220℃1MPa                    C.300℃1MPa 【答案】（1）     （2）CD     （3）     （4）主反应为放热反应，副反应为吸热反应，升温副反应正向进行，主反应逆向进行     （5）① ＞    ② 副反应为放热反应，T1温度后，体系中主要发生副反应，改变压强对平衡无影响    ③ A       【解析】(1)该反应的平衡常数表达式； (2)A．体系内不能说明反应达到平衡，这与起始投入量有关，A错误；        B．由于方程左右两端化学计量数之和相等，则体系压强不再发生变化不能说明反应达到平衡，B错误； C．体系内各物质浓度不再发生变化       ，说明达到反应平衡，C正确； D．体系内CO的物质的量分数不再发生变化，说明体系内个物质的量不再变化，说明达到反应平衡，D正确； 故选CD； (3)根据主反应： ，副反应：，体系中，则起始的=a+b+c，产率％=； (4)主反应为放热反应，副反应为吸热反应，升温副反应正向进行，主反应逆向进行，故转化率升高，产率下降； (5)① 主反应：是气体体积减小的反应，温度一定时压强越大，CO2的平衡转化率或CH3OH的平衡产率越大，图中压强p1时CO2的平衡转化率或CH3OH的平衡产率大于p2时CO2平衡转化率或CH3OH的平衡产率，所以P1>P2； ② 副反应是气体体积不变化的吸热反应，压强改变对平衡没有影响，副反应为放热反应，T1温度后，体系中主要发生副反应，则三条曲线几乎交于一点； ③ 主反应：是气体体积减小的反应，温度一定时压强越大，CO2的平衡转化率或CH3OH的平衡产率越大，低温时发生主反应，平衡产率最大的是220℃5MPa，故选A。 11.(2025-2026高二上·北京市第二中学·期中)Ⅰ．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、产率及不同投料比对反应方向的影响等问题。 已知反应的平衡常数随温度的变化如表所示： 温度/℃ 400 500 830 1000 平衡常数K 10 9 1 0.6 试回答下列问题。 （1）该反应的化学平衡常数表达式为　　　　　　　　　　　。 （2）相同条件下，为增大反应物的平衡转化率，该反应应在　　　　　　　　　　　(填“高温”或“低温”)条件下进行。 （3）在830℃时发生上述反应，按下表中的物质的量将各物质投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的反应有___________(填序号)。 选项 A B C D 3 1 2 1 2 1 2 1 1 2 3 0.5 5 2 3 2 A. A B. B C. C D. D Ⅱ．氨是重要化工原料，其工业合成原理为   。回答下列问题： （4）向恒温恒容密闭容器中充入体积比1:1的和，发生反应。下列情况表明该反应一定达到平衡状态的是___________(填字母，下同)。 A. 气体密度不随时间变化 B. 气体平均摩尔质量不随时间变化 C. 气体总压强不随时间变化 D. 体积分数不随时间变化 （5）下列关于   的叙述正确的是　　　　　　　　　　　。 A．生成速率等于消耗速率的2倍 B．若加入高效催化剂，平衡常数和都会增大 C．若起始按体积比1:3投入和，则和的转化率相等 （6）向2 L恒容密闭容器中充入和合成氨，经历相同时间测得转化率与温度及时间的关系如图所示。 ①温度：　　　　　　　　　　　。(填“>”或“<”) ②温度下，合成氨反应的平衡常数K为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）低温     （3）BC     （4）BC     （5）AC     （6）① >    ② 8.33(或)      【解析】(1)化学平衡常数为一定温度下，平衡时生成物浓度的幂指数积与反应物浓度的幂指数积的比值，则该反应的化学平衡常数表达式为； (2)根据表中数据可知，温度升高，反应的平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，则在相同条件下，为增大反应物的转化率应在低温条件下进行； (3)830℃时，该反应的平衡常数，假设反应均在1 L的恒容密闭容器中进行，则： A．由题给数据可知，反应的浓度商，反应向逆反应方向进行，A不符合题意； B．由题给数据可知，反应的浓度商，反应向正反应方向进行，B符合题意； C．由题给数据可知，反应的浓度商，反应向正反应方向进行，C符合题意； B．由题给数据可知，反应的浓度商，反应处于平衡状态，不移动，D不符合题意； 故选BC； (4)A．气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，当混合气体密度不随时间变化时，反应不一定平衡，A不符合题意； B．气体总质量不变，气体物质的量减少，混合气体平均摩尔质量是变量，当混合气体平均摩尔质量不随时间变化时，反应一定达到平衡状态，B符合题意； C．容器体积不变、气体物质的量减少，压强是变量，当混合气体总压强不随时间变化时，反应一定达到平衡状态，C符合题意； D．若初始投入1 mol 、1 mol ，设的转化量为x mol，由三段式 ，可知N2体积分数为，即N2的体积分数始终为定值，当N2的体积分数不随时间变化时，反应不一定平衡，D不符合题意； 故选BC； (5)A．同一反应方向的速率之比等于化学计量数之比，，A正确； B．催化剂仅能改变化学反应速率，不能改变平衡常数和，B错误； C．起始按化学计量数比投料，转化按化学计量数比反应，故N2和H2的转化率相等，C正确； 故选AC； (6)① 根据“先拐先平数值大”可知：； ② 根据图像可知，平衡时转化率为60%，用三段式计算： ，平衡时N2、H2、NH3的浓度依次为0.2 mol∙L-1、0.6 mol∙L-1、0.6 mol∙L-1，。 12.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)如图中，，，根据要求回答问题： （1）如图是1mol和1mol反应生成和过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，的变化是　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，的变化是　　　　　　　。请写出和CO反应的热化学方程式：　　　　　　　。 （2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下： ①    ②    又知③   ，表达甲醇蒸气燃烧热的热化学方程式：　　　　　。 （3）已知：常温常压下，断裂或形成1mol(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量称为键能。下表是一些化学键的键能(单位为kJ/mol) 化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能 H—H 436 H—F 565 F—F 158 则：   　　　　　　　 【答案】（1）① 减小    ② 不变    ③         （2）        （3）-536kJ/mol      【解析】(1)催化剂通过降低反应活化能加快反应速率，但不改变反应热，则在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，E1的变化是减小，ΔH不变；NO2（g）+CO（g）CO2（g）+NO（g）ΔH=正反应活化能-逆反应活化能=E1-E2=（134-368）kJ/mol=-234kJ/mol，故答案为：减小；不变；NO2（g）+CO（g）CO2（g）+NO（g）ΔH=-234kJ/mol； (2)①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)    ΔH=＋49.0 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)    ΔH=-192.9 kJ·mol-1， ③H2O(g)=H2O(l)    ΔH=-44 kJ·mol-1 根据盖斯定律，由3×②-①×2＋③×2得：CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=3×(-192.9 kJ·mol-1)-2×49.0 kJ·mol-1＋(-44 kJ·mol-1)×2=-764 kJ·mol-1； (3)=反应物键能之和-生成物键能之和=（436+158-2565）kJ/mol=-536kJ/mol 。 13.(2025-2026高二上·北京顺义第一中学·期中)利用太阳能分解H2O获得氢气，再通过CO2加氢制甲醇(CH3OH)等燃料，从而实现可再生能源和CO2的资源化利用。 (1)过程Ⅳ的能量转化形式为　　　　　　　。 (2) CO2非常稳定，活化它需从外界输入电子。CO2中易于获得电子的原子是　　　　　　　。 (3)过程I、Ⅱ是典型的人工光合作用过程：4H2O+2CO22CH3OH+3O2，该反应是　　　　　　　反应(填“吸热”或“放热”)。 (4)过程Ⅱ中CO2催化加氢制取甲醇，反应如下： 主反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=−49.0kJ∙mol-1 副反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.2kJ∙mol-1 ①CO、H2生成CH3OH的热化学方程式是　　　　　　　 ②提高CH3OH在平衡体系中的含量，可采取如下措施：　　　　　　　(写出两条即可)。 (5)过程Ⅲ中制得的H2中混有CO，去除CO的反应如下： CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)在容积不变的密闭容器中，将0.1mol CO、0.1mol H2O混合加热到830℃，平衡时CO的转化率为50%，反应的平衡常数K=　　　　　　　。 (6)多步热化学循环分解水是制氢的重要方法，如“铁一氯循环”法，反应如下： i.4H2O(g)+3FeCl2(s)=Fe3O4(s)+6HCl(g)+H2(g) ∆H1 ii.Fe3O4(s)+8HCl(g)=FeCl2(s)+2FeCl3(s)+4H2O(g) ∆H2 iii.2FeCl3(s)=2FeCl2(s)+Cl2(g) ∆H3 iV.　　　　　　　 ∆H4 反应i~iV循环可分解水，可利用∆H1~∆H4计算2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的∆H。在横线处写出反应iV的化学方程式。 【答案】① 化学能转化为电能    ② C    ③ 吸热    ④ CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H=-90.2 kJ∙mol-1    ⑤ 增大压强、降低温度    ⑥ 1    ⑦ Cl2(g)+H2O(g)=2HCl(g)+O2(g) 【解析】(1)过程Ⅳ为燃料电池，能量转化形式为化学能转化为电能； (2) CO2中C原子为+4价，能得电子，而O原子为-2价，为最低价态，不能得电子，则易于获得电子的原子是C； (3)过程I、Ⅱ是典型的人工光合作用过程，需要吸收太阳能，则反应为吸热反应； (4)① 根据盖斯定律，主反应-副反应可得CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，∆H=∆H1−∆H2=−49.0kJ∙mol-1−41.2kJ∙mol-1=-90.2 kJ∙mol-1； ② 该反应为气体减小的反应，且反应放热，可采用增大压强、降低温度的措施，使平衡正向移动，提高CH3OH在平衡体系中的含量； (5) 将0.1mol CO、0.1mol H2O混合加热到830℃，平衡时CO的转化率为50%，则反应了0.05mol的CO，利用三段式 容器的体积不变，则各物质的浓度均为mol/L，则K==1； (6)根据盖斯定律，i+ ii+ iii可得2HCl(g)=Cl2(g)+H2(g)，已知反应i~iV循环可分解水，可利用∆H1~∆H4计算2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的∆H，则iV为Cl2(g)+H2O(g)=2HCl(g)+O2(g)。 14.(2025-2026高二上·北京顺义第一中学·期中)的捕获和转化可减少排放并实现资源的利用。在催化剂作用下，消耗和，生成合成气(、)，主要发生反应i，可能发生副反应ii、iii： i．    ii．    iii．    （1）　　　　　　　　　　　。 （2）反应i为可逆反应。从化学平衡的角度分析，利于生成合成气的条件是___________。 A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温高压 D. 低温低压 （3）经研究发现，添加碱性助剂(如)可以促进的吸附与活化。反应过程如图1。反应I完成后，以为载气，将恒定组成、恒定流速的、混合气通入盛有足量的反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2。反应过程中始终未检测到，催化剂表面有积炭。 ①反应Ⅱ的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 ②，，且生成的速率不变，可能发生的副反应是　　　　　　　　　　　(填序号“ii”或“iii”)。 ③时，生成的速率为0，是因为反应Ⅱ不再发生，可能的原因是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）+247 kJ•mol-1     （2）B     （3）① CH4+CaCO3 2CO+2H2+CaO    ② ii    ③ t3时，积炭包裹催化剂，使反应Ⅱ不再发生，生成CO的化学反应速率为0      【解析】(1)因i．    ii．    iii．    由盖斯定律可知ii- iii即可得到反应i，△H1=△H2-△H3=+75.0kJ•mol-1-(-172.0kJ•mol-1)=+247 kJ•mol-1。故答案为：+247 kJ•mol-1； (2)反应i=+247 kJ•mol-1为可逆反应。该反应是气体体积增大的吸热反应，则减小压强、升高温度有利于平衡正向移动，利于生成合成气，故选B。故答案为：B； (3)① 由图可知，反应Ⅱ的化学方程式为CH4+CaCO3 2CO+2H2+CaO；故答案为：CH4+CaCO3 2CO+2H2+CaO； ② 由题干图2信息可知，t1～t3，n(H2)＞n(CO)，且生成H2速率不变，且反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳，故可能有副反应ii.CH4(g)=C(s)+2H2(g)；故答案为：ii； ③时，生成的速率为0，是因为反应Ⅱ不再发生，可能的原因是t3时，积炭包裹催化剂，使反应Ⅱ不再发生，生成CO的化学反应速率为0。故答案为：t3时，积炭包裹催化剂，使反应Ⅱ不再发生，生成CO的化学反应速率为0。 15.