专题15 化学反应原理综合题（期中真题汇编，全国通用）高二化学上学期

专题15 化学反应原理综合题 1.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)研究化学反应中的能量变化有利于更好地开发和利用化学能源。 （1）历史上曾用“地康法”制氯气，反应为，已知相关化学键的键能(E)如表所示。 化学键 中的化学键 247 497 463 431 ①该反应的为　　　　　　　。 ②该反应转移2 mol电子时，放出　　　　　　　kJ热量。 ③对于反应，测得生成时，反应放出183 kJ的热量，则和反应生成气态水的热化学方程式为　　　　　　　。 （2）用NiO作载氧体的化学链燃烧主要热化学方程式如下： ①写出甲烷燃烧热的　　　　　　　。 ②的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收，放出的热量在相同条件下与直接燃烧相比　　　　　　　(填“前者大”、“后者大”或“相同”)。 （3）羟基自由基(•OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种用羟基自由基将苯酚氧化为和的原电池—电解池组合装置(如图所示)，实现发电、环保二位一体。按要求回答： ①d极是　　　　　　　极； ②a电极的电极反应式　　　　　　　； ③系统工作时，每转移消耗苯酚的物质的量是　　　　　　　。 【答案】（1）①     ②     ③      （2）①     ② 相同     （3）① 阳    ②     ③       【解析】（3）左侧池为原电池，右侧池为电解池。a极发生得到电子生成Cr(OH)3，是正极，电极反应为：，故对应的d极是阳极；b极是负极，发生反应：，故对应的c极是阴极。 (1)① 根据=反应物总键能-生成物总键能=。 ②反应中，1 mol O2参加反应转移4 mol电子，放出125 kJ热量，该反应转移2 mol电子时，放出热量。 ③根据反应，测得生成时，反应放出183 kJ的热量，根据反应： ，反应：，结合盖斯定律，得到，其，其热方程式为：。 (2)①结合盖斯定律，将第一个方程乘以2加上第二个方程式得，则CH4燃烧热是：。 ② 由盖斯定律，一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热是相等的，则CH4的“化学链燃烧”所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧所放出的热量相同。 (3)① 根据分析可知，d极是阳极。 ②a电极的电极反应式为：。 ③ 根据电极反应：，每转移，消耗苯酚的物质的量是。 2.(2025-2026高二上·福建宁德·期中)是主要的温室气体，利用制甲烷()、甲醇()、甲酸(HCOOH)、CO等，可实现能源再生和的资源化利用。 （1）已知。相关化学键键能数据如下表所示，则　　　　　　　　　　　。 化学键 436 803 463 413 （2）已知。该反应经过如下步骤实现： ① ② 则反应②的　　　　　　　　　　　。 （3）某温度下，将和充入4 L恒容密闭容器中，发生反应，不同时刻测得的物质的量如下表所示。 时间 5 10 15 20 2.40 2.04 1.80 1.80 ①该温度下，内，　　　　　　　　　　　。 ②下列能说明该反应达到平衡的是　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．混合气体的压强不再发生改变 b．的体积分数不再发生改变 c．的浓度之比为1：3：1 d．单位时间内消耗，同时生成 ③设平衡时容器内压强为，反应起始时容器内压强为，则　　　　　　　　　　　。 （4）科研人员用电解法还原制甲酸，装置如图所示。 ①HCOOH在　　　　　　　　　　　(填“阳”或“阴”)极产生，其电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②理论上，电路中每转移2 mol电子，生成标准状况下的体积为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）-154     （2）     （3）① 0.01    ② ab    ③ 5：4     （4）① 阴    ②     ③ 11.2 L      【解析】(1)反应数为△H=反应物总键能-生成物总键能=803kJ/mol×2+436kJ/mol×4-413kJ/mol×4-463kJ/mol×4=-154kJ/mol，a=-154。 (2)根据盖斯定律，①+②可得总反应式，则ΔH1+ΔH2=ΔH，则ΔH2=-90.5kJ/mol。 (3)①该温度下，内，=0.01； ②a．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中混合气体的压强减小，当混合气体的压强不再发生改变时，说明反应达到平衡，a选； b．该反应是气体总物质的量减小的反应，反应过程中的体积分数不断增大，当的体积分数不再发生改变时，说明反应达到平衡，b选； c．由表格数据可知，平衡时n()=1.8mol，则n()==0.4mol，n()=1mol-0.4mol=0.6mol，的浓度之比为1：3：1，不能说明反应达到平衡，c不选； d．单位时间内消耗，同时生成，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，d不选； 故选ab； ③由表格数据可知，平衡时n()=1.8mol，则n()=n(H2O)==0.4mol，n()=1mol-0.4mol=0.6mol，则平衡时气体总物质的量为1.8mol+0.6mol+0.4mol+0.4mol= 3.2mol，由阿伏加德罗定律可知，4mol：3.2mol=5：4。 (4)①图1装置为电解池，CO2→HCOOH的过程中发生得电子的还原反应，则HCOOH在阴极生成，电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH； ②阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，电路中每转移2mol电子，生成氧气的物质的量n(O2)=×2mol=0.5mol，V(O2)=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 3.(2025-2026高二上·江苏南通·期中)是应用广泛的重要化工原料，可用于合成(尿素)、等物质。 （1）合成氨。向2 L的密闭容器内投入和，以铁为催化剂，保持温度不变，充分反应达平衡时为0.6 mol。 ①下列描述可判断合成氨反应达到平衡状态的有　　　　　　　(填字母)。 a．、之比维持1：3       b． c．混合气体的密度不再变化       d．混合气体的压强不再变化 ②相同温度下，若起始时向容器中充入、、，此时(正)　　　　　　　(逆)(填“>”“<”或“=”)。 （2）合成。 ①反应可用于工业制取。估算该反应的需要　　　　　　　(填数字)种化学键的键能数据。 ②在结晶过程中会发生脱氨的副反应，反应历程如下： 反应Ⅰ：(快反应) 反应Ⅱ：(缩二脲)(慢反应) 在结晶过程中，反应I可快速到达平衡状态。实验表明，在合成尿素的体系中，越高，缩二脲生成速率越慢，其原因是　　　　　　　。 ③我国科研工作者以污染物NO为氮源，用ZnO纳米片电催化与NO合成。电催化合成的原理如图所示。若电解2 min，电路中转移，用左室(含2L溶液)中生成的浓度变化表示的化学反应速率为　　　　　　　，b电极附近产生的气体是　　　　　　　(填化学式)。 （3）合成。氨催化氧化时会发生下列两个竞争反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容密闭容器中充入和，反应相同时间，测得、的物质的量与反应温度的关系如图所示。 ①A点对应的的转化率为　　　　　　　。 ②以后，NO的物质的量下降的可能原因是　　　　　　　。 【答案】（1）① bd    ② >     （2）① 4    ② 升高，反应I的化学平衡逆向移动，使变小，从而缩二脲生成速率变慢    ③     ④ 、     （3）①     ② 催化剂的活性降低或反应I平衡向逆反应方向移动      【解析】(1)①a．合成氨反应中、反应消耗之比为1:3，初始物质的量之比也为1:3，不能判断是否达到化学平衡，a项不符合题意； b．反应平衡时，，则，b项符合题意； c．混合气体密度等于气体总质量除以气体体积，反应容器体积恒定，气体总质量不变，则混合气体的密度恒定，不能判断反应是否达到平衡，c项不符合题意；⇌ d．合成氨反应前后气体总物质的量减小，压强随之改变，则压强不变时反应达到平衡，d项符合题意； 故答案选bd； ② 由题目信息列出三段式 则反应平衡常数，相同温度下，若起始时向容器中充入、、，反应浓度商小于1.65，反应正移，正反应速率大于逆反应速率； (2)① 尿素合成反应中NH3中1个N-H键断开形成氨基，CO2中1个C=O键断开，与氨基结合生成尿素和水，ΔH=反应物总键能-生成物总键能，故需要N-H、C=O、C-N和O-H 4种化学键的键能数据； ② 分析反应Ⅰ、Ⅱ可得升高，反应I的化学平衡逆向移动，使变小，从而使得缩二脲生成速率变慢； ③ 图示尿素合成装置为电解池，a电极为阴极，电极反应为，b电极为阳极，电极反应式为，2 min时间，电路中转移，生成CO(NH2)2，反应速率； (3)① 根据元素守恒可得A点时，N2、NO物质的量均为0.2 mol，则此时NH3的物质的量为0.4 mol，NH3的转化率； ②840℃以后，NO物质的量下降的原因可能是催化剂的活性降低或反应I平衡向逆反应方向移动（其他回答合理即可）。 4.(2025-2026高二上·江苏苏州·期中)氢能是一种清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    反应Ⅲ：    条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图-1所示。 ①其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而　　　　　　　　　　　(填增大、不变、减小)。 ②反应达平衡状态时，　　　　　　　　　　　。 ③在范围，平衡时的物质的量随温度升高增大的原因是　　　　　　　　　　　。 （2）硼氢化钠()是一种高效储氢材料，时催化制氢先生成，再转化为。在掺杂了的纳米合金催化剂表面部分反应机理如图-2所示。     ①其他条件不变，用代替，写出中间产物的结构式：　　　　　　　　　　　。 ②其他条件不变，催化剂中掺杂能提高制效率的原因是　　　　　　　　　　　。 ③已知时和在水中的溶解度分别为和。浓度对制速率影响如图-3所示，浓度大于10%时反应速率变慢的可能原因是　　　　　　　　　　　。 （3）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图-4所示。 ①正极上的电极反应式是　　　　　　　　　　　。 ②该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为　　　　　　　　　　　。 [已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；] 【答案】（1）① 减小    ② 11：2    ③ 反应Ⅱ的，升高温度平衡逆向移动，生成的量减少，反应Ⅲ的，高温下平衡逆向移动，反应的量增多，且增多的量大于减少的量     （2）①     ② 能吸附水分子并解离出    ③ 浓度较高时，生成的覆盖在催化剂表面，降低催化活性，反应速率降低，过多吸附在上，而减少吸附     （3）①     ② 55.8%      【解析】(1)时，曲线① 物质的量为5 mol，加入，故曲线① 不含碳元素，则表示的是，升高温度反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向移动，物质的量增大，故曲线③ 代表，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，物质的量降低，曲线② 代表；(2) 题目给出的反应机理是在催化剂表面与水反应，先生成中间产物 ，再转化为，图2展示了反应过程中和的转移，最终生成；(3) 根据题干信息，该燃料电池中作负极，作正极，熔融碳酸盐为电解质溶液。 (1)① 在范围，随着温度的升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动的程度增大，则水的物质的量减小；② 根据以上分析可知曲线③ 代表CO，物质的量为2.2 mol，物质的量为0.4 mol，所以11：2；③ 反应Ⅱ的，升高温度平衡逆向移动，生成的量减少，反应Ⅲ的，高温下平衡逆向移动，反应的量增多，且增多的量大于减少的量； (2)① 根据反应机理图，吸附合金的同时，水吸附解离出氢离子、氢氧根离子，其中氢氧根离子与B成键，形成中间产物，若其他条件不变，用代替，中间产物的结构式为；② 根据原理图可知，能吸附水分子并解离出，加快氢气的生成速率；③浓度较高时，生成的覆盖在催化剂表面，降低催化活性，反应速率降低，过多吸附在上，而减少吸附，导致浓度大于10%时反应速率变慢； (3)① 根据原电池装置图，通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，通入的氧气与二氧化碳变成碳酸根离子，故正极电极方程式为：；② 根据电荷量电流时间，可以计算出电荷量为，消耗体积为，该条件下气体的摩尔体积为，物质的量为0.025 mol，电荷量为，转化率为。 5.（24-25高二上·福建厦门·期中）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： 反应a：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)  ΔH1=+247kJ·mol-1 反应b：CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g)  ΔH2=+41kJ·mol-1 回答下列问题： (1)反应CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)  ΔH=______kJ·mol-1，该反应正向自发的条件为______(填“高温”或“低温”)自发。 (2)在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态，甲烷的质量分数随温度变化的关系如下图1所示，曲线x对应的______。 (3)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1:3投料，反应经如图2流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 ①下列说法错误的是______(填标号)。 A．CaO与CO2的反应有利于Fe3O4氧化CO的正向进行 B．Fe3O4和CaO都可以循环利用 C．H2在过程ⅱ将Fe3O4还原为单质铁 D．过程ⅱ产生的H2O最终被CaO吸收了 ②过程ⅱ平衡后通入He，CO的物质的量的变化是______(填“升高”“降低”或“不变”)。 (4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R=Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。常压下CH4和CO2按物质的量之比1:3投料，发生反应a和b．某一时段内CH4和CO2的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。 ①结合图3分析图4，R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是______。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率，R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 CH4转化率/% 7.9 11.5 20.0 34.8 R 2.6 2.4 2.0 1.8 下列说法正确的是______(填标号)。 A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率 B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高 C．改变催化剂提高CH4转化率，R值一定增大 ③若520℃时，反应a和反应b均达到平衡状态，计算该温度下反应b的平衡常数K=______(保留2位有效数字)。 【答案】(1) +329 高温 (2)1.0 (3) D 升高 (4) 温度升高，开始时反应a的反应速率更快；温度接近600℃，转化率接近100%，温度继续升高，反应b继续进行 B 0.23 【详解】（1）根据盖斯定律，目标反应 = 反应a + 反应b×2，因此。该反应，反应后气体分子数增多，即，根据自发判据，只有温度T足够高时才能满足，因此正向自发条件为高温。 （2）温度相同时，进料比越小，体系中的占比越高，平衡时的质量分数越大。曲线x的甲烷质量分数最高，对应进料比最小，即为1.0。 （3）①A．氧化CO的反应为，CaO会和体系内生成的反应生成，降低产物的浓度，根据勒夏特列原理，平衡正向移动，因此该反应有利于氧化CO的正向进行，A正确； B．和既可作反应物，又可作生成物，二者均可循环利用，B正确； C．由过程ii可知，铁元素化合价降低，被还原为铁单质，只有中氢元素化合价升高，做还原剂，将还原为铁单质，C正确； D．由过程iii可知，反应ii中产生的未被吸收，而是在反应iii中排出，D错误， 故选D。 ②恒压条件下通入惰性气体He，容器体积增大，体系中各气体分压减小，平衡正向移动，分压升高，带动反应逆向移动，CO的物质的量升高。 （4）①结合图3和图4可知，600℃以下，甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率，反应a的反应速率更快，该阶段R减小，600℃以上，甲烷的转化率接近100%，二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率，该阶段R增大。 ②A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应b的速率，使单位时间内反应b中的转化率增大，增大的倍数比大，则R提高，A错误； B．根据表中数据可知，温度越低，转化率越小，而R越大，增大的倍数比越大，含氢产物中占比越高，B正确； C．若改变催化剂仅加快反应a的速率，转化率提升的同时大幅增长，值反而可能减小，表格数据也体现了温度升高转化率增大但减小的规律，因此改变催化剂提高转化率，不一定增大，C错误； 故选B。 ③设初始投料，，520℃时转化率为20.0%，则反应a中消耗的为，反应a的物料变化：消耗、，生成、。由，得总消耗的量，因此反应b中额外消耗的为，反应b的物料变化：消耗、，生成、。平衡时各气体物质的量： ，，，。恒压体系中反应b的平衡常数，同温同压下浓度之比等于物质的量之比，代入得： 。 6.（23-24高二上·广东深圳·期中）的催化转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中二氧化碳加氢合成被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 请回答下列问题： (1)有利于提高甲醇平衡产率的条件是________(填“高温”或“低温”)和________(填“高压”或“低压”)。 (2)若已知和的燃烧热，计算反应Ⅱ的，还需要的一个只与水有关的物理关系式为_____________________。 (3)在催化剂条件下，反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。下列说法正确的是_____。 A．催化剂可以降低反应活化能和反应热，但对反应物的平衡转化率无影响 B．该反应的，能低温自发 C．该历程中最大能垒(活化能)步骤的化学方程式为： D．最后一步是、从催化剂表面的解吸过程， (4)关于反应Ⅱ，若该反应在的刚性容器中发生，初始投料下列说法正确的是__________。 A．恒容条件下平衡后，再通入，正逆反应速率均逐渐增大 B．升高温度，可以提高反应体系中活化分子百分数 C．温度不变，若初始投料改为，新平衡时 D．若混合气体密度不变，则反应已达平衡状态若平衡时和的体积分数之和为，则有40%的发生了转化 (5)在刚性容器中和的投料比为，在不同的催化剂(Cat．1：；Cat．2：)条件下反应相同的时间，选择性和选择性(已知的选择性，的选择性)随着转化率的变化如图所示： ①由图可知，催化效果Cat．2_____Cat．1(填“大于”或“小于”)。 ②若温度升高，的转化率增大，则选择性降低的可能原因是_____。 ③达到平衡时的转化率为20%，甲醇的选择性为85%，则的转化率为_____ (6)若反应Ⅱ的正、逆反应速率分别表示为、分别为正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度。，如下图中表示反应Ⅱ的正、逆反应速率常数随温度变化的图像，若点的纵坐标分别为、，则温度时，反应Ⅱ的化学平衡常数____________。 【答案】(1) 低温 高压 (2)的焓变 (3)B (4)B (5) 大于 温度升高，催化剂对反应Ⅰ的催化活性降低。或温度升高，催化剂对反应Ⅱ的催化活性升高 18% (6)100 【详解】（1）对于反应Ⅰ：，该反应是放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度，平衡向放热的正反应方向移动，有利于提高甲醇的平衡产率；同时，该反应是气体分子数减少的反应，增大压强，平衡向气体分子数减少的正反应方向移动，也有利于提高甲醇的平衡产率。