(2025-2026高二上·北京市第十三中学·期中)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： （1）反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol－1 反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=－297 kJ·mol－1 反应Ⅱ的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。 p2　　　　　　　p 1（填“＞”或“＜”），得出该结论的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。 i．SO2+4I－+4H+===S↓+2I2+2H2O ii．I2+2H2O+　　　　　　　　　===　　　　　　　　　+　　　　　　　+2I－ （4）探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。（已知：I2易溶解在KI溶液中） A B C D 试剂组成 0.4 mol·L－1 KI a mol·L－1 KI0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 H2SO4 0.2 mol·L－1 KI0.0002 mol I2 实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快 ①B是A的对比实验，则a=　　　　　　　　　　。 ②比较A、B、C，可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合i、ii反应速率解释原因：　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】① 3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s)   ΔH2=−254 kJ·mol−1           ② >    ③ 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大    ④ SO2                 ⑤ SO42—    ⑥ 4H+    ⑦ 0.4    ⑧ I−是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率    ⑨ 反应ii比i快；D中由反应ii产生的H+使反应i加快 【解析】分析：（1）应用盖斯定律结合反应II分析。 （2）采用“定一议二”法，根据温度相同时，压强与H2SO4物质的量分数判断。 （3）依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变，反应i+反应ii消去I-得总反应。 （4）用控制变量法对比分析。 详解：（1）根据过程，反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H2SO4（l）+S（s）=3SO2（g）+2H2O（g）ΔH=ΔH1+ΔH3=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）ΔH=-254kJ/mol。 （2）在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，p2时H2SO4物质的量分数大于p1时；反应II是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2SO4物质的量增加，体系总物质的量减小，H2SO4物质的量分数增大；则p2p1。 （3）反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S，I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，（总反应-反应i）2得，反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。 （4）① B是A的对比实验，采用控制变量法，B比A多加了0.2mol/LH2SO4，A与B中KI浓度应相等，则a=0.4。 ②对比A与B，加入H+可以加快SO2歧化反应的速率；对比B与C，单独H+不能催化SO2的歧化反应；比较A、B、C，可得出的结论是：I−是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率。 ③对比D和A，D中加入KI的浓度小于A，D中多加了I2，反应i消耗H+和I-，反应ii中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快”，反应速率DA，由此可见，反应ii比反应i速率快，反应ii产生H+使c（H+）增大，从而反应i加快。 点睛：本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体，考查盖斯定律的应用、化学平衡图象的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响，考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。 16.(2025-2026高二上·北京市第十二中学·期中)烟气中含有的高浓度、氮氧化物有害物质及酸性废水中的，在排放前必须进行脱硫、脱硝、脱氮处理。 （1）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的，将烟气中的、NO转化为，均为放热反应。 ①NaClO溶液吸收烟气中的离子方程式是　　　　　　　　　　　。 ②一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图，的脱除率高于NO，可能的原因是　　　　　　　　　　　(写出1种即可)。 （2）若烟气主要成分为NO，能有效地氧化NO。 已知：(活化能) (活化能) NO可经处理后再用碱液吸收而实现脱除。为分析氧化时温度对NO脱除率的影响，将NO与混合反应一段时间，再用碱液吸收氧化后的气体。其他条件相同时，NO脱除率随NO与混合反应时温度变化情况为：温度在50~150℃时，随着温度升高，NO脱除率无明显变化；温度超过150℃时，随着温度升高，NO脱除率下降，其可能原因是　　　　　　　　　　　。 （3）纳米铁粉用于去除废水中的硝态氮(以表示)可大致分为2个过程，反应原理如图所示。 ①有研究发现，在铁粉总量一定的条件下，水中的溶解氧过少或过多均不利于硝态氮去除。若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是　　　　　　　　　　　。 ②利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是　　　　　　　　　　　。 （4）用消除酸性废水中的是一种常用的电化学方法。其反应原理如图所示。请结合反应过程用合适的文字描述Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)在其中的作用：　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）①     ② 在水中的溶解度大于；在溶液中的还原性强于；与NaClO溶液的反应活化能小于NO(写出1种即可)     （2）NO与反应的活化能低，分解的活化能高，50~150℃时分解速率慢，NO与反应速率快，高于150℃时，分解速率加快，影响了与NO的反应     （3）① 水中的溶解氧过少，生成浓度低，还原速率慢，硝态氮去除率下降    ② 纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升     （4）在Pd表面失去电子，传递给，其中的Fe(Ⅲ)得到电子，被还原为Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅱ)又失去电子，将电子传递给，被还原为，Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间相互转化过程中起到了传递电子的作用      【解析】(1)① NaClO溶液具有氧化性，与烟气中SO2发生氧化还原反应生成Cl-和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式是； ② SO2的脱除率高于NO原因可能是：在水中的溶解度大于；在溶液中的还原性强于；与NaClO溶液的反应活化能小于NO等。 (2)温度超过150℃时，随着温度升高，NO脱除率下降，其可能原因是：NO与反应的活化能低，分解的活化能高，50~150℃时分解速率慢，NO与反应速率快，高于150℃时，分解速率加快，影响了与NO的反应。 (3)① 若水中的溶解氧过少，硝态氮去除率下降的原因是：水中的溶解氧过少，生成浓度低，还原速率慢，硝态氮去除率下降； ② 利用纳米铁粉与活性炭混合物可提升硝态废水中硝态氮的去除效率，可能原因是：纳米铁粉与活性炭形成原电池，加快反应速率，硝态氮去除率上升。 (4)由图可知，在Pd表面失去电子，传递给，其中的Fe(Ⅲ)得到电子，被还原为Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅱ)又失去电子，将电子传递给，被还原为，Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间相互转化过程中起到了传递电子的作用。 17.(2025-2026高二上·北京市第十五中学·期中)合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。 (1)在一定条件下，N2(g)和H2(g)反应生成0.2 mol NH3(g)，放出9.24 kJ的热量，写出该可逆反应的热化学方程式：　　　　　　　。在图中画出合成氨反应过程中焓(H )的变化示意图　　　　　　。 (2)将N2和H2通入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中，5min后达到化学平衡，测得NH3的浓度为0.2 mol/L，这段时间内用N2的浓度变化表示的化学反应速率为　　　　　　　mol/(L·min)。 (3)理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是　　　　　　　(写出一条)。 (4)图为某压强下N2和H2按物质的量之比1∶3投料进行反应，反应混合物中NH3的物质的量分数随温度的变化曲线。Ⅰ是平衡时的曲线，Ⅱ是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线，下列说法正确的是　　　　　　　。 A.图中a点，容器内n(N2)∶n(NH3)=1∶4 B.图中b点，υ正＜υ逆 C.400~530 ℃，Ⅱ中NH3的物质的量分数随温度升高而增大，原因是升高温度化学反应速率增大 【答案】① N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)   ΔH=-92.4 kJ/mol    ②     ③ 0.02    ④ 降温、增大压强或及时分离出NH3    ⑤ AC 【解析】(1)在一定条件下，N2(g)和H2(g)反应生成0.2 mol NH3(g)，放出9.24 kJ的热量，则反应产生2 mol NH3(g)，放出92.4 kJ的热量，则该可逆反应的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol； 每1 mol N2(g)与3 mol H2(g)反应产生2 mol NH3(g)，放出92.4 kJ的热量，用图示表示为； (2)从反应开始至平衡，测得NH3的浓度为0.2 mol/L，则N2的浓度变化为×0.2 mol/L=0.1 mol/L，用N2的浓度变化表示反应速率v(N2)==0.02 mol/(L·min)； (3)该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。理论上，为了增大平衡时H2的转化率，应该使化学平衡正向移动，可采取的措施是：增大体系的压强，或适当降低反应体系的温度，或分离出NH3或增大N2的浓度等； (4) A．假设通入的N2的物质的量是1 mol，通入H2为3 mol，平衡时N2转化量为x mol，则平衡时各种气体的物质的量n(N2)=(1-x)mol，n(H2)=3(1-x)mol，n(NH3)=2x mol，由于此时NH3的含量为50%，则，解得x=mol，故此时容器内n(N2)∶n(NH3)=(1-)∶(2×)=1：4，A正确； B．由图可知b点时NH3的含量低于平衡时的a点，说明反应正向进行，则此时υ正＞υ逆，B错误； C．该反应的正反应是放热反应，随着反应的进行，反应体系气体的温度逐渐升高，化学反应速率逐渐加快，使NH3的物质的量分数随温度升高而增大，C正确； 故合理选项是AC。 18.(2025-2026高二上·北京景山学校·期中)二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料，可用CO和H2制得，总反应的热化学方程式如下。 2CO (g) +4H2 (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g)   ΔH = -206.0 kJ/mol 工业中采用“一步法”，通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行： i.甲醇合成反应：             ii.甲醇脱水反应：2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g)，ΔH = -24.0 kJ/mol (1)起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol H2，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ，此时CO的转化率为　　　　　　　。 (2)请补全甲醇合成反应的热化学方程式：　　　　　　　。 (3)甲醇脱水反应2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g) 在某温度下的化学平衡常数为400.此温度下，在恒容密闭容器中加入一定量的CH3OH(g)，测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时反应　　　　　　　(填“已达到”或“未达到”)化学平衡状态。 物质 CH3OH CH3OCH3 H2O 浓度/(mol/L) 0.02 0.4 0.4 (4)生产二甲醚的过程中存在以下副反应，与甲醇脱水反应形成竞争： CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g) +3H2 (g) ΔH = +48.8 kJ/mol 将反应物混合气按进料比n(CO)∶n(H2) = 1∶2通入反应装置，选择合适的催化剂。在不同温度和压强下，测得二甲醚的选择性分别如图1、图2所示。 资料：二甲醚的选择性是指转化为二甲醚的CO在全部CO反应物中所占的比例。 ①图1中，温度一定，压强增大，二甲醚选择性增大的原因是　　　　　　　。 ②图2中，温度高于265℃后，二甲醚选择性降低的原因有　　　　　　　。 【答案】① 25%    ② 2CO(g)+4H2(g)⇌2CH3OH(g)   △H = -182.0 kJ/mol或CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g)   △H = -91.0 kJ/mol    ③ 已达到    ④ 增大压强，副反应CH3OH(g)+H2O(g)⇌ CO2(g)+3H2(g)逆向移动被抑制，主反应中2CH3OH (g)⇌ CH3OCH3 (g)+ H2O (g)不受压强影响    ⑤ 主反应中2CH3OH (g)⇌CH3OCH3 (g)+ H2O (g)正向为放热反应，升高温度平衡逆移，二甲醚选择性降低；副反应CH3OH(g)+H2O(g)⇌ CO2(g)+3H2(g)正向为吸热反应，升高温度平衡正移，副产物增加，二甲醚选择性降低。 【解析】(1) CO的转化率=×100%=25%； (2)①2CO(g)+4H2(g) ⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)，根据盖斯定律，(①-ii)÷2可得CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH (g)，则∆H==-91 kJ/mol； (3)当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态； A．反应是气体物质的量减少的反应，混合气体的总物质的量是变量，当不变时能表明平衡，A符合题意； B．容器体积不变，混合气体总质量不变，混合气体密度始终保持不变，不能说明得到平衡，B错误； C．反应生成物CH3OCH3(g)和H2O(g)的物质的量始终是1:1，不能表明平衡，C不符合题意； D．每生成1mol CH3OCH3(g)，同时也消耗2mol CO，同时生成2mol CO，能表明平衡，D符合题意； 故选AD。 (4) ① 副反应CH3OH(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+3H2(g) 为气体增大的反应，温度一定，压强增大，副反应平衡逆向移动，而主反应2CH3OH (g) ⇌CH3OCH3 (g)+ H2O (g)气体物质的量不变，无影响，则二甲醚选择性增大； ② 主反应2CH3OH (g) ⇌ CH3OCH3 (g)+ H2O (g)  △H = -24.0 kJ/mol为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，二甲醚选择性降低；而副反应CH3OH(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+3H2(g)  △H = +48.8 kJ/mol 为吸热反应，平衡正向移动，副产物增大，二甲醚选择性降低。 19.(2025-2026高二上·北京育才学校·期中)CO2与H2在不同条件下发生不同反应，可实现不同的应用。 （1）载人航天器中，航天员呼出的CO2可与H2反应生成CH4和H2O，电解H2O可实现O2和H2的再生。 ①在一定条件下发生反应：        (a、b不均为0) 则该条件下，   　　　　　　　 ②某温度下，向1 L恒容密闭容器中通入0.01 mol CO2和0.04 mol H2，发生反应：，平衡后生成0.005 mol CH4。CO2的转化率是　　　　　　　，该温度下反应的平衡常数是　　　　　　　。 （2）CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法，反应过程涉及的主要反应如下： 反应1：    反应2：    ①有关上述反应的说法正确的是　　　　　　　(填序号)。 a．增大压强有利于CH3OH的生成 b．使用催化剂，能降低反应的活化能，提高CO2的平衡转化率 c．升温有利于反应1，反应1先达到平衡状态 ②其他条件不变时，一段时间内，温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如图。已知：CH3OH选择性。 ⅰ．由图知240℃时实际反应未达到平衡状态，图中的依据是　　　　　　　。 ⅱ．220~240℃时，CO2的平衡转化率变化的原因是　　　　　　　。 ⅲ．220~240℃，升高温度，CH3OH的实际选择性变化的原因可能是　　　　　　　。 【答案】（1）① a-2b    ② 50%    ③ 625     （2）① а    ② CO2的实际转化率低于其平衡转化率    ③ 温度升高，有利于反应2的逆反应，导致c(CO)增大，而c(CO)增大抑制反应1的正反应，其程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用    ④ 220~240℃，升高温度，对反应1速率的影响比对反应2的大      【解析】(1)① 已知：ⅰ．   ；ⅱ．   (a、b不均为0)。根据盖斯定律，将(ⅰ+ⅱ×2)×(-1)，整理可得该条件下，(a-2b) kJ/mol； ② 某温度下，向1 L恒容密闭容器中通入0.01 mol CO2和0.04 mol H2，发生反应：，平衡后生成0.005 mol CH4。根据物质转化关系，可知：反应产生0.005 mol CH4，必然同时会反应消耗0.005 mol CO2，用三段式计算进行有关计算： ，故CO2的平衡转化率为：； 由于容器的容积为1 L，故平衡时，反应混合物中各种物质的浓度分别为：c(CO2)=0.005 mol/L，c(H2)=0.02 mol/L，c(CH4)=0.005 mol/L，c(H2O)=0.01 mol/L，则该反应的化学平衡常数K=； (2)①a．反应1是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，化学平衡不发生移动；反应2的正反应是气体物质的量减少的反应，增大压强，化学平衡正向移动，反应产生更多CH3OH，故有利于CH3OH的生成，a正确； b．使用催化剂，能降低反应的活化能，提高化学反应速率，缩短达到平衡所需时间，但不能使化学平衡发生移动，因此CO2的平衡转化率不变，b错误； c．反应达到平衡时，氢气的浓度不变，因此升温反应1和反应2一起达到平衡状态，c错误； 故合理选项是a； ②ⅰ．由图可知240℃时实际反应未达到平衡状态，这是由于此时CO2的实际转化率低于其平衡转化率，故此时反应未达到平衡状态； ⅱ．220~240℃时，CO2的平衡转化率变化的原因是由于温度升高，有利于反应2的逆反应，从而导致c(CO)增大，而c(CO)增大必然会抑制反应1的正反应，由于其抑制程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用，因此CO2的平衡转化率反而随温度的升高而降低； ⅲ．220~240℃，升高温度，CH3OH的实际选择性变化的原因可能是由于在220~240℃，升高温度，对反应1速率的影响比对反应2的大。 20.(2025-2026高二上·北京市第八中学·期中)甲烷化是一种实现资源化利用的有效途径。 Ⅰ．热化学转化 甲烷化过程发生反应： （1）反应的平衡常数的表达式：　　　　　　　，温度升高　　　　　　　(填“增大”或“减小”)。 （2）其他条件不变时，相同时间内，压强对的转化率及的选择性的影响如下图。 已知：选择性=转化为目标产物的原料量÷原料总的转化量 甲烷化反应实际生产压强选择0.1MPa，理由是　　　　　　　。 Ⅱ．电化学转化 多晶Cu可高效催化甲烷化，电解制备的原理示意图如下。电解过程中温度控制在10℃左右，持续通入。阴、阳极室的溶液的浓度基本保持不变。 （3）多晶Cu作　　　　　　　(填“阴”或“阳”)极。 （4）结合电极反应式，说明阴极室溶液浓度基本不变的原因：　　　　　　　。 （5）上述电解过程中采取了　　　　　　　措施(写2条即可)使优先于放电。 【答案】（1）①     ② 减小     （2）在，的转化率及的选择性较高，加压的转化率及的选择性变化不大，且加压会增大投资和能耗     （3）阴     （4）阴极发生反应：，每转移8mol电子，阴极生成，又有通过阴离子交换膜进入阳极室，且的浓度不变，所以阴极室的浓度基本保持不变     （5）以的溶液为电解液；温度控制在10℃左右；持续通入；用多晶铜作阴极等      【解析】(1)，反应的平衡常数的表达式，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，减小。 (2)根据图示，在，的转化率及的选择性较高，加压的转化率及的选择性变化不大，且加压会增大投资和能耗，所以甲烷化反应实际生产压强选择0.1MPa。 (3)电解制备，二氧化碳发生还原反应；多晶Cu电极通入二氧化碳，可知多晶Cu为阴极； (4)阴极发生反应：，每转移8mol电子，阴极生成，又有通过阴离子交换膜进入阳极室，且的浓度不变，所以阴极室的浓度基本保持不变。 (5)以的溶液为电解液，温度控制在10℃左右，持续通入等措施使优先于放电。 21.(2025-2026高二上·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。利用等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。 I．制备甲醇发生反应： （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，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　　　　　　(用表示)。 （4）与反应可得与反应能高选择性地生成甲醇。室温下当分别与反应，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，则与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若与混合气体反应，生成的产量较其他产物多。分析原因：　　　　　　。 【答案】（1）     （2）① 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 温度升高，反应逆向进行程度增大导致产率下降；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 -307    ②      （4）① d    ② II    ③ ，室温时更容易生成      【解析】(1)根据反应化学方程式可知平衡常数表达式为：。 (2)① A-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； ② B-C段：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，故与反应的能量变化应为图中曲线c；如图所示，与反应时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。 22.(2025-2026高二上·北京市第五十五中学·期中)我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中的含量，以为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。 Ⅰ.在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生反应： 反应i：   ， 回答下列问题： （1）几种化学键的键能如表所示： 化学键 键能 745 436 413 则　　　　　　。 （2）为提高平衡转化率，可采取的措施有　　　　　　（写出两条）。 （3）在恒容的容器中发生该反应，下列说法正确的是______（填字母）。 A. 混合气体的总压强不再变化时，反应达到平衡状态 B. 混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态 C. 断裂的同时，形成，则说明反应已达平衡 D. 达到平衡状态之后，若升高温度，使浓度商减小，导致，平衡逆向移动 （4）一定温度下，向恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，平衡后生成，的转化率为　　　　　　，该温度下的平衡常数是　　　　　　。 Ⅱ.催化加氢是制备的重要方法，反应过程涉及到的主要反应如下： 反应1：    反应ii：    其他条件不变时，一段时间内，温度对加氢制反应的影响如图。 已知：的选择性 （5）①由图知240℃时实际反应未达到平衡状态，图中的依据是　　　　　　。 ②220∼240℃，升高温度，的实际选择性变化的原因可能是　　　　　　。 【答案】（1）463     （2）增大H2的浓度、将产物分离出体系、降低反应温度、增大压强     （3）AC     （4）① 50%    ② 625     （5）① CO2的实际转化率低于其平衡转化率    ② 在220~240℃时，升高温度，对反应1速率的影响比对反应2的大      【解析】(1)依题意，反应焓变=反应物键能和-生成物键能和，则，解得a=463； (2)反应i：，则提高CO2平衡转化率，可采取的措施有增大H2的浓度、将产物分离出体系、降低反应温度、增大压强等措施； (3)A．该反应正向为气体分子数减小的方向，随着反应进行，体系内压强逐渐减小，当混合气体的总压强不再变化时，反应达到平衡状态，A正确； B．恒容体系，反应物与生成物均为气体（气体总质量不变），则混合气体密度不变，不能据此判断是否达到平衡状态，B错误； C．断裂2 molC=O，即正向消耗1 molCO2，形成4 molH-H即逆向生成4 mol氢气，则正反应速率等于逆反应速率，说明反应已达平衡，C正确； D．该反应为放热反应，达到平衡状态之后，若升高温度，K减小，浓度商Q瞬间不变，导致Q>K，平衡逆向移动，D错误； 答案为AC； (4)依据题意，列出三段式为; CO2的转化率，该温度下的平衡常数； (5)①由图可知240℃时实际反应未达到平衡状态，这是由于此时CO2的实际转化率低于其平衡转化率； ② 220~240℃，升高温度，CH3OH的实际选择性变化的原因可能是由于在220~240℃时，升高温度，对反应1速率的影响比对反应2的大。 23.(2025-2026高二上·北京市十一学校·期中)用CO2制备CH3OH可实现CO2的能源化利用，反应如下：CO2+3H2CH3OH+H2O （1）温度为523 K时，测得上述反应中生成8.0 g CH3OH(g)放出的热量为12.3 kJ。 反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）在实验室模拟上述反应。一定温度下(各物质均为气态)，向体积为1 L的恒容密闭容器中充入3 mol CO2和6 mol H2，加入合适的催化剂进行反应。已知该温度下反应的化学平衡常数值为。某时刻测得c(CH3OH)=1mol/L，此时反应　　　　　（填 “已经达到”或“未达到”）化学平衡状态。 （3）工业上用CO2制备CH3OH的过程中存在以下副反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2 kJ/mol 将反应物混合气按进料比n(CO2)：n(H2)=1：3通入反应装置，选择合适的催化剂，发生反应。 ①不同温度和压强下，CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。 i.图1中，压强p1　　　　　　　 p2（填“>”“=”或“<”），推断的依据是　　　　　　　　　　　　　　。 ii.图2中，压强为p2，温度高于503 K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是　　　　　　。 ②实际生产中，测得压强为p3时，相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3。图3中523K时的CH3OH产率最大，可能的原因是　　　　　　 （ 填字母序号）。 a.此条件下主反应限度最大 b.此条件下主反应速率最快 c. 523 K时催化剂的活性最强 【答案】① CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH= -49.2 kJ/mol；    ② 未达到    ③ >    ④ CO2制备CH3OH的反应正向为气体体积减小的反应，增大压强，平衡将正向移动，CH3OH平衡产率将增大，而相同温度下，p1时CH3OH平衡产率更高，说明p1>p1    ⑤ 温度升高，主反应的平衡逆向移动，副反应的平衡正向移动，且副反应正向移动超过了正反应逆向移动    ⑥ bc 【解析】(1)8.0 g CH3OH(g)的物质的量为=0.25mol，反应中生成0.25mol CH3OH(g)放出的热量为12.3 kJ，则生成1mol CH3OH(g)放出的热量为12.3×4 kJ=49.2 kJ，温度为523 K时，各物质均为气体，则反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH= -49.2 kJ/mol； (2) 某时刻测得c(CH3OH)=1mol/L，则消耗n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，生成n(H2O)=1mol，该时刻c(CO2)=2mol/L，c(H2)=3mol/L，c(CH3OH)=1mol/L，c(H2O)=1mol/L，该时刻浓度熵QC===<K，则说明反应未达到平衡状态； (3) ①i．由图可知，相同温度下，压强为p1时CH3OH平衡产率高于压强为p2时的CH3OH平衡产率，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)正向是气体体积减小的反应，增大压强，平衡将正向移动，CH3OH平衡产率将升高，因此压强：p1>p1； ii．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= +41.2 kJ/mol是气体等体积反应，正向为吸热反应，升高温度，平衡将正向移动，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH= -49.2 kJ/mol是气体等体积反应，正向为放热反应，升高温度，平衡将逆向移动，当温度高于503K后，正向移动的程度高于逆向移动程度，导致CO2平衡转化率随温度升高而增大； ②a．逐渐升高温度过程中，主反应的转化率将逐渐降低，限度逐渐减小，不能说明CH3OH平衡产率升高，故a不符合； b．逐渐升高温度过程中，化学反应速率会逐渐增大，使得单位时间内能够产生更多CH3OH，使得CH3OH平衡产率升高，故b符合； c．当温度为523K时，CH3OH平衡产率最高，后续升高温度时，若其它条件不会受到影响，则化学反应速率将增大，CH3OH平衡产率将升高，但实际情况是后续升高温度时，CH3OH平衡产率逐渐降低，其可能原因是温度高于523K时，催化剂活性降低，说明523 K时催化剂的活性最强，故c符合； 综上所述，故答案为bc。 24.(2025-2026高二上·北京延庆·期中)甲醇是重要的化工原料，应用前景广阔。研究表明，二氧化碳与氢气反应可以合成甲醇，反应如下：。 （1）反应的平衡常数表达式为　　　　　　　　　　　。 （2）有利于提高平衡时转化率的措施有　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．使用催化剂                           b．加压                           c．增大和的初始投料比 （3）保持原料气中和的投料比不变，研究温度和压强对甲醇产率的影响，得到平衡时甲醇的产率与温度和压强的关系如图所示，则该反应的　　　　　　　　　　　0(填“<”“>”或“=”)，依据是　　　　　　　　　　　。　　　　　　　　　　　(填“<”“>”或“=”)。 【答案】（1）     （2）b     （3）① <    ② 温度升高时，甲醇产率降低，说明平衡逆向移动，故反应为放热反应    ③ >      【解析】(1)平衡常数K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值（气体用浓度表示），故； (2)a．催化剂仅改变反应速率，不影响平衡，无法提高转化率； b．该反应正反应是气体分子数减少的反应，加压使平衡正向移动，可提高平衡转化率； c．增大和的初始投料比，相当于增加的相对用量，自身转化率会降低； 故选b； (3)由图可知，相同条件下，温度升高时，甲醇产率降低，说明平衡逆向移动，故该反应的<0；该反应正反应是气体分子数减少的反应，同一温度下，压强越大，平衡越向正向移动，甲醇产率越高，故>。 25.(2025-2026高二上·北京市第一六六中学·期中)二氧化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。 I．利用和合成甲醇，涉及的主要反应如下： 已知：a． b． c． （1）计算　　　　　　　　　　　。 （2）一定条件下，向密闭容器中充入物质的量之比为1：3的和发生上述反应，使用不同催化剂经相同反应时间，的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示： 甲醇的选择性 ①210-270℃间，在甲醇的选择性上，催化效果较好的是　　　　　　　　　　　。 ②210-270℃间，催化剂2条件下的转化率随温度的升高而增大，可能原因为　　　　　　　　　　　。 II．工业上用和通过如下反应合成尿素：。t℃时，向容积恒定为的密闭容器中充入和发生反应。 （3）下列能说明反应达到化学平衡状态的是　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．相同时间内，键断裂，同时有键形成 b．容器内气体总压强不再变化 c． d．容器内气体的密度不再改变 （4）的物质的量随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 30 70 80 100 1.6 l.0 0.8 0.8 0.8 的平衡转化率为　　　　　　　　　　　；t°C时，该反应的平衡常数K=　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）① 催化剂1    ② 升高温度，催化剂2活性增大，反应速率加快，相同反应时间转化率增大     （3）bd     （4）① 50%    ② 25      【解析】(1)根据盖斯定律，方程式c=方程式a-方程式b，则。 (2)① 根据图中曲线，使用催化剂1，甲醇的选择性较高，催化效果较好； ② 升高温度，催化剂2活性增大，反应速率加快，相同反应时间转化率增大。 (3)a．相同时间内，键断裂，同时有键形成，都表示正反应速率，不能判断反应达平衡状态，a错误； b．容积恒定的容器中，反应前后气体分子数不相等，压强是变量，当容器内气体总压强不再变化，反应达平衡状态，b正确； c．与的化学计量数之比为2：1，当，说明达到化学平衡状态，c错误； d．根据，该反应有固体生成，气体质量是变量，体积恒定，则密度是变量，当容器内气体的密度不再改变，反应达平衡状态，d正确； 故选bd。 (4)向容积恒定为2L的密闭容器中充入和发生反应，达到平衡时，，根据以上数据可列三段式如下： 则的平衡转化率为，该反应的平衡常数。 26.(2025-2026高二上·北京育英中学·期中)二氧化碳捕获技术用于去除气流中的二氧化碳或者分离出二氧化碳作为气体产物，其中CO2催化合成甲醇是一种很有前景的方法。如下图所示为该反应在无催化剂及有催化剂时的能量变化。 (1)从图可知，有催化剂存在的是过程　　　　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (2)写出图中CO2催化合成甲醇的热化学方程式：　　　　　　　。 (3)若要提高上述可逆反应中甲醇的平衡产率，可以采取的措施有　　　　　　　。 (4)已知：1mol液态甲醇完全气化需吸热37.4kJ，1mol液态水完全气化需吸热44.0kJ，由CO2合成1mol液态甲醇和1mol液态水将　　　　　　　(填“吸收”或“放出”)　　　　　　　kJ热量。 (5)关于CO2催化合成甲醇的反应，下列说法中，合理的是　　　　　　　(填字母序号)。 a.该反应中所有原子都被用于合成甲醇 b.该反应可用于CO2的转化，有助于缓解温室效应 c.使用催化剂可以降低该反应的ΔH，从而使反应放出更多热量 d.降温分离出液态甲醇和水，将剩余气体重新通入反应器，可以提高CO2与H2的利用率 【答案】① Ⅱ    ② CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ/mol    ③ 适当降温及加压    ④ 放出    ⑤ 130.4    ⑥ bd 【解析】(1)催化剂可以降低反应活化能，据图可知过程Ⅱ的活化能更低，有催化剂存在； (2)据图可知1molCO2(g)与3molH2(g)完全反应生成CH3OH(g)和H2O(g)放出49.0kJ的热量，放热反应焓变小于0，热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ/mol； (3)该反应为放热反应，适当降低温度可以使平衡正向移动增大甲醇的平衡产率；该反应为气体系数之和减小的反应，增大压强可以使平衡正向移动增大甲醇的平衡产率； (4) 1mol液态甲醇完全气化需吸热37.4kJ，即①CH3OH(l)=CH3OH(g)ΔH=+37.4kJ/mol； 1mol液态水完全气化需吸热44.0kJ，即②H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0kJ/mol；又已知③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ/mol，根据盖斯定律③-①-② 可得CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)(g)的ΔH=-49.0kJ/mol-37.4kJ/mol-44.0kJ/mol=-130.4kJ/mol，所以由CO2合成1mol液态甲醇和1mol液态水将放出130.4kJ热量； (5) a．根据反应方程式可知该反应中除了生成甲醇还有水生成，故a错误； b．CO2会加剧温室效应，该反应可以将二氧化碳利用起来转化为甲醇，有助于缓解温室效应，故b正确； c．催化剂只改变反应的活化能，不影响反应的焓变，故c错误； d．降温分离出液态甲醇和水，减少生成物的浓度，将剩余气体重新通入反应器，平衡正向移动，可以提高CO2与H2的利用率，故d正确； 综上所述答案为bd。 27.(2025-2026高二上·北京通州·期中)阅读以下材料，回答相应问题。 化石燃料在现有的燃烧和利用过程中会产生二氧化硫、氮氧化物、粉尘、重金属等污染物质，同时排放大量的二氧化碳，造成全球气候变暖。火力发电产生的二氧化碳可以进行燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集，但捕集成本高，运行难度大，而且二氧化碳用途有限。钢铁工业和电解铝工业释放的废气中二氧化碳浓度更低，捕集成本更高。新型煤化工也产生大量二氧化碳，虽然产生的二氧化碳捕集成本低，但目前也没有进行有效利用。下表给出了几种煤化工项目的煤耗和二氧化碳排放量： 项目名称 综合能耗(千克标准煤/吨) 碳转化率 二氧化碳排放量(吨/每吨产品) 煤制烯烃 5 000 44.0 10.0 煤制天然气 3 099 50.0 8.3 煤制甲醇 1 400 54.0 2.0 针对目前二氧化碳封存利用的开发研究现状，中国科学家提出了二氧化碳的氮化封存利用技术，即通过二氧化碳与氨反应生成均三嗪三醇(以下简称三嗪醇)固体产品来实现二氧化碳的高值有效封存利用，其热化学方程式：        ΔH，化石燃料在空气和水的参与下转化成氮气、氢气和二氧化碳，一部分原料在一定工艺过程条件下转化成三嗪醇固体产品，剩余的氢气再去发电，这是一条化石燃料环境友好的能源工业路线，见下图： 以天然气甲烷开始进行的主要化学反应有： 2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)     ΔH=-71kJ·mol        ΔH 3        ΔH 以三嗪醇为原料可以再继续合成三嗪类高分子材料。三嗪类高分子材料具有无毒无味、耐腐蚀、耐高温、耐低温、阻燃、质轻、耐用性强等优点，在全球范围内的建筑装饰、交通车辆、水上船舶、航空航天、机电设备、工业吸音保温等领域中获得广泛使用。 ——节选自《化石燃料环境友好工业路线开发》，部分内容有改动 （1）写出炼铁反应产生二氧化碳的化学方程式：　　　　　　　　　　　 。 （2）根据表中给出的三组煤化工项目数据，每消耗单位质量的标准煤，碳转化率最高的项目是　　　　　　　　　　　，二氧化碳排放量最多的项目是　　　　　　　　　　　。 （3）将二氧化碳与氢气反应生成特定的物质可以实现二氧化碳的封存利用，比如生成甲醇(CH3OH)、甲醛(HCHO)、乙酸等物质。将等物质的量的二氧化碳分别转化为以上三种物质，至少需要消耗氢气的物质的量之比为__：__：___(化为最简整数比)　　　　　　　　　　　。由此可知将二氧化碳转化为三嗪醇封存的一大优势是　　　　　　　　　　　 。 （4）合成氨生产中的反应原料需要净化，主要目的是　　　　　　　　　　　。为了节约生产能耗而大幅降低合成氨的反应温度，导致的不利结果是　　　　　　　　　　　。 （5）根据文中信息可推算出以下热化学方程式的焓变：        ΔH=　　　　　　　　　　　 (结果保留整数) 【答案】（1）     （2）① 煤制甲醇    ② 煤制天然气     （3）① 3:2:2    ② 节约氢消耗，利于氢气发电     （4）① 防止催化剂中毒    ② 使得催化剂的催化效率降低，且温度降低减慢了反应的速率，导致生产不经济     （5）      【解析】化石燃料和空气、水转化为氮气、氢气和二氧化碳，分离出氢气，氢气可以发电，氢气也可以和分离出氮气化合为氨气，二氧化碳再与氨反应生成三嗪醇固体，以三嗪醇为原料可以再继续合成三嗪类高分子材料。 (1)炼铁反应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，化学方程式： ； (2)据表中给出的三组煤化工项目数据，每消耗单位质量的标准煤，碳转化率最高的项目是煤制甲醇； 结合表中数据，每制得1t烯烃消耗5000kg标准煤，排放出10t二氧化碳，则每千克标准煤，二氧化碳排放量为0.002t/kg；同理制取的天然气二氧化碳排放量为；制取的甲醇二氧化碳排放量为；二氧化碳排放量最多的项目是煤制天然气； (3)二氧化碳与氢气反应生成甲醇(CH3OH)、甲醛(HCHO)、乙酸，结合质量守恒，反应分别为：、、，则等物质的量的二氧化碳分别转化为以上三种物质，至少需要消耗氢气的物质的量之比为3:2:2；由题干可知，氮气和氢气生成氨气：，二氧化碳与氨反应生成三嗪醇：，则1mol二氧化碳消耗1mol氨气生成1mol三嗪醇，也就是消耗0.5mol氮气、1.5mol氢气，由此可知将二氧化碳转化为三嗪醇封存的一大优势为：节约氢消耗，利于氢气发电； (4)合成氨生产中的反应原料需要净化，主要目的是除去杂质，防止杂质使得催化剂中毒，降低催化效率。催化剂需要一定的活性温度，为了节约生产能耗而大幅降低合成氨的反应温度，导致的不利结果是使得催化剂的催化效率降低，且温度降低减慢了反应的速率，导致生产不经济； (5)已知： ①3        ΔH ②2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)     ΔH=-71kJ·mol ③       ΔH ④3       ΔH 由盖斯定律，2×①+3×②+6×③+3×④ 得反应 ，则。 28.(2025-2026高二上·北京昌平第一中学·期中)甲醇在化工生产中有着广泛的应用，催化加氢可制备，反应如下：     （1）下列能作为该反应达到平衡状态的标志的是　　　　　　　　(填字母)。 a．断裂3 mol H-H键的同时形成2 mol H-O键 b．气体的压强不再变化 c．混合气体中甲醇的浓度保持不变 d．化学反应速率 （2）将一定量的和投入恒容密闭容器中进行上述反应，反应过程中有下列副反应发生：     实验过程中，测得平衡转化率、选择性和选择性随温度变化情况如图所示。 已知：物质A的选择性 (物质A代表或) ①曲线　　　　　　　　(填“a”“b”或“c”)代表的选择性。 ②240℃~260℃，曲线a随温度升高而升高的原因是　　　　　　　　。 ③实际生产中采用的温度是260℃，可能的原因是　　　　　　　　。 （3）电解法也可制备甲醇，双极膜组合电解制备甲醇装置如右图。图中双极膜由催化层、阳离子交换膜和阴离子交换膜组合而成，在直流电场作用下可将水解离，在双极膜两侧分别得到和。 ①与电源正极相连的电极为　　　　　　　　(填“a”或“b”)。 ②结合化学用语判定并解释电解过程中阴极室溶液pH的变化情况：　　　　　　　　(电解液体积变化可忽略)。 【答案】（1）bc     （2）① b    ② 主反应（生成的反应）是放热反应，副反应（生成CO的反应）是吸热反应；240℃~260℃时，温度升高主反应逆向移动的程度小于副反应正向移动的程度    ③ 260℃时，催化剂活性高，反应速率快     （3）① b    ② 阴极反应为，每转移，消耗6 mol，就有6 mol从双极膜向阴极室迁移，电解液体积不变，因此阴极室浓度不变，pH保持不变      【解析】(1)a.断裂3 mol H-H键代表正反应方向消耗3 mol，形成2 mol H-O代表向正反应方向进行，未体现逆反应速率等于正反应速率，不能说明平衡，a不符合题意； b.该反应前后气体分子数不相等（反应物总物质的量为4 mol，生成物总物质的量为2 mol），恒容条件下气体压强不再变化，说明各组分物质的量不再改变，达到平衡，b符合题意； c.某组分浓度保持不变是平衡状态的核心特征，可说明反应达到平衡，c符合题意； d.任意时刻反应速率之比都等于化学计量数之比，该比例不能说明正逆反应速率相等，无法判断平衡，d不符合题意； 故选bc。 (2)① 生成的主反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，生成消耗的占总消耗的比例下降，即选择性随温度升高而降低，对应曲线b； ② 生成CO的反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO的选择性升高，对应曲线c，则曲线a代表平衡转化率，主反应放热、副反应吸热，温度升高时放热主反应平衡逆向移动、吸热副反应平衡正向移动，240~260℃区间内副反应的正向促进效果占主导，总消耗的量随温度升高而增大，因此转化率上升； ③ 实际生产中采用的温度是260℃，可能的原因是一是加快反应速率；二是此温度下，催化剂活性高，催化效果最佳； (3)① 电极a侧转化为，C元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，因此与电源负极相连；电极b为阳极，与电源正极相连； ② 双极膜在电场作用下解离水，向左侧阴极室定向迁移，阴极反应为，每消耗6 mol还原生成1 mol ，恰好有6 mol从双极膜进入阴极室补充，阴极室总浓度不变，因此pH不变。 29.(2025-2026高二上·北京市第一六一中学·期中)甲醇是一种重要的化工原料，具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇()。 （1）已知一定条件下，发生反应： 该条件下，水煤气转化成甲醇的热化学方程式是　　　　　　　。 （2）在体积可变的恒压密闭容器中投入0.5 mol CO和，不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。 ①　　　　　　　(填“＜”或“>”)。 ②M点对应的平衡混合气体的体积为1 L，则时，该反应的平衡常数　　　　　　　，的转化率为　　　　　　　(保留1位小数)。 ③下列叙述能说明上述反应在条件下达到化学平衡状态的是　　　　　　　(填字母)。 a.单位时间内消耗1 mol CO的同时生成 b.的体积分数不再改变 c.密闭容器的体积不再改变 （3）工业上可利用甲醇羰基化法进一步制取甲酸甲酯：。在容积不变的密闭容器中，投入等物质的量的和CO，相同时间内CO的转化率随温度变化如图2所示(不考虑其他副反应)。 ①该反应是　　　　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 ②曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应原理的角度说明理由：　　　　　　　。 【答案】（1）      （2）① >    ② 16    ③ 66.7%    ④ bc     （3）① 放热    ② ac段，反应未达平衡，温度升高，反应速率增大，相同时间内消耗CO多。de段，已经达到平衡，升高温度使平衡向逆反应方向移动，CO转化率降低      【解析】(1)已知反应①(g) + (g) ⇌ (g) + (g) = −41.2 ，反应②(g) + (g) ⇌ (g) + 3(g) = +49.5 。根据盖斯定律，反应① -反应②得目标反应(g) + 2(g) ⇌ (g)，ΔH = − = −90.7 ，热化学方程式为(g) + 2(g) ⇌ (g) ΔH = −90.7 。 (2)该反应(g) + 2(g) ⇌ (g)是气体分子数减小的反应，压强越大，平衡正向移动，平衡时的物质的量越大，图中p1对应物质的量大于p2，故p1 > p2。M 点平衡时 n() = 0.25 mol，容器体积为1 L，列三段式： 平衡常数K = = = 16。 的转化率 = × 100% ≈ 66.7%。a 选项，单位时间内消耗1 mol CO同时生成1 mol ，均为正反应方向，不能说明反应达平衡；b 选项，的体积分数不再改变，说明各物质浓度保持不变，反应达平衡；c 选项，恒压容器中压强始终不变，体积是否改变不能说明反应达平衡，故选 bc。 (3)温度升高，CO转化率先增大后减小，最高点对应反应达平衡状态，之后升高温度CO转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应。ac 段反应未达到平衡状态，温度升高，反应速率增大，相同时间内消耗的CO更多，CO转化率增大；de 段反应已达到平衡状态，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO转化率降低。 30.(2025-2026高二上·北京五中·期中)的资源化利用有利于实现“碳中和”。以和为原料可以合成甲醇，涉及的主要反应如下： I：    II：    III：    已知：选择性。 （1）反应III的焓变　　　　　　　。 （2）若反应I、反应II的平衡常数分别为、，则反应III的平衡常数　　　　　　　。 （3）在恒容绝热(与外界无热量交换)的密闭容器中进行上述反应。 ①下列描述中能表明反应已达平衡状态的是　　　　　　　(填序号)。 A.容器中气体的密度不再变化　　   B.容器中气体的温度不再变化 C.　　　D. ②下列措施中能提高平衡时产率的是　　　　　　　(填序号)。 A.增大容器的容积       　　 B.升高反应的温度 C.分离出部分       　　 D.使用选择性高的催化剂 （4）其他条件相同时，温度对转化率和选择性的影响如图所示。 ①图1中，温度低于时，转化率的平衡值随温度升高而降低的原因是　　　　　　　。 ②图2中，选择性的实验值随温度升高而减低的原因是　　　　　　　。 ③图2中，温度相同时，选择性的实验值略高于其平衡值的原因是　　　　　　　。 【答案】（1）-90.2     （2）     （3）① BD    ② C     （4）① 反应I是放热反应，反应II是吸热反应，温度低于时，随着温度的升高，反应I逆向移动的程度大于反应Ⅱ正向移动的程度    ② 升高相同温度，对反应II速率的影响程度更大    ③ 在该条件下，与的生成速率之比大于相同温度下与的平衡浓度之比      【解析】(1)已知反应I：   ；II：   ；根据盖斯定律可知，由反应I-反应II可得反应III：，故。 (2)反应I-反应II可得反应III，若反应I、反应II的平衡常数分别为、，则反应III的平衡常数。 (3)①A．根据质量守恒定律可知，混合气体的总质量保持不变，容器容积不变 ，容器中气体的密度始终保持不变，故容器中气体的密度不再变化，不能表明反应已达平衡状态，A错误；　　 B．该容器绝热，因此随反应进行气体的温度会发生变化，故容器中气体的温度不再变化时，能表明反应已达平衡状态，B正确； C． ，不能说明正逆反应速率相等，不能表明反应已达平衡状态，C错误；　　　 D．，说明正逆反应速率相等，能表明反应已达平衡状态，D正确； 故选BD。 ②A．增大容器的容积，压强减小，反应向气体物质的量增大的方向移动，故反应I、III均逆向移动，平衡时产率降低，A错误； B．反应I、III均为放热反应，升高反应的温度，平衡均逆向移动，平衡时产率降低，B错误； C．分离出部分，浓度减小，反应I、III均正向移动，能提高平衡时产率，C正确；       　　 D．使用选择性高的催化剂，可以加快反应速率，不影响平衡状态，故平衡时产率不变，D错误； 故选C。 (4)①图1中，温度低于时，转化率的平衡值随温度升高而降低的原因是反应I是放热反应，反应II是吸热反应，温度低于时，随着温度的升高，反应I逆向移动的程度大于反应Ⅱ正向移动的程度。 ②图2中，选择性的实验值随温度升高而减低的原因是升高相同温度，对反应II速率的影响程度更大。 ③图2中，温度相同时，选择性的实验值略高于其平衡值的原因是在该条件下，与的生成速率之比大于相同温度下与的平衡浓度之比。 31.(2025-2026高二上·北京市第十二中学·期中)我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中的含量，以为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。 Ⅰ．在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生反应： 反应i： 回答下列问题： （1）几种化学键的键能如表所示，则a=　　　　　　　　　　　。 化学键 C-H H-H H-O C=O 键能/(kJ/mol) 413 436 a 745 （2）为提高平衡转化率，可采取的措施有　　　　　　　　　　　(写出两条)。 （3）在恒容的容器中发生该反应，下列说法正确的是　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．混合气体的总压强不再变化时，反应达到平衡状态 b．混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态 c．断裂的同时，形成，说明反应已达平衡 d．达到平衡状态之后，若升高温度，会导致浓度商Q增大，平衡逆向移动 （4）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入和，发生上述反应，经5min达到平衡，测得平衡时压强与反应前压强之比为。 ①开始反应至5min时的平均反应速率为　　　　　　　　　　　。 ②反应器内，通常采用反应器前段加热后段冷却的方法来提高的转化效率，可能的原因是　　　　　　　　　　　。 Ⅱ．实际生产中，该反应发生同时伴有如下两个副反应发生。 反应ii： 反应iii： （5）将混合气持续以一定的流速通过含催化剂的恒容反应器，在相同的时间内，测定的转化率和的选择性随温度的变化关系如图所示(反应未达到平衡状态)。【注】的选择性：转化的中生成甲烷的百分比温度高于500℃后，的选择性下降的原因可能是　　　　　　　　　　　 。 【答案】（1）463     （2）增大氢气的浓度，将产物分离出体系，降低反应温度、增大压强(写两个即可)     （3）ac     （4）① 0.1    ② 前段加热，有利于加快反应速率；后段冷却，有利于使平衡正向移动，提高的转化率     （5）温度高于500℃后，因积碳或超过了催化剂的活性温度等，致使催化剂对反应i的催化效率降低，反应i反应速率减慢，造成甲烷的选择性下降      【解析】(1)，所以a=463； (2)平衡正向移动可提高二氧化碳的转化率，故可采取的措施有：增大氢气的浓度，将产物分离出体系，降低反应温度、增大压强(写两个即可)； (3)a．反应前后气体系数和不同，恒容条件下，反应过程中气体总物质的量发生变化，总压强发生变化，当压强不再变化时，气体总物质的量不变，则反应达到平衡，a正确； b．恒容容器，气体总体积不变，气体总质量不变，故混合气的密度在反应过程一直不变，b错误； c．断裂即消耗1molCO2的正反应速率，形成表示生成4mol H2的逆反应速率，正逆反应速率相等，则反应达到平衡，c正确； d．反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，K减小，浓度商与温度无关，d错误； 故选ac。 (4)① 平衡时压强与反应前压强之比为，即平衡时压强与反应前物质的量之比为，开始时气体的总物质的量=2mol+8mol=10mol，则平衡时气体的总物质的量为8mol，即(2-x)+(8-4x)+x+2x=10-2x=8，即x=1mol，开始反应至5min时的平均反应速率； ② 该反应为放热反应，开始时加热可加快反应速率，达到平衡后，降低温度平衡正向移动；故前段加热，有利于加快反应速率；后段冷却，有利于使平衡正向移动，提高的转化率； (5)反应未达到平衡状态，故选择性下降与平衡移动无关，催化剂具有选择性，温度高于500℃，催化剂失活，高温下二氧化碳可能发生积碳反应，同时，反应ii为吸热反应，升高温度会使其反应速率显著增大，与主反应竞争，这也是导致选择性下降的重要原因，故温度高于500℃后，因积碳或超过了催化剂的活性温度等，致使催化剂对反应i的催化效率降低，反应i反应速率减慢，造成甲烷的选择性下降； 32.