所以有利于提高甲醇平衡产率的条件是低温和高压。 （2）已知和的燃烧热，根据燃烧热的定义可写出两个燃烧反应的热化学方程式：①②；用反应式①减去反应式②得：，该反应式与 反应Ⅱ相比较可知：反应Ⅱ产物为气态水，而上述反应式中水为液态水，因此要得到反应Ⅱ的焓变，还需要补充的只与水有关的物理关系式为：的焓变。 （3）A．催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应热，反应热由反应物和生成物的总能量差决定，催化剂不影响平衡移动，对反应物的平衡转化率无影响，A错误； B．反应自发进行的判断依据是，该反应，反应后气体物质的量减少，；如果温度很低，很小时，可使得；所以低温时，反应能自发反应，B正确； C．能垒（活化能）为过渡态与前一状态的能量差，由此计算各步能垒：TS1能垒为：-0.25 - (-0.40)=0.15eV，TS2能垒为：-0.10 - (-1.40)=1.30 eV，TS3能垒为：0.40 - (-1.00)=1.40 eV，TS4能垒为：-0.20 - (-0.58)=0.38 eV，TS5能垒为：-0.55 - (-1.45)=0.90 eV，即最大能垒对应TS3步骤，该步骤的反应物是H2COO*+ 2H2(g)，生成物是H2CO* + HO*+  ，化学方程式为：H2COO*+ 2H2(g)= H2CO* + HO*+ ，C错误； D．最后一步是CH3OH(g)、H2O(g)从催化剂表面的解吸过程，体系中气体粒子的运动自由度大幅提升，混乱度增大，，D错误； 故选B。 （4）A．恒容条件下平衡后，再通入CO，生成物CO的浓度瞬间增大，逆反应速率瞬间增大，反应物浓度在通入CO的瞬间没有变化，正反应速率瞬间不变，之后随着反应逆向进行，反应物浓度逐渐增大，正反应速率才逐渐增大，并非正逆反应速率均逐渐增大，故A错误； B．升高温度，体系中普通分子吸收能量可以变为活化分子，能够提高反应体系中活化分子百分数，有效碰撞概率提升，反应速率加快，故B正确； C．温度不变，若初始投料改为，根据反应的元素守恒，反应前后C元素的总物质的量始终为1 mol（初始CO中含1 mol C），因此新平衡时，并非2 mol，故C错误； D．该反应中所有物质均为气体，刚性容器体积恒定，混合气体的总质量始终不变，因此混合气体密度从反应开始到结束始终不变，故无法通过密度不变判断反应已达平衡，D错误； 故选B。 （5）①观察图像，对比两种催化剂下的甲醇选择性数据：Cat.1（Cu/TiO₂）对应的CH3OH选择性始终低于20%，而Cat.2（Cu/ZrO₂）对应的CH3OH选择性始终高于20%，说明Cat.2更有利于生成目标产物甲醇，对甲醇的催化选择性更优，因此催化效果Cat.2大于Cat.1。 ②已知温度升高时CO2的转化率增大，说明温度升高促进了CO2的转化，但CH3OH选择性降低，说明升温后更多的CO2转化为了副产物CO；可能原因为：温度升高，催化剂对反应I的催化活性降低；或温度升高，催化剂对反应II的催化活性升高。 ③已知和的投料比为，设初始n(CO2)=1 mol、n(H2)=3 mol；达到平衡时CO2的转化率为20%，则转化的CO2的物质的量为：；则生成的CO、CH3OH的总物质的量为0.2 mol；甲醇的选择性为85%，根据甲醇选择性公式：的选择性，可知生成的，则生成的。反应Ⅰ：中，生成0.17 molCH3OH，消耗H2的物质的量为：，反应Ⅱ：生成0.03 molCO消耗H2的物质的量为：，所以共消耗H2的物质的量为：。转化率计算公式为：，则H2转化率为：。 （6）反应Ⅱ的，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡正向移动，则且正反应速率增大的程度更大。由于，k越大，则值越小，因此随温度升高，随温度升高下降的幅度更大；故曲线D表示随温度变化曲线，曲线D表示随温度变化曲线，由题可知，T1时，即；，即，可得。到达平衡时，则。 7.（24-25高二上·福建莆田·期中）是一种重要的化工产品，被公认为“万能中间体”。 Ⅰ．甲醇脱氢法制是工业上的一种重要方法，具有工艺流程短、原料单一、反应条件温和等优点。其工艺过程涉及如下反应： 反应a：； 反应b：； 反应c：； (1)___________。 (2)一定条件下，在容积为10 L的恒容密闭容器中通入气体发生上述反应，在不同温度下连续反应4 h。测得甲醇的总转化率α和的选择性随温度变化如图所示。(已知：的选择性) ①553K时，4h内反应速率v(HCOOCH3)=___________mol·L-1·h-1。 ②当温度高于553 K时，的选择性迅速下降的原因不可能是___________(填字母)。 A．升高温度使催化剂活性降低 B．升高温度使反应a逆向移动 C．反应a平衡常数减小 D．温度升高反应b速率加快 E．温度升高反应c速率加快 Ⅱ．在一定条件下可利用甲醇羰基化法制甲酸甲酯，其反应原理可表示为：；。 (3)向体积为2 L的密闭容器中充入和2 mol CO(g)，测得容器内的压强p随时间t的变化关系如下图中ⅰ、ⅱ、ⅲ曲线所示： ①ⅱ和ⅰ相比，改变的反应条件是___________； ②反应ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K(ⅱ)=___________； ③在体积和温度不变的条件下，在上述反应达到平衡ⅱ时，再往容器中加入1molCO(g)和后，___________(填“>”、“<”或“=”)；反应ⅰ的温度___________(填“>”、“<”或“=”)反应ⅲ的温度。 【答案】(1)+135.4 (2) 1.25×10-3 BC (3) ii使用催化剂 2 < > 【详解】（1）利用盖斯定律求：，代入数据得； （2）①根据图中甲醇的总转化率为20.0%，可得反应的甲醇的物质的量为0.20 mol，带入的选择性(50.0%)公式，可得的物质的量为0.05 mol，根据速率公式； ②A．当温度高于553K时，的选择性迅速下降，可能是催化剂活性降低，产生的甲酸甲酯减少，A正确； B．升高温度反应a正向移动，B错误； C．升高温度反应a正向移动，平衡常数增大，C错误； D．反应b的速率加快，单位时间内产生的CO增多，甲酸甲酯的选择性自然降低，D正确； E．反应c的速率加快，产生的CO增多，甲酸甲酯的选择性自然降低，E正确； 故选BC。 （3）①ⅱ和ⅰ相比，平衡未发生移动，到达平衡的时间提前了，即反应速率加快，所以是使用了催化剂，加快速率不影响平衡移动； ②化学平衡常数只与温度有关，可以由平衡ⅰ的数据计算K(ⅱ)，平衡ⅰ体系中各组分的平衡浓度均为0.5 mol/L。在相同温度下，反应ⅱ在2 min时达到平衡，平衡常数； ③在体积和温度不变的条件下，在上述反应达到平衡Ⅱ时，再往容器中加入1 mol CO和2 mol 后，由浓度商可知，反应向逆方向进行，故；反应ⅰ的温度和反应ⅲ的温度相比，，判断的理由是：此反应为放热反应，降温可以使平衡向正反应方向移动，容器内气体的压强减小。 8.（24-25高二上·广西梧州·期中）二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． (1)①反应的__________。 ②反应Ⅰ在__________(填“高温”或“低温”)下可自发进行。 (2)在一个容积可变的密闭容器中充有5 mol 和10 mol ，在催化剂作用下只发生反应Ⅰ，的平衡转化率()与温度(T)、压强(p)的关系如图所示： ①图中压强___________(填“＞”或“＜”)。 ②A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为_________________________。 (3)以下说法能说明反应达到平衡状态的是____(填序号)。 A．和的浓度之比为 B．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变 C．恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变 D．绝热体系中，体系的温度保持不变 (4)一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应：。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示： 已知：气体分压()=气体总压()×体积分数，反应开始时的气体总压用表示。 ①650℃时，反应达平衡后的转化率为___________%。 ②T℃时，平衡后若再充入各1mol的、混合气，平衡将___________(填“正移”“逆移”或“不移动”)。 ③925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数______________。 【答案】(1) -246.1 低温 (2) (3)CD (4) 25 不移动 23.04P总 【详解】（1）①已知反应Ⅰ为 ，反应Ⅱ为 ，反应Ⅲ为 ，依据盖斯定律，为反应Ⅰ×2+反应Ⅱ+反应Ⅲ，可得； ②反应Ⅰ：的、，由反应可自发可知，该反应在低温下可自发进行。 （2）①温度不变增压时，平衡右移，的平衡转化率增大，则； ②A、两点的温度相同，平衡常数，由图像可知同压升温的平衡转化率降低，所以升温平衡常数减小，、、的大小关系为； （3）A．和2的浓度之比为3:1，并不能说明正逆反应速率是否相等，所以不能说明该反应达到平衡状态，A错误； B．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变，因该反应的气体总质量和容器体积均不变，则气体的密度始终不变，所以不能说明达到平衡状态，B错误； C．因该反应的气体总质量不变，但气体的总物质的量发生改变，则气体的平均摩尔质量不变，可以说明该反应达到了平衡状态，C正确； D．因该反应为放热反应，则在绝热体系中，体系的温度保持不变，说明达到了平衡状态，故D正确； 故答案选CD； （4）①由题意和图分析可知，图中上升的曲线表示的是，650℃时，反应达平衡后的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1 mol，反应转化了x mol，列三段式，所以，解得x=0.25 mol，则的转化率为×100%=25%； ②由题意和图分析可知，T ℃时，反应达平衡后和的体积分数都为50%即为平衡状态，若再充入各1 mol的、混合气，平衡将不移动； ③925℃时，的体积分数为96%，的体积分数为4%，所以用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数。 9.（25-26高二上·重庆·期中）控制与治理碳和氮的氧化物废气对大气的污染是改善大气质量的重要课题。一定温度下，向1 L恒容密闭容器甲、乙(其中甲为恒温容器，乙为绝热容器)中均充入1 mol CO和2 mol 合成甲醇，发生反应  。测得压强变化量随时间的变化如图所示。 已知：，为起始压强，为某时刻压强。 (1)_________0(填“<、>或=”，下同)，化学反应速率：a点_________b点。 (2)平衡常数：c点_________b点(填“<、>或=”)。，甲容器中_________。 (3)若，则c点的压强平衡常数_________。 (4)汽车尾气中的氮氧化物是城市空气的主要污染物之一，科技工作者探索用甲烷催化还原氮氧化物。已知： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   与反应生成、和的热化学方程式为_________。 (5)向恒容密闭容器中充入一定量的和发生反应Ⅱ，当时，NO的平衡转化率；时NO平衡转化率的双横坐标关系如图。表示时，NO的平衡转化率的关系是_________(填“ⅰ”或“ⅱ”)，在、时，已知，则在此条件下反应达平衡时，的体积分数为_________。 【答案】(1) < < (2) > (3) (4)   (5) ⅰ 30% 【详解】（1）由图像可知，甲为恒温容器， 随反应正向进行逐渐增大并达到平衡；乙为绝热容器，曲线先降后升。这说明正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故。绝热容器乙的温度高于恒温容器甲，温度越高反应速率越快，因此 a点的反应速率<b 点； （2）该反应为放热反应，绝热容器乙的最终温度高于恒温容器甲，温度越高平衡常数越小，因此平衡常数c点b点。对甲容器，内，由图像可知，即平衡时气体总物质的量为，物质的量变化量为。根据方程式，可知，故； （3）起始压强时甲容器达到平衡，总物质的量为。平衡时各组分物质的量：，。各气体分压分别为：，，。平衡常数； （4）目标反应为：。根据盖斯定律：将反应Ⅰ和反应Ⅱ分别乘以后相加： 得到：。再将得到的气态水转换为题给的目标产物液态水：。总反应焓变。故反应的热化学方程式为：； （5）由图像可知，当时，NO的平衡转化率随增大而升高（呈正相关关系），符合放热反应特征，该曲线为。在温度下，，设起始为，则为。由图可知该条件下 NO 的平衡转化率为，即转化了。根据反应方程式，转化的为。平衡时各组分物质的量：，，。平衡时气体总物质的量为的体积分数为； 10.（25-26高二上·重庆·期中）I．处理、回收是环境科学家研究的热点课题。 (1)在恒温恒容密闭容器中发生反应：，能够判断该反应达到平衡状态的是_____。 A．单位时间内生成，同时生成 B． C．容器内压强不再改变 D．混合气体的平均相对分子质量不再改变 E．混合气体的密度不再改变 F．各物质浓度不再改变 (2)实验室采用测定空气中含量。时，在密闭容器中充入足量粉末和，发生反应：。测得转化率如图1所示。 ①相对曲线a，曲线b改变的条件可能是_____或者_____。 ②时，若在恒容条件下，向上述达到平衡的容器中再充入CO(g)和各1mol，则该平衡向_____(填“不”、“正反应方向”、“逆反应方向”)移动。 (3)在容积恒为的密闭容器中充入和，在一定温度下发生反应：。 t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 — — — 在此条件下，该反应的平衡常数_________kPa-1。 II．在负载型金属催化剂作用下，可实现低温下甲烷化，相关主要化学反应有： ① ② ③ 催化剂选择性是低温下实现甲烷化的关键因素。某课题组对不同含量介孔催化剂进行了表征测试，实验结果如下： (4)图1：点_____(填“是”或“不是”)该温度下的平衡转化率，理由是_____。 (5)由图1和图2可知，该反应的最佳催化剂为_____。 A．100% Ni B．50% Ni—CeO2 C．20% Ni—CeO2 D．10% Ni—CeO2 【答案】(1)AF (2) 加入催化剂 增大压强 逆反应方向 (3) (4) 不是 催化剂不影响平衡转化率，m点的转化率低于同温度下其他催化剂对应的转化率，说明未达平衡（或该反应为放热反应，平衡后升温，平衡逆向移动，转化率降低。点以后的转化率依然在上升，故不是平衡转化率） (5)B 【详解】（1）A．生成是正反应过程，生成是逆反应过程，正逆反应速率相等，达到平衡，A正确 B．未标注正逆方向，仅给出速率数值相等无法判断平衡，B错误； C．该反应前后气体总物质的量始终为，恒温恒容下压强全程不变，压强不变不能作为平衡标志，C错误； D．反应前后气体总质量、总物质的量均不变，平均相对分子质量全程不变，不能判断平衡，D错误； E．恒温恒容下气体总质量不变，密度全程不变，不能判断平衡，E错误； F．各物质浓度不再改变是平衡的核心特征，可判断平衡，F正确； 故选AF。 （2）曲线b和a的平衡转化率相同，仅b的反应速率更快、达到平衡的时间更短。该反应前后气体分子数均为5，增大压强平衡不移动但可加快反应速率；加入催化剂同样只加快速率、不改变平衡转化率，符合曲线特征；平衡时，起始，转化，所以，恒容再充入、各，，平衡向逆方向移动； （3）恒温恒容下，压强之比等于气体物质的量之比。初始总物质的量为，平衡总压为，则平衡总物质的量，设生成的物质的量为，反应后总物质的量为，得，平衡时，各物质分压：，，代入； （4）催化剂仅改变反应速率、不影响平衡转化率，同一温度下不同催化剂体系的平衡转化率应当一致，m点的转化率低于同温度下其他催化剂对应的转化率，说明未达平衡，故m点不是该温度下的平衡转化率； （5）选择标准：同等温度下转化率高，同时选择性高， 对比图像，同时满足高转化率、高选择性，选B。 11.（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中）回答下列问题： (1)烟气中的可以用钠碱循环法加以处理，用溶液作为吸收液。25℃，、、的物质的量分数与pH的关系如图1所示。当吸收液pH降低为一定数值时，又可将吸收液通入如图2所示的电解槽(电极为惰性电极)进行再生。 ①25℃时，吸收液时，溶液中各离子浓度的大小关系为_________； ②当吸收液时，可进行再生至，其中放电的电极反应式为_________，再生后的吸收液中的最小值为_________，此时若有1 mol 通过离子交换膜，则再生后溶液中的的物质的量为_________(保留一位小数，假设左室中溶液体积为1 L，忽略体积变化)。 (2)钼酸铅()难溶于水，其，常用作钼的质量测定，在溶液中，加入溶液，使恰好沉淀完全，即，则_________(忽略混合时溶液体积的变化)。 (3)钼精矿冶金工艺也可以采用电氧化法，其工作原理如图所示： ①电解时，阳极的电极反应式为_________。 ②若维持电流强度恒定，电源提供电子的速率为，则消耗，理论上需要电解_________min。 (4)将配制成1.0 mL悬浊液，向其中滴加的溶液。(M代表、或)随加入溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。回答下列问题： ①_________。 ②_________(填“增大”或“减小”或“不变”)。 ③_________。 【答案】(1) 100 1.1mol (2)0.1+2×105a (3) Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O 450 (4) 102.21 增大 -7.82 【详解】（1）H2SO3在水溶液中分步电离： 、，则随着pH不断增大，亚硫酸浓度不断降低，亚硫酸氢根浓度先逐渐增大后逐渐减小，随着亚硫酸氢根浓度逐渐减小亚硫酸根浓度逐渐增大； ①由图1可知，25℃时，吸收液pH=6.9时，亚硫酸氢根浓度等于亚硫酸根浓度，则吸收液pH=7时，亚硫酸氢根浓度略小于亚硫酸根浓度，且溶液呈中性，则溶液中各离子浓度的大小关系为； ②当吸收液pH=5.9时，可进行再生至pH≥8.9，由图2可知，右侧为阳极， 在阳极放电发生氧化反应生成硫酸根，则电极反应式为：； 由图1知：，再生后的吸收液pH≥8.9，时，即≤10-8.9mol/L， ，当最大时，值最小，则代入=10-8.9mol/L，得再生后的吸收液中的最小值=102=100； 左室中：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，此时若有1molNa+通过离子交换膜，则生成了1molOH-，又，消耗1mol，生成1mol； pH=5.9的原吸收液中，==，设c()=x，则c()=10x，pH=8.9的吸收液中，c()=x+1，c()=10x-1，此时==100，解得x≈0.1mol，故再生后溶液中的的物质的量为1.1mol。 （2）混合前Li2 MoO4中的物质的量为0.1 L×0.1mol/L=0.01 mol，Pb(NO3)2中Pb2+的物质的量为0.1L×b mol/L=0. 1b mol，混合后溶液总体积为200mL；因为恰好完全沉淀，即，溶液中剩余的=0.2 L×1×10-5 mol/L=2×10-6 mol，反应消耗的=0.01 mol-2×10-6 mol≈0.01 mol，根据反应可知，反应消耗的==0.01 mol；而平衡时溶液的= mol/L，溶液中剩余的=0.2 L×a×105mol/L=2a×104 mol；加入的=反应消耗的+溶液中剩余的，因此0.1b=0.01+2×104a，即b=0.1+2×105a。 （3）①由图可知，阳极上氯离子失去电子生成ClO-，故电极反应式为：Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O； ②由图可知，MoS2发生的反应方程式为：MoS2+9ClO-+3H2O=+2+9Cl-+6H+，所以消耗1mol MoS2转移18mol电子，则消耗1.2g MoS2，理论上需要转移的电子为：，根据电源提供电子的速率为5×10-6mol·s-1，理论上需要电解。 （4）向含的悬浊液中滴加的溶液，发生反应：，两者恰好完全反应时,溶液的体积为v(NaCl)=，2mL之后再加溶液，c(Cl-)增大，据，Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)可知，c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小，所以2mL后降低的曲线，即最下方的虚线代表Ag+，升高的曲线，即中间虚线代表Cl-，则剩余最上方的实线为曲线。由此分析解题。 ①当V(NaCl)=1.0mL时，有一半的Ag2CrO4转化为AgCl，Ag2CrO4与AgCl共存，均达到沉淀溶解平衡，取图中横坐标为1.0mL的点，得Ksp(AgCl)= c(Ag+)c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75，Ksp(Ag2CrO4)= c2(Ag+)c()=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96，则==102.21； ②V≤2.0mL时，Ag+未沉淀完全，体系中Ag2CrO4和AgCl共存，则=为定值，即为定值，则溶液中=，V≤2.0mL时，c(Ag+)减小，则增大； ③V＞2.0mL时AgCl处于饱和状态，V(NaCl)=2.4mL时，图像显示c(Cl-)=10-1.93mol/L，则c(Ag+)===10-7.82mol/L，故y1=-7.82。 12.（24-25高二上·山东威海·期中）完成下列各题： (1)醋酸是我们很熟悉的一种有机物。某同学为了了解醋酸溶液的导电性进行了相应实验，如图为冰醋酸(无水醋酸晶体)在稀释过程中溶液的导电性变化关系图。 ①在稀释过程中，a、b、c三处溶液的pH由大到小的顺序是______。 ②从b点到c点，溶液中的比值_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)相同条件下，pH=10的氨水和pH=10的氢氧化钠溶液，水的电离程度____(填“前者大”、“后者大”或“相同”)。向氨水中滴加同浓度的CH3COOH溶液，滴加过程中_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)Na2S又称臭碱、硫化碱，用离子方程式说明Na2S溶液呈碱性的原因_____。Na2S溶液中，c(OH-)-c(H+)=_______(写出表达式，不含Na+)。 (4)25℃时，将amol/L的醋酸溶液与bmol/L氢氧化钠溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，表示醋酸的电离平衡常数Ka=______(用含a、b的代数式表示)。 (5)烟气中的SO2可以用钠碱循环法加以处理，用Na2SO3溶液作为吸收液。25℃，H2SO3、、的物质的量分数与pH的关系如图1所示。当吸收液pH降低为一定数值时，又可将吸收液通入如图2所示的电解槽(电极为惰性电极)进行再生。 ①25℃时，吸收液pH=7时，溶液中各离子浓度的大小关系为_______。 ②当吸收液pH=5.9时，可进行再生至pH>8.9，其中放电的电极反应式为______，再生后的吸收液中的最小值为________。 【答案】(1) 增大 (2) 相同 增大 (3) (4) (5) 100 【详解】（1）①溶液的导电能力与离子浓度正相关，导电能力越强说明醋酸电离出的浓度越大，越小；从图中可知导电能力，因此由大到小的顺序为，故由大到小的顺序是；②由醋酸电离常数，变形得；从 b 点到 c 点继续加水稀释，溶液导电能力下降说明减小，温度不变Ka不变，因此该比值增大； （2）①水的电离程度受溶液中浓度的影响，的氨水和的氢氧化钠溶液中 均为，两者对水的电离抑制程度完全相同，因此水的电离程度相同；②由氨水电离常数，变形得；向氨水中滴加醋酸，醋酸电离出的中和 使减小， 不变，因此该比值增大； （3）①是强碱弱酸盐，发生水解反应使溶液呈碱性，以第一步水解为主，离子方程式为；②根据质子守恒，水电离出的和总量相等，即，移项得； （4）等体积混合后醋酸和浓度均减半，分别为和；溶液显中性说明，由电荷守恒得，剩余醋酸浓度为，代入醋酸电离常数表达式得； （5）①由图 1 可知时和的物质的量分数相等，时略多于；溶液显中性时且远小于盐电离出的离子浓度，溶液中来自两种钠盐浓度最大，因此大小关系为；②阳极发生氧化反应，失去电子被氧化为，结合电荷守恒和原子守恒，电极反应式为；由电离常数公式，推导得；由图1可知时两者浓度相等，即，再生后，代入解得最小值为； 13.（24-25高二上·江苏扬州·期中）石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水和废气，对设备、环境等造成严重危害。工业上常用微生物法、沉淀法、吸收法、电解法、等消除硫引起的污染。已知：有剧毒：常温下溶解度为1：2.6（体积）。 (1)如图1为常温下缊、、在水溶液中的物质的量分数随变化的分布曲线： ①溶液呈________（填“酸性”、“碱性”或“中性”）。 ②由图判断，在常温下发生水解的平衡常数________。 ③常温下，溶液中的离子浓度________（填“=”、“<”或“>”）。 (2)沉淀法脱硫： 向的含硫废水（其中硫元素的主要化合价是价）中加入适量的溶液，产生黑色沉淀且溶液的降低。用化学平衡移动的原理解释溶液降低的原因：________。 (3)微生物法脱硫 富含有机物的弱酸性废水在细菌作用下产生、等物质，可将废水中还原为，同时用或将从水中吹出，再用碱液吸收。 ①与在细菌作用下生成和的离子方程式为________。 ②将从水中吹出时，用比效果更好，其原因是________。 (4)吸收法脱硫 烟气中可以用“亚硫酸铵吸收法”处理，发生的反应为，测得25℃时溶液与各组分物质的量分数的变化关系如图2所示，点时溶液，则________。 (5)电解法脱硫 用吸收后，所得溶液经电解后可制取溶液，反应装置图3所示。电解时每有生成有________透过质子交换膜。 【答案】(1) 碱性 10-1.1 < (2)HS-电离反应：，Cu2+与S2-结合生成CuS黑色沉淀，c(S2-)减小，促使HS-电离平衡正向移动，c(H+)增大，溶液pH降低。 (3) 将从水中吹出时，用比效果更好，其原因是溶于水使溶液呈酸性，抑制电离，降低在水中的溶解度，更易吹出。 (4)3：1 (5)2 【详解】（1）①由分布图可知H2S与HS-交点pH=7， HS-水解反应：，，HS-电离反应：，交点处c(HS-)=c(S2-)，pH=12.9，c(H+)=10-12.9，，HS-水解程度大于电离程度，NaHS溶液显碱性。 ②交点处c(HS-)=c(S2-)，pH=12.9，c(H+)=10-12.9，c(OH-)=10-1.1，水解反应：，     ③S2-分两步水解：、，以第一步水解为主，第一步平衡常数，0.01mol /L的Na2S溶液中c(OH-)<0.01mol/L，整理可得：，所以c(S2-)<c(OH-)。 （2）HS-电离反应：，Cu2+与S2-结合生成CuS黑色沉淀，c(S2-)减小，促使HS-电离平衡正向移动，c(H+)增大，溶液pH降低。 （3）①与在细菌作用下生成和的离子方程式为： ②将从水中吹出时，用比效果更好，其原因是溶于水使溶液呈酸性，抑制电离，降低在水中的溶解度，更易吹出。 （4）b点时溶液pH=7，所以c(H+)=c(OH-)，图中b点是和两条曲线的交点，所以c()=c()，电荷守恒：，设c()=c()=x，则，同一溶液中，体积相同，物质的量之比等于浓度之比， （5）阴极反应：每生成1 mol ，得到2 mol电子，需要消耗2 mol H+，所以有2 mol H+穿过质子交换膜移向阴极。 14.（24-25高二上·江苏扬州·期中）的捕集和资源化利用能有效减少排放，充分利用碳资源。 (1)一种捕集烟气中的流程如图1，溶液中含碳微粒分布随变化如图2. ①上述流程中采用气-液逆流接触吸收，其目的是________。 ②第一步电离平衡常数为，则________。 ③“吸收”所得溶液约为8时，则“吸收”过程中反应的离子方程式为________。 (2)将还原为是实现“碳中和”的有效途径。 ①利用反应  ，不能实现直接加氢合成，原因是________。 ②通过电解法转化为的反应机理如图3所示，电极上生成的电极反应式为________。 (3)催化加氢法合成二甲醚发生的两个主要反应： 反应：   反应：   在恒压、和起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图4所示。其中：的选择性。 ①温度高于300℃，平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。 ②一定温度下，向恒容容器中加入和发生上述反应，达到平衡时测得转化率为40%，选择性为80%，则平衡时体系中生成的的物质的量为________。 (4)电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图5所示（阴、阳极区溶液均为溶液）。电解过程中生成尿素的电极反应为________。 【答案】(1) 增大气液接触面积，使吸收更充分，提高的吸收效率 6.37 (2) 该反应的、，任何条件下反应，反应不能自发进行 (3) 温度高于300℃，升高温度后，反应I正向移动的程度大于反应Ⅱ的逆向移动，二氧化碳净消耗量增加，所以二氧化碳的平衡转化率增加 (4) 【详解】（1）①流程中采用气-液逆流接触吸收可以增大吸收液与烟气的充分接触，有利于二氧化碳充分反应，提高二氧化碳的吸收效率；②：，当时，，对应图2中两曲线交点的pH=6.37，因此；③pH约为8时，图2显示溶液中主要含碳微粒为，KOH吸收过量CO₂最终生成碳酸氢钾；反应的离子方程式为； （2）①该反应的、，根据吉布斯自由能公式，任意温度下，反应不能自发进行；②由图可知，锡电极是电解池的阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸根离子，电极反应式为； （3）①反应I为吸热反应，升温正向移动，有使二氧化碳的平衡转化率增大的趋势，反应Ⅱ为放热反应，升温逆向移动，有使二氧化碳的平衡转化率减小的趋势；故温度高于300℃，升高温度后，反应I正向移动的程度大于反应Ⅱ的逆向移动，二氧化碳净消耗量增加，所以二氧化碳的平衡转化率增加 ；②由题意可知，达到平衡时测二氧化碳转化率为 40%，二甲醚的选择性为80%，则平衡体系中二甲醚的物质的量为； （4）在阴极，被还原生成，根据电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平电极反应式为。 15.（24-25高二上·云南保山·期中）请回答下列问题： 以为原料加氢可以合成甲醇，一般认为可通过如下两个步骤来实现： ① ② (1)若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是____________(填标号)，分析原因为______________________________________________________。 A．    B． C．    D． (2)恒容条件下，反应达到平衡，下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是__________________(填字母)。 A．升高温度 B．充入，使体系压强增大 C．再充入1mol D．将从体系中分离出去 (3)在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol和2mol，一定条件下发生反应： ，测得浓度随时间的变化如表所示： 时间/min 0 3 5 10 15 浓度/(mol/L) 0 0.3 0.45 0.5 0.5 测得该条件下平衡时体系的压强为P，该反应的______________。 (4)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池，电池总反应为，用它作电源按如图装置进行电解，通电一段时间后，d电极质量减轻3.2g。 ①n极为电源的___________极，试写出c电极发生的电极反应式____________________。 ②若装置I为铜上镀银，则装置I中U形管内的溶液为_____________(填化学式)，    电解一段时间后，铜棒a增重___________g。 【答案】(1) C 反应①为慢反应，活化能更大；总反应放热，△H＜0 (2)C (3) (4) 正 2H2O+ 2e-= 2OH-+H2↑ AgNO3 10.8 【详解】（1）反应①为 ，为吸热反应，因此生成物总能量高于反应物总能量，同时，反应①为慢反应，说明其正反应活化能较大，在能量变化图中应表现为第一步反应能垒较高；总反应为，，可知总反应为放热反应，因此最终生成物能量低于反应物。符合“第一步活化能大、总反应放热”的图像为C。 （2）A．该反应为放热反应，升高温度会使平衡向吸热方向移动，即逆反应方向移动，使生成物CH₃OH的量减少，因此虽然升温能够加快反应速率，但会降低体系中的比值，不符合题意； B．在恒容条件下充入He，虽然体系总压强增大，但反应物和生成物的浓度均不发生变化，因此化学反应速率基本不变，平衡也不会移动，不能使增大，不符合题意； C．再充入H2，相当于增加反应物浓度，平衡向正反应方向移动，使CH₃OH生成量增加，因此增大；同时反应物浓度增大，反应速率加快，符合题意； D．将生成物H2O(g)从体系中分离，会降低体系内物质浓度，化学反应速率减慢，不符合题意； 故答案选C。 （3）反应，CH3OH平衡浓度为0.5 mol/L。由于容器体积为1 L，因此平衡时n(CH3OH)=0.5mol，列三段式，各物质的物质的量分数均为，根据题目给出的平衡压强P，所以。 （4）①电池总反应为，用它作电源按如图装置进行电解，通电一段时间后，d电极质量减轻3.2g，说明d电极发生了氧化反应，电极材料为铜，铜失去电子：，在电解池中，发生氧化反应的电极为阳极，阳极与电源正极相连，因此d电极连接的是电源正极，由于d电极连接n端，所以n端为正极；同时可知c为阴极，发生还原反应，溶液中水得到电子生成氢气和OH⁻：2H2O+ 2e-= 2OH-+H2↑； ②若装置Ⅰ用于铜上镀银，则铜棒a作为镀件，应为阴极；银作为镀层来源，应作为阳极；阳极发生Ag−e−→Ag+；阴极发生：Ag++e−→Ag；因此电解质溶液中必须含有Ag⁺，所以U形管内溶液应选择AgNO3；d电极质量减轻3.2g，即，根据，所以转移电子数为0.1mol，转移0.1mol电子生成0.1mol的Ag，质量为。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 化学反应原理综合题 1.(2025-2026高二上·河南南阳·期中)研究化学反应中的能量变化有利于更好地开发和利用化学能源。 （1）历史上曾用“地康法”制氯气，反应为，已知相关化学键的键能(E)如表所示。 化学键 中的化学键 247 497 463 431 ①该反应的为　　　　　　　。 ②该反应转移2 mol电子时，放出　　　　　　　kJ热量。 ③对于反应，测得生成时，反应放出183 kJ的热量，则和反应生成气态水的热化学方程式为　　　　　　　。 （2）用NiO作载氧体的化学链燃烧主要热化学方程式如下： ①写出甲烷燃烧热的　　　　　　　。 ②的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收，放出的热量在相同条件下与直接燃烧相比　　　　　　　(填“前者大”、“后者大”或“相同”)。 （3）羟基自由基(•OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种用羟基自由基将苯酚氧化为和的原电池—电解池组合装置(如图所示)，实现发电、环保二位一体。按要求回答： ①d极是　　　　　　　极； ②a电极的电极反应式　　　　　　　； ③系统工作时，每转移消耗苯酚的物质的量是　　　　　　　。 2.(2025-2026高二上·福建宁德·期中)是主要的温室气体，利用制甲烷()、甲醇()、甲酸(HCOOH)、CO等，可实现能源再生和的资源化利用。 （1）已知。相关化学键键能数据如下表所示，则　　　　　　　　　　　。 化学键 436 803 463 413 （2）已知。该反应经过如下步骤实现： ① ② 则反应②的　　　　　　　　　　　。 （3）某温度下，将和充入4 L恒容密闭容器中，发生反应，不同时刻测得的物质的量如下表所示。 时间 5 10 15 20 2.40 2.04 1.80 1.80 ①该温度下，内，　　　　　　　　　　　。 ②下列能说明该反应达到平衡的是　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．混合气体的压强不再发生改变 b．的体积分数不再发生改变 c．的浓度之比为1：3：1 d．单位时间内消耗，同时生成 ③设平衡时容器内压强为，反应起始时容器内压强为，则　　　　　　　　　　　。 （4）科研人员用电解法还原制甲酸，装置如图所示。 ①HCOOH在　　　　　　　　　　　(填“阳”或“阴”)极产生，其电极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②理论上，电路中每转移2 mol电子，生成标准状况下的体积为　　　　　　　　　　　。 3.(2025-2026高二上·江苏南通·期中)是应用广泛的重要化工原料，可用于合成(尿素)、等物质。 （1）合成氨。向2 L的密闭容器内投入和，以铁为催化剂，保持温度不变，充分反应达平衡时为0.6 mol。 ①下列描述可判断合成氨反应达到平衡状态的有　　　　　　　(填字母)。 a．、之比维持1：3       b． c．混合气体的密度不再变化       d．混合气体的压强不再变化 ②相同温度下，若起始时向容器中充入、、，此时(正)　　　　　　　(逆)(填“>”“<”或“=”)。 （2）合成。 ①反应可用于工业制取。估算该反应的需要　　　　　　　(填数字)种化学键的键能数据。 ②在结晶过程中会发生脱氨的副反应，反应历程如下： 反应Ⅰ：(快反应) 反应Ⅱ：(缩二脲)(慢反应) 在结晶过程中，反应I可快速到达平衡状态。实验表明，在合成尿素的体系中，越高，缩二脲生成速率越慢，其原因是　　　　　　　。 ③我国科研工作者以污染物NO为氮源，用ZnO纳米片电催化与NO合成。电催化合成的原理如图所示。若电解2 min，电路中转移，用左室(含2L溶液)中生成的浓度变化表示的化学反应速率为　　　　　　　，b电极附近产生的气体是　　　　　　　(填化学式)。 （3）合成。氨催化氧化时会发生下列两个竞争反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容密闭容器中充入和，反应相同时间，测得、的物质的量与反应温度的关系如图所示。 ①A点对应的的转化率为　　　　　　　。 ②以后，NO的物质的量下降的可能原因是　　　　　　　。 4.(2025-2026高二上·江苏苏州·期中)氢能是一种清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ：    反应Ⅱ：    反应Ⅲ：    条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图-1所示。 ①其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而　　　　　　　　　　　(填增大、不变、减小)。 ②反应达平衡状态时，　　　　　　　　　　　。 ③在范围，平衡时的物质的量随温度升高增大的原因是　　　　　　　　　　　。 （2）硼氢化钠()是一种高效储氢材料，时催化制氢先生成，再转化为。在掺杂了的纳米合金催化剂表面部分反应机理如图-2所示。     ①其他条件不变，用代替，写出中间产物的结构式：　　　　　　　　　　　。 ②其他条件不变，催化剂中掺杂能提高制效率的原因是　　　　　　　　　　　。 ③已知时和在水中的溶解度分别为和。浓度对制速率影响如图-3所示，浓度大于10%时反应速率变慢的可能原因是　　　　　　　　　　　。 （3）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图-4所示。 ①正极上的电极反应式是　　　　　　　　　　　。 ②该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为　　　　　　　　　　　。 [已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；] 5.（24-25高二上·福建厦门·期中）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： 反应a：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)  ΔH1=+247kJ·mol-1 反应b：CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g)  ΔH2=+41kJ·mol-1 回答下列问题： (1)反应CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)  ΔH=______kJ·mol-1，该反应正向自发的条件为______(填“高温”或“低温”)自发。 (2)在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态，甲烷的质量分数随温度变化的关系如下图1所示，曲线x对应的______。 (3)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1:3投料，反应经如图2流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 ①下列说法错误的是______(填标号)。 A．CaO与CO2的反应有利于Fe3O4氧化CO的正向进行 B．Fe3O4和CaO都可以循环利用 C．H2在过程ⅱ将Fe3O4还原为单质铁 D．过程ⅱ产生的H2O最终被CaO吸收了 ②过程ⅱ平衡后通入He，CO的物质的量的变化是______(填“升高”“降低”或“不变”)。 (4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R=Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。常压下CH4和CO2按物质的量之比1:3投料，发生反应a和b．某一时段内CH4和CO2的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。 ①结合图3分析图4，R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是______。