(2025-2026高二上·北京十四中·期中)(一)甲醇是一种重要的化工原料，具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(与的混合气体)转化成甲醇：    （1）在体积可变的恒压密闭容器中投入和，不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量(n)随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。 ①　　　　　　　　　　　(填“<”或“>”)。 ②该反应的平衡表达式为　　　　　　　　　　　，M点对应的平衡混合气体的体积为，则233℃时，的转化率为　　　　　　　　　　　(保留1位小数)。 ③下列叙述能说明上述反应在条件下达到化学平衡状态的是　　　　　　　　　　　。 a．单位时间内消耗的同时生成 b．的体积分数不再改变 c．密闭容器的体积不再改变 （2）工业上可利用甲醇羰基化法进一步制取甲酸甲酯：。在容积不变的密闭容器中，投入等物质的量的和CO，相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示(不考虑其他副反应)。 ①b、c、d三点中，尚未达到化学平衡状态的点是　　　　　　　　　　　。 ②该反应是　　　　　　　　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 ③曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理由：　　　　　　　　　　　。 (二)某同学利用如图所示装置制作简单的燃料电池。 （3）闭合，断开。 ①电极a的电极反应式是　　　　　　　　　　　。 ②的迁移方向为　　　　　　　　　　　(填“”或“”)。 （4）一段时间后断开，闭合，电流表的指针偏转。一段时间后，电极b附近的现象是　　　　　　　　　　　。 （5）下列说法中，不正确的是　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．通过调节、可以实现化学能和电能的相互转化 b．若将溶液替换为稀硫酸，闭合后，电极反应不变 c．闭合，电路中每转移电子，电极a理论上产生的气体在标准状况下的体积为 d．以上过程中，电极a附近的pH先减小，后增大，电解质溶液pH不变。 【答案】（1）①     ②     ③ 66.7%    ④ bc     （2）① bc    ② 放热    ③ ac段，反应未达平衡，温度升高，反应速率增大，相同时间内消耗CO多；de段，已经达到平衡，升高温度使平衡向逆反应方向移动，CO转化率降低     （3）①     ②      （4）溶液由红色变为无色     （5）bc      【解析】(1)①由反应可知，增大压强，平衡正移，甲醇的物质的量增多，则P1＞P2； ②平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；则该反应的平衡常数表达式为；M点生成甲醇的物质的量为0.25 mol，依据变化量之比等于计量数之比，则消耗氢气的物质的量为0.5 mol，则氢气的转化率； ③a．单位时间内消耗1 molCO为正反应，同时生成1 molCH3OH也为正反应，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，a不符合题意； b．随着反应的进行，甲醇的量在增加，其体积分数为变量，当CH3OH的体积分数不再改变时，反应达到平衡，b符合题意； c．该反应为气体分子数改变的反应，恒压条件下，容器的容积为变量，则当密闭容器的体积不再改变时，反应达到平衡，c符合题意； 答案为bc； (2)由图可知，由a点到最高点为温度升高，速率增大，一定时间内CO的转化率增大；由最高点到e点，为温度升高，平衡逆移，转化率减小；据此作答。 ①依据上述分析，b、c点尚未达到化学平衡状态； ②温度升高，平衡逆移，则该反应为放热反应； ③ac段，反应未达平衡，温度升高，反应速率增大，相同时间内消耗CO多；de段，已经达到平衡，升高温度使平衡向逆反应方向移动，CO转化率降低； (3)闭合K1，断开K2时，为电解池装置； ①电极a与电源正极相连，为电解池的阳极，水中氢氧根失电子产生氧气，电极反应为； ②电解池中阴离子由阴极移向阳极，即由； (4)一段时间后断开K1，闭合K2，电流表的指针偏转，此时为原电池装置，b极为原电池的负极（电解池时放氢生碱，溶液变红），a极为原电池的正极（电解池时放氧生酸，溶液无色）；b电极氢气失电子生成氢离子，溶液由红色变为无色； (5)a．由第（3）、（4）可知，通过调节K1、K2可以实现化学能和电能的相互转化，a不符合题意； b．若将溶液替换为稀硫酸，则溶液变为酸性介质，闭合后，b电极反应发生改变；当溶液为硫酸钠时，反应式为；当溶液为稀硫酸时，反应式为；b符合题意； c．闭合K1，a电极为阳极，电极反应式为，则电路中每转移电子，理论上产生1 mol气体，在标准状况下的体积为22.4 L，c符合题意； d．闭合K1，断开K2时，电极a产生氢离子；断开K1，闭合K2，电极a消耗氢离子，电极a附近的pH先减小后增大，电解质溶液pH不变，d不符合题意； 答案为bc。 33.(2025-2026高二上·北京市海淀实验中学·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，，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，将和置于的恒容密闭容器中发生如下反应：，不同温度、不同时间段内合成氨反应中的转化率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 30% 50% 80% 80% 35% 60% a b ①上表中　　　　　　　　　　　(填“>”或“<”或“=”)，其中三者的大小关系是　　　　　　　　　　　(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，值增大 B．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及时分离出来可使减小 D．合成氨达到平衡后，增大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　　　　　　　　　　　。    ；       ； （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、分别代表温度或压强。其中代表的是　　　　　　　　　　　；判断　　　　　　　　　　　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. 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，适度过量有利于提高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     （2）① <    ② a=b＜80%    ③ AB     （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     （4）① 压强    ② <    ③ 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     （5）BC      【解析】(1)依题意，反应焓变小于零，熵变大于零，当时反应自发，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，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%； ② A．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．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．NH3及时分离使c(NH3)减小，v值增大（），C错误； D．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．升高温度可以加快反应速率，又，升高温度，反应逆向移动，平衡转化率降低，A错误； B．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．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．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； 故答案选BC。 34.(2025-2026高二上·北京市陈经纶中学·期中)回答下列问题： （1）用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一。一定条件下，CH4(g)C(s) + 2H2(g) 反应历程如图所示，其中化学反应速率最慢的反应过程为　　　　　　。 （2）甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气。相关反应如下： 反应I、CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)   ∆H1 = +206 kJ·mol-1 反应Ⅱ、CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)     ΔH2= -41 kJ·mol-1 ①已知830 ℃时，反应Ⅱ的平衡常数K=1，在容积不变的密闭容器中，将2 mol CO与8 mol H2O混合加热到830 ℃，反应达平衡时CO的转化率为　　　　　　。 ②在常压、600 ℃条件下，甲烷制备氢气的总反应的热化学方程式为：　　　　　　。该反应中H2平衡产率为82%。若加入适量生石灰后H2的产率可提高到95%，应用化学平衡移动原理解释原因　　　　　　。 （3）科学家研究将CH4、H2O与CH4、CO2联合重整制备氢气： 反应I：CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)     ∆H1 = +206 kJ·mol-1 反应Ⅲ：CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)   ΔH3= +247 kJ·mol-1 常压下，将CH4、H2O和CO2按一定比例混合置于密闭容器中，相同时间不同温度下测得体系中n(H2)： n(CO)变化如图所示。 ①已知700℃、NiO催化剂条件下，向反应体系中加入少量O2可增加H2产率，此条件下还原性CO　　　　　　H2(填“>”“<”或“=”)。 ②随着温度升高n(H2)：n(CO)变小的原因可能是　　　　　　。 （4）油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，需要将其回收处理并加以利用。 I．高温热分解法：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g) ①工业上，通常在等温、等压条件下将H2S与Ar的混合气体通入反应器，发生H2S热分解反应，达到平衡状态后，若继续向反应器中通入Ar，H2S的平衡转化率会　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，利用平衡常数与浓度商的关系说明理由：　　　　　　。 Ⅱ．克劳斯法：2H2S(g)＋O2(g)S2(g)＋2H2O(g) 已知：2H2S(g)＋3O2(g) = 2SO2(g)＋2H2O(g)       ΔH1=-1036 kJ·mol−1 4H2S(g)＋2SO2(g) = 3S2(g)＋4H2O(g)     ΔH2=＋94 kJ·mol−1 ②用克劳斯法处理H2S，若生成1 mol S2(g)，放出热量　　　　　　 kJ。 ③用克劳斯法处理H2S时，研究人员对反应条件对S2产率的影响进行了如下研究。其他条件相同时，相同时间内，S2产率的变化如图所示。由图可见，随着温度升高，S2产率先增大后减小，原因是　　　　　　。n(O2)/n(H2S)值过高不利于提高S2产率，可能的原因是　　　　　　。 【答案】（1）CH + 3H → C+ 4H或CH → C + H     （2）① 80%    ② CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g)   ∆H =+165 kJ·mol-1    ③ 加入适量生石灰，CaO+CO2=CaCO3，使产物中CO2浓度降低，促进CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)平衡正向移动     （3）① >    ② 温度升高，对加快反应Ⅲ速率的影响更大，反应Ⅲ的n(H2)：n(CO)小于反应I或温度升高，反应Ⅲ正向进行趋势超过反应I，反应Ⅲ的n(H2)：n(CO)小于反应I或温度升高，促进副反应H2 + CO2CO + H2O的进行(其他答案合理给分)     （4）① 增大    ② 等压条件下充入Ar，c(S2)、c(H2)、c(H2S)等比例减小，Q<K，平衡正向移动，H2S转化率增大    ③ 314    ④ 温度低于200℃时，速率是影响硫产率的主要因素，因此，随着温度升高，反应2H2S(g)＋O2(g)S2(g)＋2H2O(g)速率增大，硫产率升高；温度高于200℃后，平衡是影响硫产率的主要因素，上述反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，硫产率下降    ⑤ n(O2)/n(H2S)过高，更多H2S发生副反应转化为SO2(或S2与O2反应生成SO2)，导致硫产率下降      【解析】(1)反应历程共分四步，其中活化能最大的一步是第四步，化学反应速率最慢，该反应过程为CH+3H=C+4H或CH → C + H； (2)① 设达到平衡时，CO转化了xmol，列出三段式： ，，解得x=1.6mol，CO的转化率为； ② 根据盖斯定律，反应I+反应Ⅱ得到甲烷制备氢气的总反应，甲烷制备氢气的总反应为CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g) ∆H =∆H1+∆H2=+206 kJ·mol-1+-41 kJ·mol-1=+165 kJ·mol-1；加入生石灰，发生反应 ，二氧化碳浓度降低，促进CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)平衡正向移动，氢气的产率升高； (3)①向反应体系中加入少量O2可增加H2产率，反应正向移动，O2和CO发生了反应，说明在此条件下还原性CO>H2； ②温度升高，对反应Ⅲ的促进作用更大，对加快反应Ⅲ速率的影响更大，反应Ⅲ的n(H2)：n(CO)小于反应I或温度升高，反应Ⅲ正向进行趋势超过反应I，反应Ⅲ的n(H2)：n(CO)小于反应I或温度升高，促进副反应H2 + CO2CO + H2O的进行； (4)①该反应是在恒温恒压的条件下进行的，充入氩气，体积变大，各物质的浓度均变小，等同于减小压强，平衡向气体系数和增大的方向进行，即正向移动，故的平衡转化率会增大；恒压条件下充入Ar，、、等比例减小，，平衡正向移动，转化率增大； ②①   ②   ③△H (① +② )÷3可得③，所以，所以放热314kJ； ③ 温度低于200℃时，速率是影响硫产率的主要因素，因此，随着温度升高，反应速率增大，硫产率升高；温度高于200℃后，平衡是影响硫产率的主要因素，上述反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，硫产率下降；过高，更多发生副反应转化为 (或与反应生成)，导致硫产率下降； 35.