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率，R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 CH4转化率/% 7.9 11.5 20.0 34.8 R 2.6 2.4 2.0 1.8 下列说法正确的是______(填标号)。 A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率 B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高 C．改变催化剂提高CH4转化率，R值一定增大 ③若520℃时，反应a和反应b均达到平衡状态，计算该温度下反应b的平衡常数K=______(保留2位有效数字)。 6.（23-24高二上·广东深圳·期中）的催化转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中二氧化碳加氢合成被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 请回答下列问题： (1)有利于提高甲醇平衡产率的条件是________(填“高温”或“低温”)和________(填“高压”或“低压”)。 (2)若已知和的燃烧热，计算反应Ⅱ的，还需要的一个只与水有关的物理关系式为_____________________。 (3)在催化剂条件下，反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。下列说法正确的是_____。 A．催化剂可以降低反应活化能和反应热，但对反应物的平衡转化率无影响 B．该反应的，能低温自发 C．该历程中最大能垒(活化能)步骤的化学方程式为： D．最后一步是、从催化剂表面的解吸过程， (4)关于反应Ⅱ，若该反应在的刚性容器中发生，初始投料下列说法正确的是__________。 A．恒容条件下平衡后，再通入，正逆反应速率均逐渐增大 B．升高温度，可以提高反应体系中活化分子百分数 C．温度不变，若初始投料改为，新平衡时 D．若混合气体密度不变，则反应已达平衡状态若平衡时和的体积分数之和为，则有40%的发生了转化 (5)在刚性容器中和的投料比为，在不同的催化剂(Cat．1：；Cat．2：)条件下反应相同的时间，选择性和选择性(已知的选择性，的选择性)随着转化率的变化如图所示： ①由图可知，催化效果Cat．2_____Cat．1(填“大于”或“小于”)。 ②若温度升高，的转化率增大，则选择性降低的可能原因是_____。 ③达到平衡时的转化率为20%，甲醇的选择性为85%，则的转化率为_____ (6)若反应Ⅱ的正、逆反应速率分别表示为、分别为正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度。，如下图中表示反应Ⅱ的正、逆反应速率常数随温度变化的图像，若点的纵坐标分别为、，则温度时，反应Ⅱ的化学平衡常数____________。 7.（24-25高二上·福建莆田·期中）是一种重要的化工产品，被公认为“万能中间体”。 Ⅰ．甲醇脱氢法制是工业上的一种重要方法，具有工艺流程短、原料单一、反应条件温和等优点。其工艺过程涉及如下反应： 反应a：； 反应b：； 反应c：； (1)___________。 (2)一定条件下，在容积为10 L的恒容密闭容器中通入气体发生上述反应，在不同温度下连续反应4 h。测得甲醇的总转化率α和的选择性随温度变化如图所示。(已知：的选择性) ①553K时，4h内反应速率v(HCOOCH3)=___________mol·L-1·h-1。 ②当温度高于553 K时，的选择性迅速下降的原因不可能是___________(填字母)。 A．升高温度使催化剂活性降低 B．升高温度使反应a逆向移动 C．反应a平衡常数减小 D．温度升高反应b速率加快 E．温度升高反应c速率加快 Ⅱ．在一定条件下可利用甲醇羰基化法制甲酸甲酯，其反应原理可表示为：；。 (3)向体积为2 L的密闭容器中充入和2 mol CO(g)，测得容器内的压强p随时间t的变化关系如下图中ⅰ、ⅱ、ⅲ曲线所示： ①ⅱ和ⅰ相比，改变的反应条件是___________； ②反应ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K(ⅱ)=___________； ③在体积和温度不变的条件下，在上述反应达到平衡ⅱ时，再往容器中加入1molCO(g)和后，___________(填“>”、“<”或“=”)；反应ⅰ的温度___________(填“>”、“<”或“=”)反应ⅲ的温度。 8.（24-25高二上·广西梧州·期中）二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． (1)①反应的__________。 ②反应Ⅰ在__________(填“高温”或“低温”)下可自发进行。 (2)在一个容积可变的密闭容器中充有5 mol 和10 mol ，在催化剂作用下只发生反应Ⅰ，的平衡转化率()与温度(T)、压强(p)的关系如图所示： ①图中压强___________(填“＞”或“＜”)。 ②A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为_________________________。 (3)以下说法能说明反应达到平衡状态的是____(填序号)。 A．和的浓度之比为 B．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变 C．恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变 D．绝热体系中，体系的温度保持不变 (4)一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应：。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示： 已知：气体分压()=气体总压()×体积分数，反应开始时的气体总压用表示。 ①650℃时，反应达平衡后的转化率为___________%。 ②T℃时，平衡后若再充入各1mol的、混合气，平衡将___________(填“正移”“逆移”或“不移动”)。 ③925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数______________。 9.（25-26高二上·重庆·期中）控制与治理碳和氮的氧化物废气对大气的污染是改善大气质量的重要课题。一定温度下，向1 L恒容密闭容器甲、乙(其中甲为恒温容器，乙为绝热容器)中均充入1 mol CO和2 mol 合成甲醇，发生反应  。测得压强变化量随时间的变化如图所示。 已知：，为起始压强，为某时刻压强。 (1)_________0(填“<、>或=”，下同)，化学反应速率：a点_________b点。 (2)平衡常数：c点_________b点(填“<、>或=”)。，甲容器中_________。 (3)若，则c点的压强平衡常数_________。 (4)汽车尾气中的氮氧化物是城市空气的主要污染物之一，科技工作者探索用甲烷催化还原氮氧化物。已知： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   与反应生成、和的热化学方程式为_________。 (5)向恒容密闭容器中充入一定量的和发生反应Ⅱ，当时，NO的平衡转化率；时NO平衡转化率的双横坐标关系如图。表示时，NO的平衡转化率的关系是_________(填“ⅰ”或“ⅱ”)，在、时，已知，则在此条件下反应达平衡时，的体积分数为_________。 10.（25-26高二上·重庆·期中）I．处理、回收是环境科学家研究的热点课题。 (1)在恒温恒容密闭容器中发生反应：，能够判断该反应达到平衡状态的是_____。 A．单位时间内生成，同时生成 B． C．容器内压强不再改变 D．混合气体的平均相对分子质量不再改变 E．混合气体的密度不再改变 F．各物质浓度不再改变 (2)实验室采用测定空气中含量。时，在密闭容器中充入足量粉末和，发生反应：。测得转化率如图1所示。 ①相对曲线a，曲线b改变的条件可能是_____或者_____。 ②时，若在恒容条件下，向上述达到平衡的容器中再充入CO(g)和各1mol，则该平衡向_____(填“不”、“正反应方向”、“逆反应方向”)移动。 (3)在容积恒为的密闭容器中充入和，在一定温度下发生反应：。 t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 — — — 在此条件下，该反应的平衡常数_________kPa-1。 II．在负载型金属催化剂作用下，可实现低温下甲烷化，相关主要化学反应有： ① ② ③ 催化剂选择性是低温下实现甲烷化的关键因素。某课题组对不同含量介孔催化剂进行了表征测试，实验结果如下： (4)图1：点_____(填“是”或“不是”)该温度下的平衡转化率，理由是_____。 (5)由图1和图2可知，该反应的最佳催化剂为_____。 A．100% Ni B．50% Ni—CeO2 C．20% Ni—CeO2 D．10% Ni—CeO2 11.（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中）回答下列问题： (1)烟气中的可以用钠碱循环法加以处理，用溶液作为吸收液。25℃，、、的物质的量分数与pH的关系如图1所示。当吸收液pH降低为一定数值时，又可将吸收液通入如图2所示的电解槽(电极为惰性电极)进行再生。 ①25℃时，吸收液时，溶液中各离子浓度的大小关系为_________； ②当吸收液时，可进行再生至，其中放电的电极反应式为_________，再生后的吸收液中的最小值为_________，此时若有1 mol 通过离子交换膜，则再生后溶液中的的物质的量为_________(保留一位小数，假设左室中溶液体积为1 L，忽略体积变化)。 (2)钼酸铅()难溶于水，其，常用作钼的质量测定，在溶液中，加入溶液，使恰好沉淀完全，即，则_________(忽略混合时溶液体积的变化)。 (3)钼精矿冶金工艺也可以采用电氧化法，其工作原理如图所示： ①电解时，阳极的电极反应式为_________。 ②若维持电流强度恒定，电源提供电子的速率为，则消耗，理论上需要电解_________min。 (4)将配制成1.0 mL悬浊液，向其中滴加的溶液。(M代表、或)随加入溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。回答下列问题： ①_________。 ②_________(填“增大”或“减小”或“不变”)。 ③_________。 12.（24-25高二上·山东威海·期中）完成下列各题： (1)醋酸是我们很熟悉的一种有机物。某同学为了了解醋酸溶液的导电性进行了相应实验，如图为冰醋酸(无水醋酸晶体)在稀释过程中溶液的导电性变化关系图。 ①在稀释过程中，a、b、c三处溶液的pH由大到小的顺序是______。 ②从b点到c点，溶液中的比值_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)相同条件下，pH=10的氨水和pH=10的氢氧化钠溶液，水的电离程度____(填“前者大”、“后者大”或“相同”)。向氨水中滴加同浓度的CH3COOH溶液，滴加过程中_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)Na2S又称臭碱、硫化碱，用离子方程式说明Na2S溶液呈碱性的原因_____。Na2S溶液中，c(OH-)-c(H+)=_______(写出表达式，不含Na+)。 (4)25℃时，将amol/L的醋酸溶液与bmol/L氢氧化钠溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，表示醋酸的电离平衡常数Ka=______(用含a、b的代数式表示)。 (5)烟气中的SO2可以用钠碱循环法加以处理，用Na2SO3溶液作为吸收液。25℃，H2SO3、、的物质的量分数与pH的关系如图1所示。当吸收液pH降低为一定数值时，又可将吸收液通入如图2所示的电解槽(电极为惰性电极)进行再生。 ①25℃时，吸收液pH=7时，溶液中各离子浓度的大小关系为_______。 ②当吸收液pH=5.9时，可进行再生至pH>8.9，其中放电的电极反应式为______，再生后的吸收液中的最小值为________。 13.（24-25高二上·江苏扬州·期中）石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水和废气，对设备、环境等造成严重危害。工业上常用微生物法、沉淀法、吸收法、电解法、等消除硫引起的污染。已知：有剧毒：常温下溶解度为1：2.6（体积）。 (1)如图1为常温下缊、、在水溶液中的物质的量分数随变化的分布曲线： ①溶液呈________（填“酸性”、“碱性”或“中性”）。 ②由图判断，在常温下发生水解的平衡常数________。 ③常温下，溶液中的离子浓度________（填“=”、“<”或“>”）。 (2)沉淀法脱硫： 向的含硫废水（其中硫元素的主要化合价是价）中加入适量的溶液，产生黑色沉淀且溶液的降低。用化学平衡移动的原理解释溶液降低的原因：________。 (3)微生物法脱硫 富含有机物的弱酸性废水在细菌作用下产生、等物质，可将废水中还原为，同时用或将从水中吹出，再用碱液吸收。 ①与在细菌作用下生成和的离子方程式为________。 ②将从水中吹出时，用比效果更好，其原因是________。 (4)吸收法脱硫 烟气中可以用“亚硫酸铵吸收法”处理，发生的反应为，测得25℃时溶液与各组分物质的量分数的变化关系如图2所示，点时溶液，则________。 (5)电解法脱硫 用吸收后，所得溶液经电解后可制取溶液，反应装置图3所示。电解时每有生成有________透过质子交换膜。 14.（24-25高二上·江苏扬州·期中）的捕集和资源化利用能有效减少排放，充分利用碳资源。 (1)一种捕集烟气中的流程如图1，溶液中含碳微粒分布随变化如图2. ①上述流程中采用气-液逆流接触吸收，其目的是________。 ②第一步电离平衡常数为，则________。 ③“吸收”所得溶液约为8时，则“吸收”过程中反应的离子方程式为________。 (2)将还原为是实现“碳中和”的有效途径。 ①利用反应  ，不能实现直接加氢合成，原因是________。 ②通过电解法转化为的反应机理如图3所示，电极上生成的电极反应式为________。 (3)催化加氢法合成二甲醚发生的两个主要反应： 反应：   反应：   在恒压、和起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图4所示。其中：的选择性。 ①温度高于300℃，平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。 ②一定温度下，向恒容容器中加入和发生上述反应，达到平衡时测得转化率为40%，选择性为80%，则平衡时体系中生成的的物质的量为________。 (4)电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图5所示（阴、阳极区溶液均为溶液）。电解过程中生成尿素的电极反应为________。 15.（24-25高二上·云南保山·期中）请回答下列问题： 以为原料加氢可以合成甲醇，一般认为可通过如下两个步骤来实现： ① ② (1)若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是____________(填标号)，分析原因为______________________________________________________。 A．    B． C．    D． (2)恒容条件下，反应达到平衡，下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是__________________(填字母)。 A．升高温度 B．充入，使体系压强增大 C．再充入1mol D．将从体系中分离出去 (3)在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol和2mol，一定条件下发生反应： ，测得浓度随时间的变化如表所示： 时间/min 0 3 5 10 15 浓度/(mol/L) 0 0.3 0.45 0.5 0.5 测得该条件下平衡时体系的压强为P，该反应的______________。 (4)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池，电池总反应为，用它作电源按如图装置进行电解，通电一段时间后，d电极质量减轻3.2g。 ①n极为电源的___________极，试写出c电极发生的电极反应式____________________。 ②若装置I为铜上镀银，则装置I中U形管内的溶液为_____________(填化学式)，    电解一段时间后，铜棒a增重___________g。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题15化学反应原理综合题 1.【答案】(1) ① -125kJ·mol1 ② 62.5 ③ 2H,g+0,g=2H2Og AH=-491kJ/mol (2)① -890.7kJ/mol ②相 同 (3)①阳 @Cr,O2-+6e+7H2O=2Cr(OH)3+8OH ③1mol 2.【答案】(1)-154 (2)-90.5kJmo1 (3)①0.01 ② ab ③5：4 (4)①阴 ②C0,+2e+2H=HCO0H ③11.2 L 3.【答案】(1)①bd ②> (2)①4 ②c(NH3)升高，反应I的化学平衡 逆向移动，使C(HNCO)变小，从而缩二脲生成速率变慢 ③2.5×105 ④C02、O2 (3)①60% ②催化剂的活性降低或反应I平衡向逆反应方向移动 4.【答案】(1)①减小 ②11：2 ③反应Ⅱ的△H2<0,升高温度平衡逆向移动，CO2 生成的量减少，反应的△H3<0,高温下平衡逆向移动，CO2反应的量增多，且CO2增多的量大于减少 H MoO H 的量 (2)① H 能吸附水分子并解离出 ③浓度较 高时，生成的NBO,覆盖在催化剂表面，降低催化活性，反应速率降低，BH:过多吸附在Co上，而减少 H吸附 (3)①0，+4e+2C02=2C0号 ②55.8% 5.【答案】(1) +329 高温 (2)1.0 (3) D 升高 (4) 温度升高，开始时反应a的反应速率更快：温度接近600℃， CH转化率接近106，温度继续升 高，反应b继续进行 B0.23 6.【答案】(1) 低温高压 1/4 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 aH,0(g)=,0(0) 的焓变 3)B (4)B (5) 大于 温度升高，催化剂对反应I的催化活性降低。或温度升高，催化剂对反应Ⅱ的催化活性 升高 18% (6)100 7.【答案】(1)+135.4 (2) 1.25×103 BC 3) iⅱ使用催化剂 8.【答案】(1) -246.1 低温 (2) < KA-KB>KC 3)CD (4) 25 不移动 23.04P总 9.【答案】(1) 0.75 -mol /(L.min) (2) > o（ ④CH,(g)+2N0,(g)=C0,(g)+N,(g)+2H,00AH=-95u/mol (6) i 30% 10.【答案】(1)AF 2) 加入催化剂 增大压强 逆反应方向 7.5 (3)Po (4) 不是 催化剂不影响平衡转化率，m点的转化率低于同温度下其他催化剂对应的转化率，说明 未达平衡（或该反应为放热反应，平衡后升温，平衡逆向移动，转化率降低。m点以后心？的转化率依然 在上升，故不是平衡转化率) 214 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (5)B 11.【答案】(1) c(Na*)>c(SO;)>c(HSO)>c(H*)=c(OH-) S03-2e+H,0=S0}+2H 100 1.1mol (2)0.1+2×10a 3) Cl+20H-2e=ClO+HO 450 (4) 10221 增大 -7.82 12.【答案】(1) c>a>b 增大 (2) 相同 增大 c(OH)-c(H*)=c(HS)+2c(H,S) 3) S2+H,OHS+OH 107b 4)a-b c(Na)>c(SO)>c(HSO;)>c(H)=c(OH)SO+H,O-2e=SO+2H* (5) 100 13.【答案】(1) 碱性 1011 (2)HS电离反应： HS≥H*+S2- ,Cu+与S2结合生成CuS黑色沉淀，c(S2)减小，促使HS电离平衡正向 移动，cH增大，溶液pH降低。 3) CH,c00H+S02+2H2C0,↑+H,S个+2H,0 将H,S从水中吹出时，用C02比N2效果 CO. H,S H,S 更好，其原因是 溶于水使溶液呈酸性，抑制电离，降低 在水中的溶解度，更易吹出。 (4)3:1 (5)2 C0, 14.【答案】(1) 增大气液接触面积，使吸收更充分，提高的吸收效率 6.37 CO,+OH=HCO 2) 该反应的△H>0、△S<0,任何条件下反应△G=△H-T△S>0,反应不能自发进行 C02+H'+2e=HC00 314 品学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 3) 温度高于300℃，升高温度后，反应I正向移动的程度大于反应Ⅱ的逆向移动，二氧化碳净消耗量 增加，所以二氧化碳的平衡转化率增加 0.08mol 2NO+C0,+18H+16e=C0(WH2),+7H20 4) 15.【答案】(1) C 反应①为慢反应，活化能更大：总反应放热，△H<0 (2)C 16 3)p2 4)正 2H0+2e=20H+H↑ AgNO3 10.8 4/4