(2025-2026高二上·北京三十五中·期中)CO2减排能有效降低温室效应，同时，CO2也是一种重要的资源，因此CO2捕集与转化技术研究备受关注。 （1）用CO2制备甲醇(CH3OH)可实现CO2的能源化利用，主反应如下：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。 ①温度为523K时，测得上述主反应中生成8.0g CH3OH(g)放出的热量为12.3kJ，写出热化学方程式　　　　　　　。 ②写出上述主反应的平衡常数表达式　　　　　　　。 ③T℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中通入4.0mol CO2和6.8mol H2，5分钟时反应达到平衡，在0～5min内，CO2的转化率为　　　　　　　。 （2）工业上用CO2制备CH3OH的过程中，还存在以下副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 。 ①在恒温、恒容条件下，下列事实能说明上述副反应达到平衡状态的是　　　　　　　(填序号) A．体系内            B．体系压强不再发生变化 C．体系内混合气体的密度保持不变     D．体系内CO的物质的量分数不再发生变化 ②升高温度，该副反应的化学平衡常数　　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 ③理论上，能提高H2平衡转化率的措施有　　　　　　　(写出一条即可)。 （3）将一定量的CO2和H2投入恒容密闭容器中进行上述主、副反应，测得CO2平衡转化率、CH3OH选择性和CO选择性随温度变化情况如图。已知：物质A的选择性(物质A代表CH3OH或CO) ①曲线　　　　　　　(填“a””b”或“c”)代表的选择性。 ②，曲线a随温度升高而升高的原因是　　　　　　　。 ③实际生产中采用的温度是260℃，可能的原因是　　　　　　　。 【答案】（1）①     ②     ③ 50%     （2）① D    ② 变大    ③ 升温/增大浓度/减小生成物浓度     （3）① b    ② 主反应为放热反应，副反应为吸热反应，时，随温度升高，主反应逆移的程度小于副反应正移的程度    ③ 时，催化剂活性高，反应速率快；或时，反应速率快      【解析】(1)①8.0g CH3OH(g)的物质的量为：，对应放出热量12.3 kJ，因此生成1 mol CH3OH(g)放出的热量为。因此，热化学方程式为： ； ② 平衡常数（K）为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，因此平衡常数表达式为：； ③5分钟时反应达到平衡，在0～5min内，H2浓度变化，转化的，结合反应方程式的系数比（CO2:H2=1:3），CO2的物质的量变化为：，CO2的转化率为：； (2)①A．，因反应中CO与H2O的化学计量数均为1，从反应开始到平衡，二者物质的量之比始终为1:1，不能说明反应达到平衡状态； B．体系压强不再变化，因反应前后气体分子数不变，压强始终不变，不能说明反应达到平衡状态； C．混合气体密度保持不变，恒容条件下气体总质量、体积均不变，密度（）始终不变，不能说明反应达到平衡状态； D．CO的物质的量分数不再变化，说明各物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态； 故答案选D； ② 副反应（吸热反应），升高温度，平衡向吸热方向（正向）移动，化学平衡常数变大； ③ 提高H2平衡转化率，需使平衡正向移动（副反应正向）。可采取的措施：升高温度（副反应（吸热反应），升高温度，平衡正向移动，H2转化量增加）；或增大CO2的浓度（增大反应物浓度，平衡正向移动，H2转化量增加）；或及时分离出CO（或H2O）（减小生成物浓度，平衡正向移动，H2转化量增加）； (3)① 主反应（生成CH3OH）是放热反应（），副反应（生成CO）是吸热反应（）：温度升高时，主反应平衡逆向移动，生成CH3OH消耗的CO2减少，CH3OH的选择性降低，副反应平衡正向移动，CO选择性升高，结合图像可知：曲线b代表CH3OH的选择性； ② 由上述分析可知：曲线b代表CH3OH的选择性（降低），曲线c代表CO的选择性（升高），曲线a代表CO2的平衡转化率，时，副反应是吸热反应，温度升高使副反应平衡正向移动，消耗的CO2增多；尽管主反应（放热）逆向移动会减少CO2消耗，但此区间主反应逆移的程度小于副反应正移的程度，因此CO2平衡转化率（曲线a）随温度升高而升高； ③时，催化剂活性高，反应速率快，同时CO2转化率和CH3OH选择性处于相对合理的水平，能提高生产效率。 36.(2025-2026高二上·北京通州·期中)氨作为化工领域的重要原料，广泛应用于氮肥、炸药、药品等产品的生产中。已知298 K时合成氨反应为。 （1）在生产中欲使的转化率提高，同时提高的产率，可采取的措施有　　　　　　(答出两条即可)。 （2）20世纪初，以和为原料的工业合成氨方法研制成功。图1为不同压强、温度下，以物质的量的百分含量分别为进料(组成1)，反应达平衡时的物质的量分数与温度的关系。 ①判断压强：　　　　　　(填“>”或“<”)，简述理由：　　　　　　。 ②图中三点对应平衡常数的大小关系是　　　　　　。 ③合成氨原料气中存在不参与反应的Ar时会影响的平衡含量。在时，以、物质的量的百分含量分别为和进料(组成2)。反应达平衡时与进料组1相比有一定变化，图2中虚线能表示进料组中含有气体的曲线是　　　　　　(填“I”或“II”)。 （3）工业上通常用铁触媒，在和的条件下合成氨。采用的原因是　　　　　　。 【答案】（1）增大的浓度、降温、加压、将氨液化后分离出去     （2）① >    ② 合成氨反应是气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，氨的物质的量增大，体系总物质的量减小，氨的物质的量分数增大    ③     ④ I     （3）温度较低会使反应速率较小，达到平衡所需时间较长；温度较高，转化率会降低；在此温度下，催化剂活性最大      【解析】(1)欲使的转化率提高，同时提高的产率，故平衡要正向移动，因此可以采取增大的浓度、降温、加压、将氨液化后分离出去等措施； (2)① 合成氨反应是气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，氨的物质的量分数增大，由图可知，条件下，氨的物质的量分数：p1大于p2，故压强：p1>p2；其理由为：合成氨反应是气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量分数增大； ② 平衡常数只与温度有关，且该反应为放热反应，温度升高，平衡逆移，K减小，故有； ③ 由题意可知，组成2中起始氢气和氮气的物质的量分数之比也为3：1，与组成1相比，恒压条件下充入不参与反应的氩气相当于减小压强，合成氨反应是气体体积减小的反应，相同温度下，减小压强，平衡向逆反应方向移动，氨气的物质的量分数减小，故选择Ⅰ； (3)尽管该反应为放热反应，温度高，会导致转化率降低，但采用，此温度下催化剂活性最大，反应速率大，达到平衡所需时间较短，反应效率更高。 37.(2025-2026高二上·北京市第五十五中学·期中)Ⅰ.已知下列热化学方程式： ① ② ③ （1）若反应③使用催化剂，那么将　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）反应的　　　　　　。 Ⅱ.以、为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如下： （3）图中的两步反应属于放热反应的　　　　　　（用、、或表示）。 （4）根据上述反应历程与能量变化示意图，过程　　　　　　（填“第一步反应”或“第二步反应”）为决速步。 （5）根据图象写出以、为原料生产尿素的热化学方程式为　　　　　　（反应热用、、或表示）。 【答案】（1）不变     （2）+131.3     （3）     （4）第二步反应     （5）      【解析】(1)催化剂不能改变反应焓变； (2)根据盖斯定律可知； (3)反应物总能量高于生成物总能量为放热反应，图中的第一步反应属于放热反应，； (4)活化能越大，反应速率越小，为决速步；又，即第二步反应为决速步； (5)依据图示结合盖斯定律，第一步反应加上第二步反应为 ；则以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的热化学方程式为：。 38.(2025-2026高二上·北京延庆·期中)用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一。 （1）一定条件下，分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分　　　　　　　　　　　步进行，其中化学反应速率最慢的基元反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气，相关反应如下。 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    ①总反应：   　　　　　　　　　　　。 ②已知830℃时，反应Ⅱ的平衡常数。在容积不变的密闭容器中，将2 mol CO与8 mol 混合加热到830℃，反应达平衡时CO的转化率为　　　　　　　　　　　。 ③在常压、600℃条件下，甲烷制备氢气的总反应中平衡产率为82%。若加入适量生石灰后的产率可提高到95%，结合化学用语，应用化学平衡移动原理解释原因　　　　　　　　　　　。 （3）科学家研究将、与、联合重整制备氢气： 反应Ⅰ：    反应ⅡI：    常压下，将、和按一定比例混合置于密闭容器中，相同时间不同温度下测得体系中变化如图2所示。 ①已知700℃、NiO催化剂条件下，向反应体系中加入少量可增加产率，此条件下还原性CO　　　　　　　　　　　（填“>”“<”或“=”）。 ②随着温度升高变小的原因可能是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 四    ②      （2）① +165     ② 80%    ③ 加入生石灰，发生反应 ，二氧化碳浓度降低，总反应平衡正向移动，氢气的产率升高     （3）① >    ② 温度升高，对反应ⅡI的促进作用更大，增加的更多，导致变小      【解析】(1)反应历程共分四步，其中活化能最大的一步是第四步，化学反应速率最慢，该反应过程为。 (2)① 根据盖斯定律，总反应=反应I+反应II，故； ② 设达到平衡时，CO转化了x mol，列出三段式： ，根据题意有，解得，CO的转化率为； ③ 原因为：加入生石灰，发生反应 ，二氧化碳浓度降低，总反应平衡正向移动，氢气的产率升高。 (3)① 向反应体系中加入少量可增加产率，反应正向移动，和CO发生了反应，说明在此条件下还原性CO>； ② 随着温度升高变小的原因可能是：温度升高，对反应ⅡI的促进作用更大，增加的更多，导致变小。 39.(2025-2026高二上·北京延庆·期中)减排能有效降低温室效应，同时也是一种重要的资源，因此捕集与转化技术研究备受关注。 Ⅰ．催化加氢制甲醇 （1）已知：①   kJ·mol-1 ②   kJ·mol-1 则催化加氢制甲醇的热化学方程式为　　　　　　　　　　　。若反应①为慢反应(活化能高)，下列图中能体现上述能量变化的是　　　　　　　　　　　。 A． Ⅱ．离子液体聚合物捕集 （2）已知离子液体聚合物在不同温度和不同流速下，吸附容量随时间的变化如下图1和图2。 结合图1和图2分析： ①离子液体聚合物捕集的反应为　　　　　　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 ②离子液体聚合物捕集的有利条件是　　　　　　　　　　　。 （3）捕集过程中水分子的数目对反应有重要影响。右图3是季胺基离子液体聚合物与1个和2个捕集的反应路径(等部分物质已省略)。结合图3中的反应路径，捕集过程中H2O的作用是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① CO2(g)+3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H=-49kJ·mol-1    ② A     （2）① 放热    ② 25 ℃、10 mL·min-1     （3）催化作用      【解析】(1)根据盖斯定律，将①+② 得，CO2(g)+3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H=(+41kJ·mol-1)+(-90kJ·mol-1)=-49kJ·mol-1，即CO2催化加氢制甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g)   ∆H=-49kJ·mol-1； 反应① 为吸热反应，反应② 为放热反应，且反应① 为慢反应，其活化能大于反应② 的活化能，总反应为放热反应，能体现能量变化的为A； (2)① 由图1可知，达到平衡时CO2吸附容量50℃低于25℃，说明升高温度不利于捕集CO2，即平衡逆向移动，则离子液体聚合物捕集CO2的反应为放热反应。 ② 由图1可知，离子液体聚合物捕集CO2的有利温度为25 ℃；由图2可知，离子液体聚合物捕集CO2的有利CO2的流速为10 mL·min-1；即离子液体聚合物捕集CO2的有利条件是25 ℃、10 mL·min-1； (3)由图3可知，离子液体聚合物与1个H2O和2个H2O捕集CO2的始态和终态相同，离子液体聚合物与2个H2O捕集时，降低了反应的活化能，但总反应的反应热不变，说明在CO2捕集过程中H2O的作用是催化作用。 40.(2025-2026高二上·北京房山·期中)为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，的资源化利用已成为研究的热点。已知下列热化学方程式： 反应1：    反应2：    （1）还原是实现“双碳”经济的有效途径之一。 ①反应的　　　　　　。 ②某温度下，(g)与(g)反应的平衡常数K=4，该温度下某时刻，测得体系内四种物质的浓度均为1 ，则此时　　　　　　(填“>”“=”或“<”)，结合计算说明理由　　　　　。 （2）制备是的资源化利用的重要途径。加氢制过程中主要发生反应2，但过程中存在副反应：   。在密闭容器中，一定压强下，起始投料比时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。 ①平衡转化率在580℃后升高的主要原因是　　　　　。 ②温度由300℃到400℃的过程中实际转化率增大的可能原因是　　　　　　(填字母)。 a．温度升高使反应速率加快     b．副反应平衡正向移动     c．催化剂的活性增强 ③制备过程中，活化的可能途径有两种(如图所示)，吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。其中CO*是活化的优势中间体，可能的原因是　　　　　　。 【答案】（1）① +247    ② >    ③ 计算得Q=1，Q<K，平衡正向移动     （2）① 体系中主反应2为放热反应，升高温度平衡逆向移动，副反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动；580℃之后，反应2逆向移动程度小于副反应正向移动程度，平衡转化率增大    ② ac    ③ 产生中间体的反应活化能更低(反应速率较快)      【解析】(1)由题目分析可知，目标反应是由反应1+反应2所得到的，故；已知平衡常数，某时刻各物质浓度均为，根据反应方程式得，将各物质浓度代入，计算反应商，说明反应未达到平衡，正向进行，即； (2)① 体系中主反应2为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，副反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，在580℃后，平衡转化率升高，说明此时副反应占主导地位，温度升高使副反应平衡右移，导致总转化率上升； ② 根据图1，实际转化率在300℃到400℃之间增加，而平衡转化率在下降，这说明在该温度范围内，反应未达到平衡，实际转化率受反应速率和催化剂活性影响 a．温度升高，反应速率加快，单位时间内转化量增加，符合图中趋势； b．副反应是吸热反应，温度升高，平衡右移，但图中平衡转化率在300℃ 到 400℃之间是下降的，说明主反应占主导，b不是主要原因； c．催化剂活性在一定温度范围内增强，可提高反应速率，使转化率增加； 综上，a和c是可能原因； ③从图中可以看出，生成CO*中间体反应的活化能小，反应速率快；CO*中间体能量低，较稳定，利于生成(或反应放热，利于中间体的生成)，故CO*是CO2活化的优势中间体。 41.(2025-2026高二上·北京市中关村中学·期中)2025年10月，“神舟二十一号”载人飞船成功发射升空，标志着我国航天事业的飞速发展。火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题，常见火箭推进剂的燃料包括汽油、肼、等。 （1）火箭推进剂可用做燃料，做氧化剂。已知气体与足量气体充分反应生成氮气与水蒸气时放出58.5 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：　　　　　　。 （2）火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如图所示，分析其反应机理： ①化学反应的各步反应中，速率最慢的一步是整个化学反应的速率控制步骤，该步简称“速控步”。上述历程中的速控步是第　　　　　　步。 ②由第ⅲ步变化可推断键能大于键能，推断依据是　　　　　　。 （3）载人航天器中，航天员呼出的可与反应生成和，电解可实现和的再生。 ①在一定条件下发生反应：     （a、b均大于0） 则该条件下，   　　　　　　。 ②某温度下，向1 L恒容密闭容器中通入和，发生反应：，平衡后生成。的转化率是　　　　　　，该温度下反应的平衡常数是　　　　　　。 （4）催化加氢是制备的重要方法，反应过程涉及的主要反应如下： 反应1：    反应2：    ①有关上述反应的说法正确的是　　　　　　(填序号)。 a．增大压强有利于的生成 b．使用催化剂，能降低反应的活化能，提高的平衡转化率 c．升温有利于反应1，反应1先达到平衡状态 ②其他条件不变时，一段时间内，温度对加氢制反应的影响如图。 已知：选择性 i．由图知时实际反应未达到平衡状态，图中的依据是　　　　　　。 ii．时，的平衡转化率变化的原因是　　　　　　。 iii．，升高温度，的实际选择性变化的原因可能是　　　　　　。 【答案】（1）     （2）① ⅰ    ② 第ⅲ步变化涉及一个H-H键断裂的吸热过程和一个H-O键形成的放热过程，总反应放热，所以可推测键能H-O大于H-H键能     （3）①     ②     ③ 625     （4）① a    ② 此时CO2的实际转化率低于其平衡转化率    ③ 220~240℃时，CO2的平衡转化率变化的原因是由于温度升高，有利于反应2的逆反应，从而导致c(CO)增大，而c(CO)增大必然会抑制反应1的正反应，由于其抑制程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用，因此CO2的平衡转化率反而随温度的升高而降低    ④ ，升高温度对反应1速率的影响比对反应2的大      【解析】(1)气体与足量气体充分反应生成氮气与水蒸气时放出58.5 kJ的热量，则1mol完全反应放热585kJ，该反应的热化学方程式：； (2)① 化学反应的各步反应中，速率最慢的一步是整个化学反应的速率控制步骤，活化能越大、反应速率越慢，则上述历程中的速控步是第ⅰ步； ② 第ⅲ步变化涉及一个H-H键断裂的吸热过程和一个H-O键形成的放热过程，总反应放热，所以可推测键能H-O大于H-H键能； (3)① 已知： a：    b： 由盖斯定律-a-2b得到反应   ； ② 某温度下，向1 L恒容密闭容器中通入和，发生反应：，平衡后生成，则反应消耗0.005mol二氧化碳、0.02mol氢气、生成0.01mol水蒸气，平衡时二氧化碳为0.005mol、氢气为0.02mol，则的转化率是，该温度下反应的平衡常数是； (4)①a．反应1是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，化学平衡不发生移动；反应2的正反应是气体物质的量减少的反应，增大压强，化学平衡正向移动，反应产生更多，故有利于的生成，a正确； b．使用催化剂，能降低反应的活化能，提高化学反应速率，缩短达到平衡所需时间，但不能使化学平衡发生移动，因此CO2的平衡转化率不变，b错误； c．反应达到平衡时，氢气的浓度不变，因此升温反应1和反应2一起达到平衡状态，c错误； 故选a； ②ⅰ．由图可知240℃时实际反应未达到平衡状态，这是由于此时CO2的实际转化率低于其平衡转化率，故此时反应未达到平衡状态； ⅱ．220~240℃时，CO2的平衡转化率变化的原因是由于温度升高，有利于反应2的逆反应，从而导致c(CO)增大，而c(CO)增大必然会抑制反应1的正反应，由于其抑制程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用，因此CO2的平衡转化率反而随温度的升高而降低； ⅲ．220~240℃，升高温度，CH3OH的实际选择性变化的原因可能是由于在220~240℃，升高温度，对反应1速率的影响比对反应2的大。 42.(2025-2026高二上·北京市八一学校·期中)丙烯腈是重要的化工原料，其合成分两步进行。 I.丙烷脱氢制丙烯 丙烷（）脱氢过程中发生如下反应： i. ii. （1）升温时，测得丙烯平衡产率降低。 ①升温时，丙烷的平衡转化率　　　　　　（填“提高”“降低”或“不变”）。 ②丙烯平衡产率降低的可能原因是　　　　　　。 （2）已知：i. ii.在高温下脱氢时碳碳键易断裂，产生积炭后，催化剂活性降低 工业上，常在中加入一定量的，目的是　　　　　　。 II.丙烯氨氧化制丙烯腈 丙烯在一定条件下生成丙烯腈，副产物为丙烯醛，反应如下： i. ii. （3）原料气中和丙烯的比例对产物收率的影响如图所示。 已知：碱性条件下容易分解。 ①时产物主要为丙烯醛，可能的原因是　　　　　　（填序号）。 a.浓度低，反应ii速率大于反应i b.反应i不能发生 c.浓度低，反应ii进行的程度大于反应i ②时，冷却吸收后丙烯腈收率略有降低，原因是　　　　　　。 【答案】（1）① 提高    ② 升温对副反应ii平衡的影响大于对主反应i平衡的影响     （2）消耗H2，增加的平衡产率，同时CO2能和产生的积炭高温下发生反应，减少积炭对丙烯脱氢反应的影响，提高催化剂活性     （3）① ac    ② 氨气含量过高导致环境呈碱性，而碱性条件下容易分解，故丙烯腈收率略有降低       【解析】本题为化工原理题，主要考查工业合成中最适条件的选择，故需掌握外界条件对化学反应速率和平衡的影响。 (1)① 两个反应均为吸热，温度升高时，丙烷的平衡转化率提高； ② 温度升高时，可能反应ii比反应i转化率更高，故丙烷转化以反应i为主，导致反应ii中丙烯平衡产率降低； (2)根据已知，CO2与H2发生反应，促使丙烯脱氢反应正向移动，提高的平衡产率；同时CO2能和产生的积炭高温下发生反应，减少积炭对丙烯脱氢反应的影响，提高催化剂活性； (3)①时，浓度低，根据勒夏特列原理，反应i的平衡正向移动程度小，而反应ii不受影响，导致反应ii进行的程度大于反应i；从速率角度看，浓度低，反应i的速率相对较小，而反应ii的速率相对较大，两个反应是同时发生的，排除b选项，故选ac； ② 氨气含量过多，导致环境呈碱性，而根据已知，碱性条件下容易分解，故丙烯腈收率略有降低。 43.(2025-2026高二上·北京丰台·期中)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料。 Ⅰ．CO与H2反应可制取甲醇(CH3OH)。 一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入1mol CO和2mol H2，发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。测得CO和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。 （1）1~3min内，以CO表示的平均反应速率　　　　　　　　　　　mol·L-1·min-1。 （2）平衡时H2的转化率为　　　　　　　　　　　。 Ⅱ．CO2与H2反应制取甲醇(CH3OH)。 （3）CO2与H2反应的热化学方程式表示如下： 反应ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)     ΔH1=-58kJ·mol-1 反应ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ΔH2=+42kJ·mol-1 写出CO(g)与H2(g)生成CH3OH(g)的热化学方程式　　　　　　　　　　　。 （4）关于反应ⅰ和反应ⅱ的说法正确的是　　　　　　　　　　　。 a．升高温度能使反应ⅰ的速率增大，平衡常数减小 b．增大压强能提高反应ⅱ中CO2的转化率 c．低温、高压有利于CO2催化加氢制取CH3OH （5）某同学研究温度、压强对反应平衡的影响，得到上述反应ⅰ和反应ⅱ中CO2平衡转化率、甲醇选择性与温度、压强的关系如下图： 结合上图，350℃、2MPa时，发生的主要反应是　　　　　　　　　　　(填“反应ⅰ”或“反应ⅱ”)。 【答案】（1）0.0625     （2）75%     （3）CO(g)+ 2H2 (g)= CH3OH (g)   ΔH=-100 kJ·mol-1     （4）c     （5）反应ⅱ      【解析】(1)1~3min内，CO的物质的量由0.5mol降低到0.25mol， ，以CO表示的平均反应速率v=； (2)根据方程式参加反应的CO与H2的物质的量之比为1∶2，根据图像可知达平衡时CO的消耗量为0.75mol，故H2的消耗量为1.5mol，其平衡转化率为：； (3)CO(g)与H2(g)生成CH3OH(g)的化学方程式为：CO(g)+ 2H2 (g)= CH3OH (g) ΔH，可将反应ⅰ-反应ⅱ，故ΔH=ΔH1-ΔH2=-58 kJ·mol-1-42 kJ·mol-1=-100 kJ·mol-1； (4)a．反应ⅰ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，速率增大，a正确； b.增大压强反应ⅱ平衡不移动，故CO2的转化率不变，b错误； c.反应ⅰ为放热反应，低温利于平衡正向移动，高压平衡正向移动，故低温、高压有利于CO2催化加氢制取CH3OH，c正确； 故选c。 (5)，根据图中可知，350℃、2MPa时，CO2的平衡转化率为30%，CH3OH的选择性为0，故主要发生反应ⅱ； 44.(2025-2026高二上·北京市第五十中学·期中)水煤气变换反应：是工业上生产氢气的重要途径之一。 Ⅰ、用计算机模拟低温条件下在某种催化剂表面上发生水煤气变换的反应历程如下图所示，吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。 （1）生成过渡态1所需活化能为　　　　　　。 （2）依据反应历程，选出一种可显著提高反应速率的措施　　　　　　(填字母序号)，理由是　　　　　　。 A．增大的浓度       B．增大的浓度 （3）在某温度下测得水煤气变换反应的化学平衡常数。该温度下，测得某时刻各组分浓度如下表所示，此时反应　　　　　　(填“达平衡”、“正向进行”或“逆向进行”)。 物质 浓度/(mol/L) 0.2 0.4 0.8 0.8 Ⅱ、在高温条件下，水煤气变换反应中存在副反应：，将反应混合气按一定进料比通入反应装置，其他条件相同时，研究压强、温度对产率的影响。 （4）①增大压强，平衡产率下降，原因是　　　　　　；②生产中仍适当加压的目的是　　　　　　。 （5）其他条件不变时，相同时间内测得产率随温度的变化如图所示。温度升高产率下降的原因可能有： 原因1：温度超过催化剂活性温度范围，导致主反应速率降低； 原因2：　　　　　　；原因3：　　　　　　。 【答案】（1）1.91     （2）① B    ② 分子参与决速步反应，而未参与     （3）正向进行     （4）① 加压有利于副反应正向进行，导致下降，升高，不利于主反应平衡正向移动，平衡产率下降    ② 加快反应速率     （5）① 副反应产生的覆盖在催化剂表面，导致主反应速率下降    ② 高温使得主反应的反应限度降低(合理答案给分)      【解析】(1)生成过渡态1所需活化能为1.59-（-0.32）=1.91； (2)过渡反应：COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*，该历程中能垒(活化能)最大，为E正=1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV，此过程为决速步骤，分子参与决速步反应，而未参与，故增大的浓度可显著提高反应速率，故选B； (3)该时刻反应的浓度商，反应正向进行； (4)① 加压有利于副反应正向进行，导致下降，升高，使主反应平衡逆向移动，平衡产率下降；生产中仍适当加压的目的是加快反应速率，提高效率； (5)副反应产生的覆盖在催化剂表面，催化剂活性点位减少，导致主反应速率下降；主反应为放热反应，高温使得主反应的反应限度降低(合理答案给分)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $