专题22 化学反应原理综合题B 专项训练-2027届高考化学二轮复习 （人教版 全国通用）

专题22 化学反应原理综合题B 1. （ 辽宁2025点石联考5月）我国力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，将二氧化碳资源化尤为重要。回答下列问题： （1）资源化利用之一，涉及主要反应如下： ① ② 则的_______。 （2）资源化利用之二，以和为原料合成的主要反应如下： I． ； II． ； III． 将和按物质的量之比通入容积为VL的密闭容器中，假设只发生反应I和反应II，改变反应温度，分别测得、、(单位MPa)下的平衡转化率()以及时生成、CO选择性(S)的变化如图甲[选择性为目标产物在总产物中的比率，即；]。 ①图甲中a、b和c分别代表代表、、下随温度变化趋势的曲线，则、、从小到大的关系为_______。 ②随着温度升高，a、b和c三条曲线接近重合的原因是_______。 ③P点对应的反应II的平衡常数_______(保留2位有效数字)。 ④恒温恒容容器内发生反应II，下列说法不能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A.混合气体的平均摩尔质量不再变化 B.相同时间段内断裂H—O与H—H的物质的量之比为 C.混合气体的密度不变 D.单位时间内生成1molCO的同时生成 （3）近年研究发现，电催化和含氮物质(等)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。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图乙所示。 ①电解时，向_______(填“左”或“右”)侧迁移。 ②以10.0A恒定电流工作30min，生成，该电解装置的电解效率_______%。[计算结果精确到0.1，已知：电荷量电流时间(s)；；。] 2. （贵阳市2025届11月）研究一定环境下催化还原的反应原理对实现“碳中和”具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ．在饱和水溶液环境中的一种催化还原反应： （1）已知：① ② ③ 请计算的溶解过程：___________。 Ⅱ．一定条件下，向恒容密闭容器中充入和在催化剂作用下发生反应：。反应体系中的平衡转化率与温度的关系如图所示。已知温度为时，反应进行达到平衡； （2）该反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。 （3）内平均反应速率___________；500K时，平衡常数___________(结果保留两位小数)。 （4）若充入和，则图1中的曲线会___________(填“上”或“下”)移。 （5）研究发现，在不同催化剂作用下，反应时的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是___________。 ①a点时，若，则反应已达到平衡 ②使用催化剂I时，d点一定达到平衡 ③与时对应的平衡常数： （6）分析c点转化率比a点低的原因，除平衡移动带来的影响外，还可能是___________。 3. （广州六校联考2025届十二月）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。 （1）工业上采用Deacon直接氧化法制氯气，其原理为反应a：。 ①Deacon直接氧化法的催化过程和各历程热效应如图，则反应a的ΔH=___________。 ②如图为反应a在容积不变的密闭容器中充入1molO2和一定量的HCl，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别为1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系如图。下列说法正确的是___________。 A．曲线c是c(HCl)：c(O2)进料浓度比为7∶1的图线 B．p点的逆反应速率大于q点的逆反应速率 C．化学平衡常数：K(300℃)>K(400℃) D．使用更高效的催化剂可提高p点HCl平衡转化率 （2）1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为下图： 以上各反应的速率方程均可表示为v=k·c(A)·c(B)，其中c(A)、c(B)分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(k1~k5分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，k1∶k2∶k3∶k4∶k5=100∶21∶7∶4∶23。 ①30min时，c(X)=6.80mol·L1，且30~60min内、v(X)=0.050mol⋅L-1⋅min-1，反应进行到60min时，c(X)=___________mol·L-1。 ②60min时，c(G)=0.030mol·L-1，若0~60min产物T的含量可忽略不计，则此时c(D)___________mol-L-1：60min后，随T的含量增加，___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： 。恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1温度下体系达平衡时的Δp(Δp = p 0-p)，p0为体系初始压强p0=240kPa，，p为体系平衡压强)，结果如下图。 ①T1时，M点SO2的转化率为___________(对于气相反应，某组分B的压强p(B)=p⋅x(B)，p为体系总压强，x(B)为体系中B的物质的量分数)。 ②若T2<T1，在上图画出[n(SO2)∶n(Cl2)]≥1∶l，Δp在T2温度下随进料比变化的大致图像___________。 4.（2025济宁名校联盟12月） 乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷制乙烯涉及的相关反应如下： 反应I：；反应Ⅱ：。 （1）298K时，反应历程如图1所示。已知在标准压强下，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号表示。部分物质的如图2所示。的标准摩尔生成焓为0。 该反应的决速步骤为______(填“反应a”或“反应b”)。图2中_______，反应Ⅱ的_______。 （2）已知反应I：的速率方程为，，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为各组分分压。 ①在实际生产中，t℃时，向恒容密闭容器中通入C2H6(g)和N2 (作稀释剂，不参与反应)，测得容器总压和转化率α随时间变化的结果如图。起始时n(C2H6)：n(N2) =______；平衡时______；k正/k逆 ______。 ②下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C2H4(g)的反应速率的是_______(填标号)。 a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂 d．适当增大C2H6(g)浓度 （3）电催化乙烷催化脱氢制乙烯。利用质子传导型固体氧化物电解池也可实现乙烷制乙烯。乙烷在电极上直接电催化裂解为乙烯，同时质子经电解质“抽取”至另一极与CO2反应生成CO，阳极的电极方程式为_______。 5. （郑州2025年三测）甲烷干重整反应是实现甲烷和二氧化碳转化为合成气(和)的重要途径。该重整反应体系主要涉及以下反应： I. (主反应) II. (副反应) III. (副反应) IV. (副反应) （1）已知和的燃烧热分别为、，则_______。 （2）上述反应体系在建立平衡后改变下列条件，保持其他条件不变，下列说法正确的是_______。 A. 缩小容器体积，反应III的平衡可能发生移动 B. 移去部分，反应II C. 降低温度，反应IV增大，减小 D. 反应I使用高效催化剂时，不变(Ea和Ea′分别代表反应I的正、逆反应活化能) （3）反应I、II、IV的与温度倒数的关系如下图所示[为标准平衡常数，对于反应，，其中，、、、为各组分的平衡分压］。 在温度下、原料组成为、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时的分压为，则=_______，的平衡转化率为_______(用含x的代数式表达)。 （4）可用作甲烷干重整反应的催化剂。研究人员运用密度泛函理论分析得到，晶体氧空位多少不同时，部分反应历程中的基元反应的能量变化如下图所示。据此判断，当氧空位越_______时(填“多”或“少”)，越有利于反应进行；判断理由是_______。 （5）向晶体(属于立方型)中掺杂钐离子可产生氧空位，占据部分的位置，氧空位位于部分的位置，如图所示。 ①晶胞参数为540pm，则距离最近的和之间的距离为_______pm。 ②若掺杂后，晶体中与的个数比为9：1，则空缺率为_______(空缺率为空位数占未产生空位时总数的百分比)。 6. （2025山西二模）变化观念与平衡思想不仅在化学变化中得以体现，在诸如物态变化、溶解、萃取、晶体相变中也存在着可以通过类比化学平衡来进行解释和预测的平衡过程。回答下列问题： Ⅰ．一定温度下，液态水与气态水之间达成平衡： ，平衡时的分压称为该温度下水的饱和蒸气压。 （1）25℃、101 kPa下，部分化学键键能数据如下： 化学键 （氧气） 键能/（） 436 498 463 根据以上数据估算反应 ________。 （2）如图是水、乙醚（）、THF（四氢呋喃）的饱和蒸气压随温度变化的图像。结合平衡移动原理分析饱和蒸气压（p）随温度（t）升高而升高的原因：________。 Ⅱ．一定温度下，气体A溶于溶剂时可达成平衡：，A在其溶液表面的分压和其在溶液中的浓度的比值称为亨利常数。 （3）下列说法错误的是________（填标号）。 A. 在中的亨利常数大于在中的亨利常数 B. 对于一般气体，升高温度会减小 C. 向蒸馏水中通入可去除其中溶解的 D. 恒温下维持水溶液表面的分压，则溶液中的浓度不受pH的影响 Ⅲ．在一定温度下，溶质B在两种互不相溶的溶剂之间达成平衡：，两种溶剂中B的浓度之比称为其在溶剂2和溶剂1中的分配比。 （4）室温下，HCN在苯中和水中的亨利常数分别为、，则HCN在水和苯中的分配比________，HCN、苯中碳原子的杂化轨道类型分别是________、________。 Ⅳ．两种晶型的Sn之间存在平衡：，该转变的自由能变（）与温度（t）的关系如下图所示。 它们的晶胞结构及晶胞参数如下表所示： 晶型 （立方金刚石结构） （A、B、C、D均在面上） 晶胞 晶胞参数 a pm，a pm，a pm，，， b pm，b pm，c pm，，， （5）在________（填“>”“<”或“=”）13.2℃下，会自发转变成，转变后晶体的密度变为原来的________倍（用题中小写字母表示）。 7. （2025安徽六安一中模拟）常用作脱硝催化剂，采用共沉淀法等比掺入金属后，催化剂的脱硝性能及抗硫中毒性能会发生改变。烟气脱硝主要副产物为，主反应如下： 反应I：； 反应II： （1）已知：。则___________。 （2）某条件下对于反应I，，，k正、k逆为速率常数。升高温度时，k正增大m倍，k逆增大n倍，则m___________ n(填“>”“<”或“=”)。 （3）将模拟烟气按一定流速通到催化剂表面，不同温度下气体出口处测定相关物质浓度，得出NO的转化率、的选择性、的生成量随温度变化关系如下图。 ①选择时，温度高于260℃时NO转化率下降的原因为___________。 ②综合分析，该脱硝过程应选择的最佳催化剂中M为___________。 ③选用合适催化剂还能抑制催化剂表面出现NH4HSO4结晶现象，结晶会导致___________。 （4）273℃，P0kPa下，向恒温恒压密闭的容器中(假设仅发生反应I、II)通入4molNH3、4molNO、2molO2。 ①下列选项不能说明反应I、Ⅱ均达到化学平衡状态的是___________。 A．混合气体的平均摩尔质量保持不变 B．n(NH3)∶n(NO)保持不变 C．有1molN-H键断裂的同时，有键断裂 D．NO的分压保持不变 ②达到平衡后测定O2转化率为30%，体系中NH3为1.2mol。则NO的转化率为___________，反应I的Kp=___________(写出计算式即可)(分压=总压×物质的量分数)。 8. （2025四川内江三模）某小组用阿司匹林（）制备阿司匹林铜（，）并测定纯度，部分实验装置如图1（夹持装置略），制备流程如图2所示。 回答下列问题： （1）仪器X的名称为_____；球形冷凝管的进水口是_____（填“a”或“b”）。 （2）与分液漏斗相比，仪器Y的优点是_____；仪器Y中甲醇的作用为_____。 （3）“纯化”含重结晶过程，粗产品在加热条件下用“乙醇——水”混合溶剂溶解，加入适量脱色剂进行脱色和吸附杂质，趁热过滤，将滤液缓慢冷却，阿司匹林铜逐渐结晶析出。 ①加热方式应为_____。 ②脱色剂可选择_____。 ③趁热过滤的目的是_____。 （4）该实验中阿司匹林铜的产率为_____。 （5）阿司匹林铜纯度测定可用碘量法滴定，用一定浓度的溶液作标准液。接近滴定终点时，向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作为_____（填字母标号）。 8. （2025 哈三中三模）合成氨是人类科学技术的重大突破，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 （1）已知合成氨反应中每生成，放出46.07 kJ热量，请写出合成氨的热化学方程式__________。 （2）关于合成氨工艺的理解，下列正确的是________。 A. 合成氨工业中，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 B. 根据勒夏特列原理，合成氨宜采用400～500℃高温 C. 及时补充和，使反应物保持一定浓度，有利于合成氨的反应 D. 恒温恒容条件下，等物质的量的和投入装置内反应，当的体积分数不变时，可以判断反应达到平衡状态 （3）为了显著提高传统金属催化剂在温和条件下的合成氨性能，中科院大连化学物理研究所科研团队构筑了“过渡金属—LiH”双活性中心催化体系，其反应过程分为以下三步（*表示催化剂的活性位点），据此写出②的化学方程式。 ①。 ②____________。 ③。 （4）常用于烟气中的脱硝，反应如下： 反应I． 反应Ⅱ． ①某条件下对于反应I，，，、为速率常数。升高温度时，增大a倍，增大b倍，则a________b（填“>”、“<”或“=”）。 ②当温度为273℃，在恒容密闭的容器中，发生上述两个反应。通入、NO、的物质的量比为，初始压强为，达到平衡后测定NO的逃逸率为25.0％（NO逃逸率），。则氨气的转化率为________％（结果保留3位有效数字），反应I的________（写出含的计算式即可）。 （5）将一定比例的、和NO的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中，反应相同时间，NO的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。解释在50～150℃范围内随温度升高，NO的去除率迅速上升的主要原因是__________。 9.（2025四川内江三模） 深入理解大气中NO2和SO2等转化机制和相互作用规律，可以建立更准确的大气化学模型，为制定有效的环境保护政策和措施提供科学依据。其中涉及的主要反应如下： I． Ⅱ． 回答下列问题： （1）在标准状态(298K，101kPa)下，由指定单质生成纯化合物时的反应焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓。下列几种物质的标准摩尔生成焓如表所示： 物质 标准摩尔生成焓（kJ/mol） -296.8 -395.7 则∆H2=_____。 （2）下列描述正确的是_____（填字母标号）。 A. 在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅱ，若压强不变，能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态 B. 在恒温、恒容密闭容器中充入一定量的NO、SO2、O2，发生上述反应，混合气体密度不随时间变化表示两反应均达到化学平衡状态 C. 恒温条件下，增大SO2的浓度能使反应Ⅱ的平衡正向移动，化学平衡常数增大 D. 反应I的△H＜0，ΔS＜0，该反应在低温下自发进行 （3）在某温度下，将0.2molNO、0.2molSO2和0.1molO2通入某恒压密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，SO2、SO3的物质的量和O2的转化率随压强变化曲线如图所示。 ①表示O2转化率变化的曲线标号是_____。 ②SO2平衡转化率随压强的增大而_____（填“增大”“减小”或“不变”），原因是_____。 ③当压强为100kPa时，平衡时NO2的体积分数为_____（保留三位有效数字）。反应I的平衡常数Kp的计算表达式为_____。 10. （山东名校联盟12月）钙及其化合物在生产、生活中的应用非常广泛。碳酸钙可用于煤燃烧时的脱硫。实验室模拟碳酸钙脱硫时，发生如下反应： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 已知：：用平衡分压代替平衡浓度计算；分压=总压×物质的量分数。 回答下列问题： （1）反应Ⅳ： ___________(用含a、b、c计算式表示) （2）在的刚性容器中加入一定量的和混合气体，恒定温度为，起始压强为，发生上述反应，时测得体系有，则此时反应I的反应速率为___________(用含计算式表示)，再反应一段时间达平衡后，测得体系中总压为和体积分数分别为10%、20%，则体系中的物质的量为___________反应Ⅳ的___________。若继续向刚性容器中充入少量，再次平衡时将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）向刚性容器中加入一定量的和混合气体，发生反应I、Ⅱ、Ⅲ，测得与温度的关系如图所示，时整个反应体系已达平衡状态。 ①表示与温度关系的曲线是___________(填“a”或“b”)。 ②温度之后，曲线b随温度升高不再变化的原因是___________。 ③若起始时再多加，则A点将可能移向___________点(填标号)。 11.（2025陕西商洛二诊） 脱除烟气中、是保护环境的重要课题。回答下列问题： （1）炭粉还原法。 ①已知：反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (、均大于0)。 则的为___________(用含、的代数式表示)。 ②利用反应可减少在大气中的排放，一定温度下，在的恒容密闭容器中加入和，起始时容器内气体压强为，末时容器中的体积分数为，内___________；若达平衡时容器内气体压强为，则该温度下反应的化学平衡常数___________(用含与的代数式表示)。 （2）烟气中的的吸收处理是当前研究的热点。 ①还原吸收法： 工艺1：用尿素[]溶液直接吸收烟气中的转化为无污染物质的化学方程式为___________。 工艺2：先用氧化剂将中的氧化为，再用溶液还原吸收。与在某催化剂表面反应生成的过程中，在催化剂表面能形成被吸附的(用表示)，接下来的机理可能有两种： 机理1： 机理2： 上述两个反应均为基元反应。保持温度和的浓度不变，测得与在该催化剂作用下反应的初始速率与浓度的关系如图1所示。能合理解释图中曲线变化的机理为___________(填“机理1”或“机理2”)；判断的依据是___________。 ②选择性催化还原： 将一定比例的、和的混合气体，匀速通入装有催化剂的反应器中，反应相同时间，的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示。当反应温度高于时，的去除率迅速下降但氨氮去除率上升的原因除了催化剂活性下降，还可能是___________。 12. （河南开封2025三检）氢能是理想清洁能源，其产业链由制氢和储氢组成。回答下列问题： 【制氢】 甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有： i． ii． iii． （1）________。 （2）恒温恒容的密闭容器中，假设只发生反应i，下列选项能表明反应i达到平衡状态的是________（填字母序号）。 a． b．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 c．容器内混合气体的密度不再变化 d．单位时间内，断裂键的同时生成键 （3）实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢，若只考虑反应iii，当合成气组成时，体系中的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。 ①图中的压强由大到小的顺序是________，理由是________。 ②温度为250℃、压强为时，该反应的平衡常数________（为用气体的物质的量分数表示的平衡常数，物质的量分数，保留两位有效数字）。 【储氢】 （4）催化储氢：在密闭容器中，向含有催化剂的溶液（与溶液反应制得）中通入生成，其离子方程式为。 ①下列有关说法正确的是________（填字母序号）。 a．这种储氢方式便于运输 b．储氢过程中被氧化 c．这种储氢方法有利于实现“碳中和” d．释氢过程中，每消耗放出的 ②其他条件不变，转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在80℃∼120℃范围内，催化加氢的转化率下降的原因可能是________（写出一条即可）。 13.（2025济宁名校联盟12月） 乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷制乙烯涉及的相关反应如下： 反应I：；反应Ⅱ：。 （1）298K时，反应历程如图1所示。已知在标准压强下，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号表示。部分物质的如图2所示。的标准摩尔生成焓为0。 该反应的决速步骤为______(填“反应a”或“反应b”)。图2中_______，反应Ⅱ的_______。 （2）已知反应I：的速率方程为，，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为各组分分压。 ①在实际生产中，t℃时，向恒容密闭容器中通入C2H6(g)和N2 (作稀释剂，不参与反应)，测得容器总压和转化率α随时间变化的结果如图。起始时n(C2H6)：n(N2) =______；平衡时______；k正/k逆 ______。 ②下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C2H4(g)的反应速率的是_______(填标号)。 a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂 d．适当增大C2H6(g)浓度 （3）电催化乙烷催化脱氢制乙烯。利用质子传导型固体氧化物电解池也可实现乙烷制乙烯。乙烷在电极上直接电催化裂解为乙烯，同时质子经电解质“抽取”至另一极与CO2反应生成CO，阳极的电极方程式为_______。 14. （河南郑州2025第一次质量预测）加氢合成，作为燃料可实现碳循环的闭合。 （1）加氢合成涉及以下两个反应： 反应I： 反应Ⅱ： 已知部分化学键的键能如下； 化学键 键能/ 436 413 467 803 614 1072 反应： _______。 （2）在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时测得含碳物质()的体积分数随温度的变化如图所示。 ①温度由350℃～540℃升高时，体积分数______(填“增大”或“减小”)，原因是_____。 ②N点时，反应Ⅰ的化学平衡常数_______(保留2位有效数字)。 （3）将传统燃烧发动机中的原料更换为和，其主要反应原理如图所示(图中cat。代表催化剂)。 ①反应①的化学反应方程式为_______。 ②与传统燃烧发动机相比，该发动机的优点为_______(写出2条)。 15. (江苏常州联盟校12月)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）甲烷水蒸气重整制氢： ①总反应： ΔH>0能自发进行的条件是___________。 A．低温 B．高温 C．任意温度 D．无法判断 ②下列措施中一定能提高H2平衡产率的是___________。 A．选择合适的催化剂 B．降低温度 C．升高温度 D．恒温恒压下通入气体Ar （2）工业上利用甲醇和水蒸气可制备氢气。 Ⅰ．电解法制氢：甲醇电解可制得H2，其原理如图所示。 ①阳极的电极反应式为___________。 Ⅱ．催化重整法制氢 ②已知： 反应1： 反应2： 则反应3： ___________ （3）硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料，25℃时NaBH4水解制氢生成Na[B(OH)4]。在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面部分反应机理如图所示。 ①写出NaBH4水解制氢的离子方程式___________。 ②其他条件不变，用D2O代替H2O，写出中间产物X的结构式：___________。 ③其他条件不变，催化剂Co2B中掺杂MoO3能提高制H2效率的原因是___________。 ④其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓度较大时，Na[B(OH)4]易以NaBO2形式结晶析出。) 分析NaBH4质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因___________。 ⑤NaBH4转化为NaBO2后，电解NaBO2溶液又可制得NaBH4，实现物质的循环利用，电解装置如图所示。 阴极上的电极反应式是___________。 16. （2025皖南八校三模）丁烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下由丁烷直接脱氢制取丁烯，也可以由丁烷催化氧化制备。下列是由丁烷制备丁烯过程中发生的有关热化学反应方程式： 直接脱氢Ⅰ 氧化脱氢Ⅱ 已知完全燃烧生成放出热量是242kJ。 （1）反应Ⅱ的______。 （2）在恒温恒压条件下由丁烷直接脱氢制取丁烯时，充入少量水蒸气，则丁烷的平衡转化率______（填“增大”“减小”或“不变”），原因是______。 （3）在温度下，分别向2L恒容密闭容器中加入和，起始压强为下，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，分别测得温度下恒容密闭容器中压强和丁烷转化率随时间变化如图所示。 ①______（填“>”“<”或“=”），理由是______。 ②在温度下恒容密闭容器中40min时达到平衡，则0~40min内平均反应速率为______。 ③温度下反应Ⅰ的______Pa[对于一般可逆反应，当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数可表示为]。 （4）丁烷在高温直接脱氢制取丁烯会发生裂解生成短链烃类的其他含碳化合物，下图为反应过程中的消耗量和的生产量随温度变化关系如图所示。 ①650K时，的选择性为______（的选择性）。 ②基于本研究结果，从温度的角度考虑，能提高选择性的措施是______。 17. （贵阳市2025届11月）研究一定环境下催化还原的反应原理对实现“碳中和”具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ．在饱和水溶液环境中的一种催化还原反应： （1）已知：① ② ③ 请计算的溶解过程：___________。 Ⅱ．一定条件下，向恒容密闭容器中充入和在催化剂作用下发生反应：。反应体系中的平衡转化率与温度的关系如图所示。已知温度为时，反应进行达到平衡； （2）该反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。 （3）内平均反应速率___________；500K时，平衡常数___________(结果保留两位小数)。 （4）若充入和，则图1中的曲线会___________(填“上”或“下”)移。 （5）研究发现，在不同催化剂作用下，反应时的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是___________。 ①a点时，若，则反应已达到平衡 ②使用催化剂I时，d点一定达到平衡 ③与时对应的平衡常数： （6）分析c点转化率比a点低的原因，除平衡移动带来的影响外，还可能是___________。 18. （重庆一中2025届5月)苯乙烯是一种重要的化工原料，工业上常采用乙苯为原料制得。 I．利用“乙苯直接脱氢”制备苯乙烯： 。 （1）该反应中，部分化学键的平均键能数据如下表： 化学键 键能 413 348 436 请计算_______。 （2）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混一定量的水蒸气进行反应。下，控制投料比分别为、、，乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图甲所示： ①图中的曲线是_______(填曲线标号)。 ②图中点的正反应速率和点的逆反应速率大小关系为_______(填“>”“<”或“=”)。 （3）一种提高乙苯转化率的催化剂一钯膜(只允许透过)反应器，其工作原理如图乙所示。 ①该系统中持续通入的作用为_______。 ②和下，一定量的乙苯通入无钯膜反应器，若乙苯的平衡转化率为40%，该反应的压强平衡常数_______；相同条件下，若换成“钯膜反应器”，乙苯的平衡转化率提高到50%，则出口a和b的氢气质量比为_______。 II．利用“氧化乙苯”制苯乙烯： 。其反应历程如下： (、表示乙苯分子中或原子的位置；、为催化剂的活性位点，其中位点带部分正电荷，、位点带部分负电荷) （4）键的极性：_______(填“>”或“<”)； （5）保持混合气体总压(p)等其他条件不变，的分压与乙苯转化率的关系如图所示，时，乙苯转化率下降的原因是_______。 19. （2025山西二联）研究合成对实现“碳中和”具有重要意义。在合适的催化剂存在时与制的过程一般含有以下3个反应。已知：。 Ⅰ．； Ⅱ． Ⅲ． （1）由大到小的顺序为______。 （2）向初始压强为5MPa恒压密闭容器中充入和发生反应Ⅰ和Ⅱ，测得的平衡转化率与、CO的选择性随温度的变化如图所示。 已知：选择性，X代表或CO。 ①下列能说明体系各反应均已达到平衡状态的是______（填字母）。 a． b．体系中物质的量保持不变 c．混合气体的平均摩尔质量保持不变 d．混合气体的密度保持不变 ②225℃时，选择性：S(CO)______（填“>”“<”或“=”）。 ，随着温度升高而增大的原因是______。 ③A点为，B点为，则270℃达到平衡的反应体系中的平衡转化率______（保留两位有效数字，下同），反应Ⅱ的______。 ④保持270℃时的恒容状态，向平衡体系中再按物质的量比为充入和，重新达到平衡，则的体积分数增大的原因是______。 20．(24-25高三·广东广州·二模)水煤气变换是重要的化工过程，铁的氧化物可作为该反应的催化剂。 水煤气变换反应： (1)基态Fe原子价层电子的轨道表示式为 。 (2)使用作为反应催化剂，该反应分两步完成： 则 (用和表示)。 (3)科研小组研究了在两种不同催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如下图所示。其他条件相同时，下列说法正确的有___________(填字母)。 A．水煤气变换反应的 B．使用催化剂Ⅰ时，反应体系更快达到平衡。 C．催化剂Ⅱ条件下CO的平衡转化率比催化剂Ⅰ大 D．反应过程中，使用催化剂Ⅰ时中间产物所能达到的最高浓度更大 (4)科研人员研究了467℃和489℃时水煤气变换反应中和CO分压随时间变化关系如图1所示，催化剂为，实验初始时体系中的、。 ①489℃时，随时间变化关系的曲线是 (填“a”或“b”)。 ②467℃时反应在内的平均反应速率 (结果保留2位有效数字)。 (5)科研人员研究了温度和初始投料比对水煤气变换反应平衡状态的影响。已知：CO初始的物质的量恒定为。在527℃和784℃下，随的变化曲线如图2。 ①计算527℃时水煤气变换反应的平衡常数= 。(以分压表示，分压总压×物质的量分数，写出计算过程) ②721℃时，在密闭容器中将等物质的量的和混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中的物质的量分数范围是 (填字母)。 A．    B．    C．    D． 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题22 化学反应原理B 1. （ 辽宁2025点石联考5月）我国力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，将二氧化碳资源化尤为重要。回答下列问题： （1）资源化利用之一，涉及主要反应如下： ① ② 则的_______。 （2）资源化利用之二，以和为原料合成的主要反应如下： I． ； II． ； III． 将和按物质的量之比通入容积为VL的密闭容器中，假设只发生反应I和反应II，改变反应温度，分别测得、、(单位MPa)下的平衡转化率()以及时生成、CO选择性(S)的变化如图甲[选择性为目标产物在总产物中的比率，即；]。 ①图甲中a、b和c分别代表代表、、下随温度变化趋势的曲线，则、、从小到大的关系为_______。 ②随着温度升高，a、b和c三条曲线接近重合的原因是_______。 ③P点对应的反应II的平衡常数_______(保留2位有效数字)。 ④恒温恒容容器内发生反应II，下列说法不能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A.混合气体的平均摩尔质量不再变化 B.相同时间段内断裂H—O与H—H的物质的量之比为 C.混合气体的密度不变 D.单位时间内生成1molCO的同时生成 （3）近年研究发现，电催化和含氮物质(等)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。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图乙所示。 ①电解时，向_______(填“左”或“右”)侧迁移。 ②以10.0A恒定电流工作30min，生成，该电解装置的电解效率_______%。[计算结果精确到0.1，已知：电荷量电流时间(s)；；。] 【答案】（1）+227.3 （2） ①. pc<pb<pa ②. 温度升高到一定程度，体系中以反应II为主，反应II前后气体分子数相等，改变压强，该平衡不受影响 ③. 0.0096 ④. AC （3） ①. 左 ②. 85.3 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，2×①式-②式得到则。 【小问2详解】 ①根据反应I和反应Ⅱ可知，一定温度下，压强增大，反应I正向移动，反应Ⅱ不移动，故二氧化碳的平衡转化率变大，故pc<pb<pa； ②由图可知，温度较高时甲醇的选择性较小，CO选择性较大，说明温度较高时主要发生反应Ⅱ，反应II是反应前后气体体积不变的吸热反应，三条曲线几乎交于一点，说明压强对二氧化碳平衡转化率几乎没有影响，即 a、b、c三条曲线接近重合的原因是为温度较高时以反应Ⅱ为主，该反应前后气体分子数相等，改变压强对其平衡没有影响； ③若起始时二氧化碳和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，P点时甲醇的选择性、CO选择性均为50%， 体系压强为3MPa，二氧化碳的平衡转化率为20%，平衡时n(CO2)=1mol×(1-20%)=0.8mol，n(CH3OH)=n(CO)=0.1mol，n(H2O)=0.22mol，n(H2)=2.6mol，反应Ⅱ反应前后气体分子数未变，则Kp=K，反应Ⅱ的平衡常数为； ④A．反应ⅡI是反应前后气体体积不变的反应，气体总物质的量始终不变，所以气体平均摩尔质量不再改变不能说明反应达到平衡，符合题意，故A正确； B．由方程式可知，相同时间段内断裂H-O与H-H的物质的量之比为2:1，说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡，不符合题意，故B错误； C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡，符合题意，故C正确； D．单位时间内生成1molCO的同时生成1molCO2能说明正、逆反应速率相等，可以说明反应达到平衡，不符合题意，故D错误； 故答案为AC。 【小问3详解】 ①电解时，阳离子向阴极移动，则H+向阴极区迁移，即向电解池左侧迁移； ②0.6gCO(NH2)2的物质的量为0.01mol，生成CO(NH2)2的电极反应式为，该电解装置的电解效率。 2. （贵阳市2025届11月）研究一定环境下催化还原的反应原理对实现“碳中和”具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ．在饱和水溶液环境中的一种催化还原反应： （1）已知：① ② ③ 请计算的溶解过程：___________。 Ⅱ．一定条件下，向恒容密闭容器中充入和在催化剂作用下发生反应：。反应体系中的平衡转化率与温度的关系如图所示。已知温度为时，反应进行达到平衡； （2）该反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。 （3）内平均反应速率___________；500K时，平衡常数___________(结果保留两位小数)。 （4）若充入和，则图1中的曲线会___________(填“上”或“下”)移。 （5）研究发现，在不同催化剂作用下，反应时的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是___________。 ①a点时，若，则反应已达到平衡 ②使用催化剂I时，d点一定达到平衡 ③与时对应的平衡常数： （6）分析c点转化率比a点低的原因，除平衡移动带来的影响外，还可能是___________。 【答案】（1）+3.8kJ/mol （2）放热 （3） ①. ②. 2.08 （4）下 （5）③ （6）催化剂的活性受温度的影响 【解析】 【小问1详解】 目标反应可由反应②+反应③-反应①得到，根据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应途径无关。所以目标反应的为：将，，代入上式可得：； 【小问2详解】 由的平衡转化率与温度的关系图可知，随着温度升高，的平衡转化率降低。根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热方向移动，平衡转化率降低说明平衡逆向移动，所以逆反应是吸热反应，那么正反应为放热反应； 【小问3详解】 温度为500K时，的平衡转化率为60%，起始充入1mol，容器体积为2L，则的变化量。由三段式，，内平均反应速率；平衡常数； 【小问4详解】 若充入和，相对于原来和，的量增加，在相同温度下，的平衡转化率会降低，所以图中的曲线会下移； 【小问5详解】 ①：对于反应，达到平衡时，而时反应未达到平衡，①错误 ②：使用催化剂 I 时，d点之后转化率还在升高，说明d点反应未达到平衡，②错误； ③：由前面分析知反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，平衡常数减小，，所以，③正确； 故选③； 【小问6详解】 除平衡移动影响外，温度过高可能使催化剂活性降低甚至部分失活，导致催化效率下降，从而使c点转化率比a点低。 3. （广州六校联考2025届十二月）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。 （1）工业上采用Deacon直接氧化法制氯气，其原理为反应a：。 ①Deacon直接氧化法的催化过程和各历程热效应如图，则反应a的ΔH=___________。 ②如图为反应a在容积不变的密闭容器中充入1molO2和一定量的HCl，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别为1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系如图。下列说法正确的是___________。 A．曲线c是c(HCl)：c(O2)进料浓度比为7∶1的图线 B．p点的逆反应速率大于q点的逆反应速率 C．化学平衡常数：K(300℃)>K(400℃) D．使用更高效的催化剂可提高p点HCl平衡转化率 （2）1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为下图： 以上各反应的速率方程均可表示为v=k·c(A)·c(B)，其中c(A)、c(B)分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(k1~k5分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，k1∶k2∶k3∶k4∶k5=100∶21∶7∶4∶23。 ①30min时，c(X)=6.80mol·L1，且30~60min内、v(X)=0.050mol⋅L-1⋅min-1，反应进行到60min时，c(X)=___________mol·L-1。 ②60min时，c(G)=0.030mol·L-1，若0~60min产物T的含量可忽略不计，则此时c(D)___________mol-L-1：60min后，随T的含量增加，___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： 。恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1温度下体系达平衡时的Δp(Δp = p 0-p)，p0为体系初始压强p0=240kPa，，p为体系平衡压强)，结果如下图。 ①T1时，M点SO2的转化率为___________(对于气相反应，某组分B的压强p(B)=p⋅x(B)，p为体系总压强，x(B)为体系中B的物质的量分数)。 ②若T2<T1，在上图画出[n(SO2)∶n(Cl2)]≥1∶l，Δp在T2温度下随进料比变化的大致图像___________。 【答案】（1） ①. ②. C （2） ①. 5.3 ②. 0.09 ③. 减小 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 ①根据盖斯定律，则反应的ΔH=。 ②A．增大HCl的浓度，平衡正向移动，HCl的平衡转化率降低，曲线a是c(HCl)：c(O2)进料浓度比为7∶1的图线，故A错误； B．p点HCl大于q点，则P点生成物浓度小于q点；p点温度大于q点温度，所以p点的逆反应速率不一定大于q点的逆反应速率，故B错误； C．随温度升高，HCl平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，化学平衡常数减小，所以K(300℃)>K(400℃)，故C正确； D．催化剂不能使平衡移动，使用更高效的催化剂不能提高p点HCl平衡转化率，故D错误； 选C。 【小问2详解】 ①30min时，c(X)=6.80mol·L1，且30~60min内、v(X)=0.050mol⋅L-1⋅min-1，反应进行到60min时，c(X)= 6.80mol·L1-0.050mol⋅L-1⋅min-1×(60-30)min= 5.3mol·L-1。 ②60min时，c(G)=0.030mol·L-1，k2∶k3=21∶7，生成D的速率是生成G速率的3倍，则此时c(D)=0.09 mol-L-1：k4∶k5=4∶23，G转化为T的速率大于D转化为T的速率，60min后，随T的含量增加，减小。 【小问3详解】 ①T1时，M消耗SO2的物质的量为xmol； ，M点SO2的转化率为。 ②正反应放热，降低温度，平衡正向移动，Δp增大，若T2<T1，[n(SO2)∶n(Cl2)]≥1∶l，Δp在T2温度下随进料比变化的大致图像为。 4.（2025济宁名校联盟12月） 乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷制乙烯涉及的相关反应如下： 反应I：；反应Ⅱ：。 （1）298K时，反应历程如图1所示。已知在标准压强下，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号表示。部分物质的如图2所示。的标准摩尔生成焓为0。 该反应的决速步骤为______(填“反应a”或“反应b”)。图2中_______，反应Ⅱ的_______。 （2）已知反应I：的速率方程为，，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为各组分分压。 ①在实际生产中，t℃时，向恒容密闭容器中通入C2H6(g)和N2 (作稀释剂，不参与反应)，测得容器总压和转化率α随时间变化的结果如图。起始时n(C2H6)：n(N2) =______；平衡时______；k正/k逆 ______。 ②下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C2H4(g)的反应速率的是_______(填标号)。 a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂 d．适当增大C2H6(g)浓度 （3）电催化乙烷催化脱氢制乙烯。利用质子传导型固体氧化物电解池也可实现乙烷制乙烯。乙烷在电极上直接电催化裂解为乙烯，同时质子经电解质“抽取”至另一极与CO2反应生成CO，阳极的电极方程式为_______。 【答案】（1） ①. 反应a ②. -86 ③. （2） ①. ②. ③. 45 ④. a （3） 【解析】 【小问1详解】 由图1可知，反应a的活化能为+80.8kJ/mol-(-104.1kJ/mol)=184.9kJ/mol，反应b的活化能为+185.2kJ/mol-(+54.5kJ/mol)=130.7kJ/mol，反应的活化能越大、反应速率越慢，为反应的决速步骤，则该反应的决速步骤为反应a；由图1可知，反应ⅠC2H6(g)C2H4(g)+H2(g)的∆H1=+139kJ/mol，∆H1=生成物的标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和=53kJ/mol+0kJ/mol-xkJ/mol=+139kJ/mol，解得x=-86；反应Ⅱ的∆H2=2×53kJ/mol+2×(-241.8kJ/mol)-2×(-86kJ/mol)-0kJ/mol=-205.6kJ/mol； 【小问2详解】 ①由图可知，起始C2H6(g)和N2(g)的总压强为100kPa，平衡时C2H6(g)的转化率为75%，总压强为为115kPa；设起始C2H6(g)、N2物质的量分别为m mol、n mol，列三段式：，在恒温恒容容器中，气体压强之比等于气体分子物质的量之比，则，解得m:n=1:4，即起始时n(C2H6) :n(N2)=1:4，起始C2H6、N2的压强依次为20kPa、80kPa；平衡时C2H4的物质的量分数为，平衡时p(C2H4)=115kPa×=15kPa；同理可计算出平衡时p(C2H6)=5kPa、p(H2)=15kPa，平衡时正、逆反应速率相等，则k正×5=k逆×15×15，k正=45k逆，； ②a．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C2H4(g)的反应速率，a符合题意； b．增大压强能增大生成C2H4(g)的反应速率，但平衡逆向移动，反应物的平衡转化率减小，b不符合题意； c．加入催化剂，能增大生成C2H4(g)的反应速率，但平衡不移动，反应物的平衡转化率不变，c不符合题意； d．适当增大C2H6(g)的浓度，能增大生成C2H4(g)的反应速率，虽然平衡向正反应方向移动，但反应物的平衡转化率减小，d不符合题意； 故答案选a； 【小问3详解】 利用质子传导型固体氧化物电解池也可实现乙烷制乙烯，乙烷在电极上直接电催化裂解为乙烯，同时质子经电解质“抽取”至另一极与CO2反应生成CO，阳极上发生失电子的氧化反应，故阳极上C2H6发生失电子的氧化反应得到C2H4，阳极的电极方程式为C2H6-2e- = C2H4+2H+。 5. （郑州2025年三测）甲烷干重整反应是实现甲烷和二氧化碳转化为合成气(和)的重要途径。该重整反应体系主要涉及以下反应： I. (主反应) II. (副反应) III. (副反应) IV. (副反应) （1）已知和的燃烧热分别为、，则_______。 （2）上述反应体系在建立平衡后改变下列条件，保持其他条件不变，下列说法正确的是_______。 A. 缩小容器体积，反应III的平衡可能发生移动 B. 移去部分，反应II C. 降低温度，反应IV增大，减小 D. 反应I使用高效催化剂时，不变(Ea和Ea′分别代表反应I的正、逆反应活化能) （3）反应I、II、IV的与温度倒数的关系如下图所示[为标准平衡常数，对于反应，，其中，、、、为各组分的平衡分压］。 在温度下、原料组成为、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时的分压为，则=_______，的平衡转化率为_______(用含x的代数式表达)。 （4）可用作甲烷干重整反应的催化剂。研究人员运用密度泛函理论分析得到，晶体氧空位多少不同时，部分反应历程中的基元反应的能量变化如下图所示。据此判断，当氧空位越_______时(填“多”或“少”)，越有利于反应进行；判断理由是_______。 （5）向晶体(属于立方型)中掺杂钐离子可产生氧空位，占据部分的位置，氧空位位于部分的位置，如图所示。 ①晶胞参数为540pm，则距离最近的和之间的距离为_______pm。 ②若掺杂后，晶体中与的个数比为9：1，则空缺率为_______(空缺率为空位数占未产生空位时总数的百分比)。 【答案】（1）172.5 （2）AD （3） ①. 100kPa ②. （4） ①. 多 ②. 氧空位多，各步基元反应所得到产物能量低，反应易于发生 （5） ①. (或233.82) ②. 2.5% 【解析】 【小问1详解】 由和的燃烧热分别为、，可得V.、VI.，由方程式可知，，故答案为：； 【小问2详解】 A．缩小容器体积，反应I和Ⅱ逆向移动，Ⅳ平衡正向移动，则CO、H2的浓度减小，CO2、H2O的浓度增大，可能导致Ⅲ中，平衡可能发生移动，故A正确； B．移去部分，不影响平衡，则反应II，故B错误； C．降温，反应IV、均减小，故C错误； D．，使用催化剂，反应的不变，则不变，故D正确； 故选AD； 【小问3详解】 ，由（1）可知，、、，且，所以曲线a、b、c分别代表反应Ⅳ、反应Ⅱ、反应I的与温度倒数的关系；时，，则，所以kPa；体系达到平衡时的分压为，则，，开始时，，故，，故答案为：100kPa；； 【小问4详解】 由图可知，氧空位越多，各步生成的物质能量越低，越稳定，越有利反应的进行，故答案为：多；氧空位多，各步基元反应所得到产物能量低，反应易于发生； 【小问5详解】 ①最近的和之间的距离为体对角线的，所以距离为 pm； ②设掺杂后晶体的分子式为CexSmyOz，则x:y＝9:1，x＝9，y＝1，若未掺杂，应有氧原子，掺杂后，由元素的化合价代数和为0可知，则空缺率为。 6. （2025山西二模）变化观念与平衡思想不仅在化学变化中得以体现，在诸如物态变化、溶解、萃取、晶体相变中也存在着可以通过类比化学平衡来进行解释和预测的平衡过程。回答下列问题： Ⅰ．一定温度下，液态水与气态水之间达成平衡： ，平衡时的分压称为该温度下水的饱和蒸气压。 （1）25℃、101 kPa下，部分化学键键能数据如下： 化学键 （氧气） 键能/（） 436 498 463 根据以上数据估算反应 ________。 （2）如图是水、乙醚（）、THF（四氢呋喃）的饱和蒸气压随温度变化的图像。结合平衡移动原理分析饱和蒸气压（p）随温度（t）升高而升高的原因：________。 Ⅱ．一定温度下，气体A溶于溶剂时可达成平衡：，A在其溶液表面的分压和其在溶液中的浓度的比值称为亨利常数。 （3）下列说法错误的是________（填标号）。 A. 在中的亨利常数大于在中的亨利常数 B. 对于一般气体，升高温度会减小 C. 向蒸馏水中通入可去除其中溶解的 D. 恒温下维持水溶液表面的分压，则溶液中的浓度不受pH的影响 Ⅲ．在一定温度下，溶质B在两种互不相溶的溶剂之间达成平衡：，两种溶剂中B的浓度之比称为其在溶剂2和溶剂1中的分配比。 （4）室温下，HCN在苯中和水中的亨利常数分别为、，则HCN在水和苯中的分配比________，HCN、苯中碳原子的杂化轨道类型分别是________、________。 Ⅳ．两种晶型的Sn之间存在平衡：，该转变的自由能变（）与温度（t）的关系如下图所示。 它们的晶胞结构及晶胞参数如下表所示： 晶型 （立方金刚石结构） （A、B、C、D均在面上） 晶胞 晶胞参数 a pm，a pm，a pm，，， b pm，b pm，c pm，，， （5）在________（填“>”“<”或“=”）13.2℃下，会自发转变成，转变后晶体的密度变为原来的________倍（用题中小写字母表示）。 【答案】（1）-570kJ/mol （2）液体气化是吸热过程，温度升高，平衡向气化方向移动，则平衡时蒸气压升高 （3）AB （4） ①. 4 ②. sp ③. sp2 （5） ①. < ②. 【解析】 【小问1详解】 反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，则①的焓变为，结合②，由盖斯定律，①-2×②得-570kJ/mol； 【小问2详解】 液体气化是吸热过程，温度升高，平衡向气化方向移动，则平衡时蒸气压随温度升高而升高； 【小问3详解】 A．氨分子和水分子形成氢键，导致氨气在水中溶解度远大于氢气在水中溶解度，则在中的亨利常数小于在中的亨利常数，错误； B．对于一般气体，升高温度，气体在溶剂中的溶解度减小，则会减小增大，错误； C．氮气在水中溶解度小于氧气，可以置换溶解在水中的氧气，则向蒸馏水中通入可去除其中溶解的，正确； D．受温度影响，温度不变，不变，则恒温下维持水溶液表面的分压，硫化氢的溶解度不会发生变化，溶液中的浓度不受pH的影响，正确； 故选AB； 【小问4详解】 由题意，；HCN分子中C原子的价层电子对数为，C原子采用sp杂化；苯环中每个碳形成3个σ键，无孤对电子，价层电子对数为3，为sp2杂化； 【小问5详解】 两种晶型的Sn之间存在平衡：，的反应能自发进行，结合图示在<13.2℃下，会自发转变成；中据“均摊法”，晶胞中含个Sn，则晶体密度为；中据“均摊法”，晶胞中含个Sn，则晶体密度为；则转变后晶体的密度变为原来。 7. （2025安徽六安一中模拟）常用作脱硝催化剂，采用共沉淀法等比掺入金属后，催化剂的脱硝性能及抗硫中毒性能会发生改变。烟气脱硝主要副产物为，主反应如下： 反应I：； 反应II： （1）已知：。则___________。 （2）某条件下对于反应I，，，k正、k逆为速率常数。升高温度时，k正增大m倍，k逆增大n倍，则m___________ n(填“>”“<”或“=”)。 （3）将模拟烟气按一定流速通到催化剂表面，不同温度下气体出口处测定相关物质浓度，得出NO的转化率、的选择性、的生成量随温度变化关系如下图。 ①选择时，温度高于260℃时NO转化率下降的原因为___________。 ②综合分析，该脱硝过程应选择的最佳催化剂中M为___________。 ③选用合适催化剂还能抑制催化剂表面出现NH4HSO4结晶现象，结晶会导致___________。 （4）273℃，P0kPa下，向恒温恒压密闭的容器中(假设仅发生反应I、II)通入4molNH3、4molNO、2molO2。 ①下列选项不能说明反应I、Ⅱ均达到化学平衡状态的是___________。 A．混合气体的平均摩尔质量保持不变 B．n(NH3)∶n(NO)保持不变 C．有1molN-H键断裂的同时，有键断裂 D．NO的分压保持不变 ②达到平衡后测定O2转化率为30%，体系中NH3为1.2mol。则NO的转化率为___________，反应I的Kp=___________(写出计算式即可)(分压=总压×物质的量分数)。 【答案】（1）-1838 （2）< （3） ①. 催化剂活性下降(或副反应增多) ②. W0.15MnCeTiOx ③. 结晶覆盖活性位点，降低催化剂活性或催化剂中毒 （4） ①. C ②. 75% ③. 【解析】 【小问1详解】 已知，结合反应II：，依据盖斯定律，推知，所以a=-1838kJ/mol； 【小问2详解】 反应I正向为放热反应，逆向为吸热反应，升高温度，逆反应速率增大的更多，故m<n； 【小问3详解】 ①选择时，180℃~260℃ NO转化率逐渐增大，温度高于260℃时转化率下降，可能是温度过高，催化剂的活性下降，也可能是副反应增多； ②结合图片，可知W0.15MnCeTiOx在温度相对较低时催化效率高，NO的转化率较高、的选择性高、的生成量相对较高，故最佳催化剂为W0.15MnCeTiOx； ③催化剂表面出现NH4HSO4结晶，晶体会覆盖活性位点，降低催化剂活性或催化剂中毒，催化活性降低； 【小问4详解】 ①A．反应I、II前后气体系数和不相等，且均为气体，反应过程中混合气的总质量保持不变，但混合气的物质的量改变，故当混合气体的平均摩尔质量保持不变时，反应I、II达到平衡，A正确； B．反应I、II中，参加反应的n(NH3)∶n(NO)不同，当n(NH3)∶n(NO)保持不变时，则n(NH3)、n(NO)不再改变，反应达到平衡，B正确； C．反应I中有12molN-H键断裂同时，有键断裂时反应达到平衡，反应II中，当有12molN-H键断裂的同时，有键断裂时反应达到平衡，C错误； D．NO的分压保持不变，则体系中NO的浓度不再改变，反应I、II达到平衡，D正确； 故选C。 ②反应开始时通入4molNH3、4molNO、2molO2，达到平衡后测定O2转化率为30%，体系中NH3为1.2mol，则参加反应的O2为0.6mol，参加反应的NH3为2.8mol，产物只有水和氮气，根据氢元素守恒，生成水的物质的量为：2.8mol×3÷2=4.2mol，根据O元素守恒可知，NO需提供O元素的物质的量为：4.2mol-0.6mol×2=3mol，所以参加反应的NO的物质的量为3mol，生成N2的物质的量为：2.9mol，NO的转化率为：3mol÷4mol×100%=75%； 反应I的Kp 表达式为：， ， ， ， ， 所以 8. （2025四川内江三模）某小组用阿司匹林（）制备阿司匹林铜（，）并测定纯度，部分实验装置如图1（夹持装置略），制备流程如图2所示。 回答下列问题： （1）仪器X的名称为_____；球形冷凝管的进水口是_____（填“a”或“b”）。 （2）与分液漏斗相比，仪器Y的优点是_____；仪器Y中甲醇的作用为_____。 （3）“纯化”含重结晶过程，粗产品在加热条件下用“乙醇——水”混合溶剂溶解，加入适量脱色剂进行脱色和吸附杂质，趁热过滤，将滤液缓慢冷却，阿司匹林铜逐渐结晶析出。 ①加热方式应为_____。 ②脱色剂可选择_____。 ③趁热过滤的目的是_____。 （4）该实验中阿司匹林铜的产率为_____。 （5）阿司匹林铜纯度测定可用碘量法滴定，用一定浓度的溶液作标准液。接近滴定终点时，向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作为_____（填字母标号）。 【答案】（1） ①. 三颈烧瓶 ②. a （2） ①. 使漏斗内压强与三颈烧瓶中压强一致，液体能顺利滴下（或更易控制滴液速度、减少液体残留） ②. 作反应溶剂，使反应物充分接触 （3） ① 水浴加热 ②. 活性炭 ③. 除去不溶性杂质，减少产品析出 （4）90.0% （5）D 【解析】 【分析】本题为常见有机物制备类是实验题，用阿司匹林制备阿司匹林铜，为了使两者接触更加充分，同时加入了甲醇，同时为了使反应物充分反应，使用了球形冷凝管冷凝回流，反应完得到粗产品，经过纯化得到最终产品，以此解题。 【小问1详解】 由图可知，仪器X的名称为三颈烧瓶；为了达到较好的冷凝效果，应该从下端进水，则球形冷凝管的进水口是a；故答案为：三颈烧瓶；a； 【小问2详解】 仪器Y和分液漏斗相比有一个恒压管，可以保证液体顺利留下，则仪器Y的优点是使漏斗内压强与三颈烧瓶中压强一致，液体能顺利滴下（或更易控制滴液速度、减少液体残留）；该反应中醋酸铜为无机物，阿司匹林为有机物，两者接触不充分，而甲醇既可以溶解阿司匹林又可以溶解醋酸铜，即仪器Y中甲醇的作用为：作反应溶剂，使反应物充分接触； 【小问3详解】 ①由于溶解时使用了“乙醇－水”混合溶剂溶解，其中乙醇容易挥发，需要控制加热温度不能太高，则加热方式应为：水浴加热； ②活性炭具有较大的表面积，可以吸附色素，故脱色剂可选择活性炭； ③根据题中信息可知，阿司匹林铜的溶解度随着温度升高而增大，为了减少产品损失可以趁热过滤，故趁热过滤的目的是：除去不溶性杂质，减少产品析出； 【小问4详解】 结合方程式可知，2~，则产品的理论产量m=，则其产率=； 【小问5详解】 溶液显碱性，应该用碱式滴定管，加入半滴的操作是：将滴定管的旋塞稍稍转动， 使半滴溶液悬于管口，将锥形瓶内壁与管口接触，使液滴流出，并用洗瓶以纯水冲下，故选D。 8. （2025 哈三中三模）合成氨是人类科学技术的重大突破，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 （1）已知合成氨反应中每生成，放出46.07 kJ热量，请写出合成氨的热化学方程式__________。 （2）关于合成氨工艺的理解，下列正确的是________。 A. 合成氨工业中，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 B. 根据勒夏特列原理，合成氨宜采用400～500℃高温 C. 及时补充和，使反应物保持一定浓度，有利于合成氨的反应 D. 恒温恒容条件下，等物质的量的和投入装置内反应，当的体积分数不变时，可以判断反应达到平衡状态 （3）为了显著提高传统金属催化剂在温和条件下的合成氨性能，中科院大连化学物理研究所科研团队构筑了“过渡金属—LiH”双活性中心催化体系，其反应过程分为以下三步（*表示催化剂的活性位点），据此写出②的化学方程式。 ①。 ②____________。 ③。 （4）常用于烟气中的脱硝，反应如下： 反应I． 反应Ⅱ． ①某条件下对于反应I，，，、为速率常数。升高温度时，增大a倍，增大b倍，则a________b（填“>”、“<”或“=”）。 ②当温度为273℃，在恒容密闭的容器中，发生上述两个反应。通入、NO、的物质的量比为，初始压强为，达到平衡后测定NO的逃逸率为25.0％（NO逃逸率），。则氨气的转化率为________％（结果保留3位有效数字），反应I的________（写出含的计算式即可）。 （5）将一定比例的、和NO的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中，反应相同时间，NO的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。解释在50～150℃范围内随温度升高，NO的去除率迅速上升的主要原因是__________。 【答案】（1） （2）AC （3） （4） ①. < ②. 65.0 ③. （5）在50～150℃范围内，温度升高，反应速率加快（催化剂M活性随温度升高而增大，使NO去除反应速率迅速增大）（其他合理答案也可） 【解析】 【小问1详解】 合成氨反应中每生成即lmol，放出46.07 kJ热量，合成氨的热化学方程式； 【小问2详解】 A．合成氨工业中，原料气必须经过净化，防止混有的杂质使催化剂“中毒”，A正确； B．高温虽然反应速率加快，但合成氨的反应为放热反应，高温平衡逆移，产率减小，B错误； C．及时补充和，增大反应物浓度，平衡正移，有利于合成氨的反应，C正确； D．恒温恒容条件下，等物质的量的和投入装置内反应，氮气的体积分数为定值50%，当的体积分数不变时，不可以判断反应达到平衡状态，D错误； 答案选AC。 【小问3详解】 设为反应④，①，③，④-③2-①得反应②； 【小问4详解】 ①，反应Ⅰ为放热反应，升高温度平衡逆向移动K减小，故a<b； ② ，，，氨气的转化率为； ； 【小问5详解】 在50～150℃范围内，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快或催化剂M活性随温度升高而增大，使NO去除反应速率迅速增大。 9.（2025四川内江三模） 深入理解大气中NO2和SO2等转化机制和相互作用规律，可以建立更准确的大气化学模型，为制定有效的环境保护政策和措施提供科学依据。其中涉及的主要反应如下： I． Ⅱ． 回答下列问题： （1）在标准状态(298K，101kPa)下，由指定单质生成纯化合物时的反应焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓。下列几种物质的标准摩尔生成焓如表所示： 物质 标准摩尔生成焓（kJ/mol） -296.8 -395.7 则∆H2=_____。 （2）下列描述正确的是_____（填字母标号）。 A. 在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅱ，若压强不变，能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态 B. 在恒温、恒容密闭容器中充入一定量的NO、SO2、O2，发生上述反应，混合气体密度不随时间变化表示两反应均达到化学平衡状态 C. 恒温条件下，增大SO2的浓度能使反应Ⅱ的平衡正向移动，化学平衡常数增大 D. 反应I的△H＜0，ΔS＜0，该反应在低温下自发进行 （3）在某温度下，将0.2molNO、0.2molSO2和0.1molO2通入某恒压密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，SO2、SO3的物质的量和O2的转化率随压强变化曲线如图所示。 ①表示O2转化率变化的曲线标号是_____。 ②SO2平衡转化率随压强的增大而_____（填“增大”“减小”或“不变”），原因是_____。 ③当压强为100kPa时，平衡时NO2的体积分数为_____（保留三位有效数字）。反应I的平衡常数Kp的计算表达式为_____。 【答案】（1）-41.8kJ/mol （2）AD （3） ①. ⅱ ②. 增大 ③. 加压使反应I平衡正向移动，造成NO2体积分数增大，从而导致反应Ⅱ平衡正向移动 ④. 14.3% ⑤. 【解析】 【小问1详解】 由表中物质的标准生成焓，可求出∆H2=(-395.7 kJ/mol)+(+90.3 kJ/mol)-(+33.2 kJ/mol)-( -296.8 kJ/mol)=-41.8kJ/mol。 【小问2详解】 I． Ⅱ． A．反应Ⅱ的反应前后气体分子数相同，且反应放热，在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅱ，在反应进行过程中，温度不断发生改变，则压强不断发生改变，若压强不变，能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态，A正确； B．在恒温、恒容密闭容器中充入一定量的NO、SO2、O2，发生上述反应，混合气体的质量始终不变，则密度不随时间而发生变化，所以当密度不变时，两反应不一定达到化学平衡状态，B不正确； C．恒温条件下，增大SO2的浓度能使反应Ⅱ的平衡正向移动，但由于温度不变，所以化学平衡常数不变，C不正确； D．反应I的△H＜0，ΔS＜0，△H-TΔS＜0自发进行，该反应在低温下自发进行，D正确； 故选AD。 【小问3详解】 在某温度下，将0.2molNO、0.2molSO2和0.1molO2通入某恒压密闭容器中发生上述反应。随着反应的进行，SO2的物质的量不断减小，SO3的物质的量不断增大，且二者的物质的量之和为0.2mol，O2的转化率不断增大，则曲线ⅲ表示SO2的物质的量，曲线ⅰ表示SO3的物质的量，曲线ⅱ表示O2的转化率。 ①由分析可知，表示O2转化率变化曲线标号是ⅱ。 ②反应I的气体分子数大于生成物的气体分子数，反应Ⅱ的气体分子数等于生成物的气体分子数，则加压时两反应I平衡发生正向移动，生成二氧化氮使其浓度增大，反应Ⅱ平衡由于二氧化氮浓度增大，平衡右移移动，所以SO2平衡转化率随压强的增大而增大，原因是：加压使反应I平衡正向移动，造成NO2体积分数增大，从而导致反应Ⅱ平衡正向移动。 ③当压强为100kPa时，n(SO2)=n(SO3)=0.1mol，O2的转化率为80%，则可建立如下三段式： 平衡时混合气的总物质的量为0.04mol+0.02mol+0.3mol+0.06mol=0.42mol，平衡时NO2的体积分数为≈14.3%。反应I的平衡常数Kp的计算表达式为。 【点睛】温度一定时，尽管压强改变使平衡发生了移动，但平衡常数仍保持不变。 10. （山东名校联盟12月）钙及其化合物在生产、生活中的应用非常广泛。碳酸钙可用于煤燃烧时的脱硫。实验室模拟碳酸钙脱硫时，发生如下反应： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 已知：：用平衡分压代替平衡浓度计算；分压=总压×物质的量分数。 回答下列问题： （1）反应Ⅳ： ___________(用含a、b、c计算式表示) （2）在的刚性容器中加入一定量的和混合气体，恒定温度为，起始压强为，发生上述反应，时测得体系有，则此时反应I的反应速率为___________(用含计算式表示)，再反应一段时间达平衡后，测得体系中总压为和体积分数分别为10%、20%，则体系中的物质的量为___________反应Ⅳ的___________。若继续向刚性容器中充入少量，再次平衡时将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）向刚性容器中加入一定量的和混合气体，发生反应I、Ⅱ、Ⅲ，测得与温度的关系如图所示，时整个反应体系已达平衡状态。 ①表示与温度关系的曲线是___________(填“a”或“b”)。 ②温度之后，曲线b随温度升高不再变化的原因是___________。 ③若起始时再多加，则A点将可能移向___________点(填标号)。 【答案】（1） （2） ①. ②. ③. ④. 不变 （3） ①. a ②. 反应I已将全部消耗完 ③. B 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，反应Ⅳ=2×I+2×Ⅱ+Ⅲ，，热化学方程式为： ； 【小问2详解】 根据总反应计算有： ，，，；再反应一段时间达平衡后，测得体系中总压为，总的物质的量为8×1.25=10mol，和体积分数分别为10%、20%，物质的量分别为1mol和2mol，CO2为10-1-2=7mol，即总共有7mol碳酸钙分解，与SO2结合的有5-1=4mol，则体系中的物质的量为7mol-4mol=3mol；反应Ⅳ的。若继续向刚性容器中充入少量，体系中CaO与SO2结合生成CaSO3，再次平衡时将不变； 【小问3详解】 ①碳酸钙分解为吸热反应，温度升高，产生二氧化碳的量增加，故曲线b为二氧化碳，曲线a为二氧化硫； ②T2后，碳酸钙已经完全消耗，产生二氧化碳的量不再增加； ③如果再多加，产生二氧化碳的量增加，A点将可能移向B点。 11.（2025陕西商洛二诊） 脱除烟气中、是保护环境的重要课题。回答下列问题： （1）炭粉还原法。 ①已知：反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (、均大于0)。 则的为___________(用含、的代数式表示)。 ②利用反应可减少在大气中的排放，一定温度下，在的恒容密闭容器中加入和，起始时容器内气体压强为，末时容器中的体积分数为，内___________；若达平衡时容器内气体压强为，则该温度下反应的化学平衡常数___________(用含与的代数式表示)。 （2）烟气中的的吸收处理是当前研究的热点。 ①还原吸收法： 工艺1：用尿素[]溶液直接吸收烟气中的转化为无污染物质的化学方程式为___________。 工艺2：先用氧化剂将中的氧化为，再用溶液还原吸收。与在某催化剂表面反应生成的过程中，在催化剂表面能形成被吸附的(用表示)，接下来的机理可能有两种： 机理1： 机理2： 上述两个反应均为基元反应。保持温度和的浓度不变，测得与在该催化剂作用下反应的初始速率与浓度的关系如图1所示。能合理解释图中曲线变化的机理为___________(填“机理1”或“机理2”)；判断的依据是___________。 ②选择性催化还原： 将一定比例的、和的混合气体，匀速通入装有催化剂的反应器中，反应相同时间，的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示。当反应温度高于时，的去除率迅速下降但氨氮去除率上升的原因除了催化剂活性下降，还可能是___________。 【答案】（1） ①. ②. ③. （2） ①. ②. 机理2 ③. 机理2认为反应速率与吸附量和吸附量有关：浓度较小时，增加，吸附量增大，反应速率加快，浓度较大时，增加，吸附量增大，吸附量减小，反应速率减慢 ④. 与反应生成了 【解析】 【小问1详解】 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： (、均大于0)，根据盖斯定律，反应Ⅱ减去反应Ⅰ得： 设转化的SO2的物质的量为x，可得三段式 5min时，混合气体的物质的量为，5min时容器内的CO2体积分数，解得，恒温恒容条件下，解得。5min时容器中S(g)的压强为，则SO2减少的压强也为，0~5min内，设平衡时SO2转化的物质的量为ymol，则平衡时SO2为(1.0-y)mol，CO2为y mol，S为y mol，气体的总物质的量为，已知达到平衡时容器内压强为，由 ，可得，； 【小问2详解】 用尿素溶液直接吸收烟气中可转化为无污染的CO2、N2和H2O，所以该反应的化学方程式为；由基元反应可知，保持温度和NO的浓度不变的条件下，机理1的反应速率与O吸附量有关，机理2的反应速率与O吸附量和NO吸附量有关，由图可知，氧气浓度增大，反应速率先增大后减小，说明O2浓度较小时，增加O2浓度，O吸附量增大，反应速率加快；O2浓度较大时，增加O2浓度，O吸附量增大，NO吸附量减小，反应速率减慢，所以能合理解释图中曲线变化的机理为机理2，高于380℃，去除率迅速下降的原因是催化剂失活或者副反应程度的增大（氨气和氧气反应），故答案为：与反应生成了。 12. （河南开封2025三检）氢能是理想清洁能源，其产业链由制氢和储氢组成。回答下列问题： 【制氢】 甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有： i． ii． iii． （1）________。 （2）恒温恒容的密闭容器中，假设只发生反应i，下列选项能表明反应i达到平衡状态的是________（填字母序号）。 a． b．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 c．容器内混合气体的密度不再变化 d．单位时间内，断裂键的同时生成键 （3）实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢，若只考虑反应iii，当合成气组成时，体系中的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。 ①图中的压强由大到小的顺序是________，理由是________。 ②温度为250℃、压强为时，该反应的平衡常数________（为用气体的物质的量分数表示的平衡常数，物质的量分数，保留两位有效数字）。 【储氢】 （4）催化储氢：在密闭容器中，向含有催化剂的溶液（与溶液反应制得）中通入生成，其离子方程式为。 ①下列有关说法正确的是________（填字母序号）。 a．这种储氢方式便于运输 b．储氢过程中被氧化 c．这种储氢方法有利于实现“碳中和” d．释氢过程中，每消耗放出的 ②其他条件不变，转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在80℃∼120℃范围内，催化加氢的转化率下降的原因可能是________（写出一条即可）。 【答案】（1） （2）b （3） ①. ②. 该反应为气体体积增大的反应，在相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，的平衡转化率减小 ③. 21 （4） ①. ac ②. 储氢过程放热，80℃∼120℃范围内升温平衡逆向移动；升温催化剂活性降低（一条即可） 【解析】 【小问1详解】 由盖斯定律可知，反应i+反应ii可得反应iiiCH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)，△H3=△H1+△H2=+49.4 kJ•mol-1； 【小问2详解】 a．v正(CH3OH)=2v逆(H2)，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，a不选； b．反应i是质量不变的反应，反应过程中容器内气体的物质的量增大，当容器内的混合气体的平均相对分子质量不再变化时，说明反应达到平衡，b选； c．该反应过程中气体总质量和总体积不变，容器内混合气体的密度是定值，当容器内混合气体的密度不再变化时，不能说明反应达到平衡，c不选； d．单位时间内，断裂3molC－H键的同时生成2molH－H键，都是正反应，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，d不选； 故选b。 【小问3详解】 ①该反应为气体分子数目增大反应，在相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，CH3OH的转化率减小，则图中的压强由大到小的顺序是p3＞p2＞p1； ②根据已知条件列出“三段式”，假设甲醇和水的起始物质的量为1mol，， 该反应的平衡常数Kx=。 【小问4详解】 ①a．这种储氢方式将气体变为液体，便于运输，a正确； b．储氢过程中氢气被氧化，被还原，b错误； c．这种储氢方法有利于实现“碳中和”，c正确； d．不确定是标况，不能确定氢气体积，d错误； 故选ac。 ②储氢过程放热，80℃~120℃范围内升温平衡逆向移动；升温可能超过催化剂活性温度，导致催化剂活性降低；温度升高分解，导致浓度降低，催化加氢的转化率下降。 13.（2025济宁名校联盟12月） 乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷制乙烯涉及的相关反应如下： 反应I：；反应Ⅱ：。 （1）298K时，反应历程如图1所示。已知在标准压强下，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号表示。部分物质的如图2所示。的标准摩尔生成焓为0。 该反应的决速步骤为______(填“反应a”或“反应b”)。图2中_______，反应Ⅱ的_______。 （2）已知反应I：的速率方程为，，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为各组分分压。 ①在实际生产中，t℃时，向恒容密闭容器中通入C2H6(g)和N2 (作稀释剂，不参与反应)，测得容器总压和转化率α随时间变化的结果如图。起始时n(C2H6)：n(N2) =______；平衡时______；k正/k逆 ______。 ②下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C2H4(g)的反应速率的是_______(填标号)。 a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂 d．适当增大C2H6(g)浓度 （3）电催化乙烷催化脱氢制乙烯。利用质子传导型固体氧化物电解池也可实现乙烷制乙烯。乙烷在电极上直接电催化裂解为乙烯，同时质子经电解质“抽取”至另一极与CO2反应生成CO，阳极的电极方程式为_______。 【答案】（1） ①. 反应a ②. -86 ③. （2） ①. ②. ③. 45 ④. a （3） 【解析】 【小问1详解】 由图1可知，反应a的活化能为+80.8kJ/mol-(-104.1kJ/mol)=184.9kJ/mol，反应b的活化能为+185.2kJ/mol-(+54.5kJ/mol)=130.7kJ/mol，反应的活化能越大、反应速率越慢，为反应的决速步骤，则该反应的决速步骤为反应a；由图1可知，反应ⅠC2H6(g)C2H4(g)+H2(g)的∆H1=+139kJ/mol，∆H1=生成物的标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和=53kJ/mol+0kJ/mol-xkJ/mol=+139kJ/mol，解得x=-86；反应Ⅱ的∆H2=2×53kJ/mol+2×(-241.8kJ/mol)-2×(-86kJ/mol)-0kJ/mol=-205.6kJ/mol； 【小问2详解】 ①由图可知，起始C2H6(g)和N2(g)的总压强为100kPa，平衡时C2H6(g)的转化率为75%，总压强为为115kPa；设起始C2H6(g)、N2物质的量分别为m mol、n mol，列三段式：，在恒温恒容容器中，气体压强之比等于气体分子物质的量之比，则，解得m:n=1:4，即起始时n(C2H6) :n(N2)=1:4，起始C2H6、N2的压强依次为20kPa、80kPa；平衡时C2H4的物质的量分数为，平衡时p(C2H4)=115kPa×=15kPa；同理可计算出平衡时p(C2H6)=5kPa、p(H2)=15kPa，平衡时正、逆反应速率相等，则k正×5=k逆×15×15，k正=45k逆，； ②a．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C2H4(g)的反应速率，a符合题意； b．增大压强能增大生成C2H4(g)的反应速率，但平衡逆向移动，反应物的平衡转化率减小，b不符合题意； c．加入催化剂，能增大生成C2H4(g)的反应速率，但平衡不移动，反应物的平衡转化率不变，c不符合题意； d．适当增大C2H6(g)的浓度，能增大生成C2H4(g)的反应速率，虽然平衡向正反应方向移动，但反应物的平衡转化率减小，d不符合题意； 故答案选a； 【小问3详解】 利用质子传导型固体氧化物电解池也可实现乙烷制乙烯，乙烷在电极上直接电催化裂解为乙烯，同时质子经电解质“抽取”至另一极与CO2反应生成CO，阳极上发生失电子的氧化反应，故阳极上C2H6发生失电子的氧化反应得到C2H4，阳极的电极方程式为C2H6-2e- = C2H4+2H+。 14. （河南郑州2025第一次质量预测）加氢合成，作为燃料可实现碳循环的闭合。 （1）加氢合成涉及以下两个反应： 反应I： 反应Ⅱ： 已知部分化学键的键能如下； 化学键 键能/ 436 413 467 803 614 1072 反应： _______。 （2）在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时测得含碳物质()的体积分数随温度的变化如图所示。 ①温度由350℃～540℃升高时，体积分数______(填“增大”或“减小”)，原因是_____。 ②N点时，反应Ⅰ的化学平衡常数_______(保留2位有效数字)。 （3）将传统燃烧发动机中的原料更换为和，其主要反应原理如图所示(图中cat。代表催化剂)。 ①反应①的化学反应方程式为_______。 ②与传统燃烧发动机相比，该发动机的优点为_______(写出2条)。 【答案】（1） （2） ①. 减小 ②. 反应Ⅱ为放热反应，温度升高化学平衡向左移动，的体积分数减小 ③. 0.27 （3） ①. ②. 减少二氧化碳排放、节省化石能源、不产生氮氧化合物污染气体等 【解析】 【小问1详解】 根据反应物总键能-生成物总键能 ，反应中，反应物总键能为，生成物总键能为，则； 【小问2详解】 ①根据反应物总键能-生成物总键能 ，反应Ⅱ：中，，反应Ⅱ为放热反应，温度升高化学平衡向左移动，的体积分数减小； ②由图可知，N点时，和CO在含碳物质的体积分数相等，均为14%，在恒容条件下，按投料比进行反应，设，则可得平衡时，，由反应Ⅱ：可知，消耗的，消耗的，生成的，由反应I：，可知生成的，生成的，消耗的，则平衡时、、、，，反应Ⅰ的化学平衡常数； 【小问3详解】 ①由图知，反应①的化学反应方程式为； ②从反应原理看，传统燃烧会释放加剧温室效应，此发动机利用参与反应，减少二氧化碳排放、节省化石能源、不产生氮氧化合物污染气体等 15. (江苏常州联盟校12月)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）甲烷水蒸气重整制氢： ①总反应： ΔH>0能自发进行的条件是___________。 A．低温 B．高温 C．任意温度 D．无法判断 ②下列措施中一定能提高H2平衡产率的是___________。 A．选择合适的催化剂 B．降低温度 C．升高温度 D．恒温恒压下通入气体Ar （2）工业上利用甲醇和水蒸气可制备氢气。 Ⅰ．电解法制氢：甲醇电解可制得H2，其原理如图所示。 ①阳极的电极反应式为___________。 Ⅱ．催化重整法制氢 ②已知： 反应1： 反应2： 则反应3： ___________ （3）硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料，25℃时NaBH4水解制氢生成Na[B(OH)4]。在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面部分反应机理如图所示。 ①写出NaBH4水解制氢的离子方程式___________。 ②其他条件不变，用D2O代替H2O，写出中间产物X的结构式：___________。 ③其他条件不变，催化剂Co2B中掺杂MoO3能提高制H2效率的原因是___________。 ④其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓度较大时，Na[B(OH)4]易以NaBO2形式结晶析出。) 分析NaBH4质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因___________。 ⑤NaBH4转化为NaBO2后，电解NaBO2溶液又可制得NaBH4，实现物质的循环利用，电解装置如图所示。 阴极上的电极反应式是___________。 【答案】（1） ① B ②. CD （2） ①. CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ ②. +49.4 （3） ①. +4H2O[B(OH)4]-+4H2↑ ②. ③. MoO3能吸附水分子并解离出H+，加快氢气的生成速率 ④. NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触(或催化剂活性下降)，制氢速率下降 ⑤. +8e-+6H2O=+8OH- 【解析】 【小问1详解】 ①总反应 ΔH>0即总反应是一个正反应为气体体积增大的吸热反应，即，故该反应能自发进行的条件是高温，故答案为：B； ② A．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，即选择合适的催化剂不能改变H2的平衡产率，A不合题意； B．由上述信息可知，该反应正反应是一个吸热反应，则降低温度化学平衡逆向移动，H2的平衡产率减小，B不合题意； C．该反应正反应是一个吸热反应，则升高温度化学平衡正向移动，H2的平衡产率提高，C符合题意； D．恒温恒压下通入气体Ar则容器体积增大，相当于反应体系压强减小，正反应是一个气体体积增大的方向，即平衡正向移动，H2的平衡产率提高，D符合题意； 故答案：CD； 【小问2详解】 ①由图可知，阳极甲醇失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+，故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+； ②由盖斯定律可知，反应1+2得到反应3：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH3=(90.6-41.2)kJ•mol-1=+49.4kJ•mol-1，故答案为：+49.4； 【小问3详解】 ①NaBH4与水反应生成Na[B(OH)4]和氢气，发生归中反应，其离子方程式为+4H2O[B(OH)4]-+4H2↑，故答案为：+4H2O[B(OH)4]-+4H2↑； ②根据图知，如果是H2O，得到的X为H2BOH，其他条件不变，用D2O代替H2O，中间产物X为H2BOD，X的结构式为，故答案为：； ③根据图知，其他条件不变，催化剂Co2B中掺杂MoO3，MoO3能吸附水分子并且解离水分子，导致提高制H2效率，故答案为：MoO3能吸附水分子并解离出H+，加快氢气的生成速率； ④图中是NaBH4含量对制氢速率的影响，NaBH4浓度较低时，催化剂表面活性位未被充分利用，催化剂性能未充分发挥，对制氢速率较低；NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触(或催化剂活性下降)，制氢速率下降，故答案为：NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触(或催化剂活性下降)，制氢速率下降； ⑤电解池阴极得电子发生还原反应，NaBO2得到电子生成NaBH4，电极反应式为+8e-+6H2O=+8OH-，故答案为：+8e-+6H2O=+8OH-。 16. （2025皖南八校三模）丁烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下由丁烷直接脱氢制取丁烯，也可以由丁烷催化氧化制备。下列是由丁烷制备丁烯过程中发生的有关热化学反应方程式： 直接脱氢Ⅰ 氧化脱氢Ⅱ 已知完全燃烧生成放出热量是242kJ。 （1）反应Ⅱ的______。 （2）在恒温恒压条件下由丁烷直接脱氢制取丁烯时，充入少量水蒸气，则丁烷的平衡转化率______（填“增大”“减小”或“不变”），原因是______。 （3）在温度下，分别向2L恒容密闭容器中加入和，起始压强为下，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，分别测得温度下恒容密闭容器中压强和丁烷转化率随时间变化如图所示。 ①______（填“>”“<”或“=”），理由是______。 ②在温度下恒容密闭容器中40min时达到平衡，则0~40min内平均反应速率为______。 ③温度下反应Ⅰ的______Pa[对于一般可逆反应，当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数可表示为]。 （4）丁烷在高温直接脱氢制取丁烯会发生裂解生成短链烃类的其他含碳化合物，下图为反应过程中的消耗量和的生产量随温度变化关系如图所示。 ①650K时，的选择性为______（的选择性）。 ②基于本研究结果，从温度的角度考虑，能提高选择性的措施是______。 【答案】（1） （2） ①. 增大 ②. 恒压条件下充入水蒸气，等效于减压也使平衡向正反应方向移动（或，充入少量水蒸气相当于给体系加热，反应正向移动） （3） ①. > ②. 因为温度下先达到平衡，因此 ③. 0.015 ④. （4） ①. 64.0% ②. 选择相对较低的温度 【解析】 【小问1详解】 完全燃烧生成放出热量是242kJ，该反应的热化学方程式：Ⅲ，根据盖斯定律可知，方程式2I+Ⅲ可得方程式II，=+=； 【小问2详解】 恒压条件下充入水蒸气，等效于减压使平衡向正反应方向移动(或，充入少量水蒸气相当于给体系加热，反应正向移动)，因此丁烷的平衡转化率增大； 小问3详解】 ①因为温度下先达到平衡，因此； ②在温度下恒容密闭容器中40min时达到平衡，达平衡时丁烷转化率为60%，根据三段式可计算如下： 的物质的量的变化量为，则内； ③在温度下恒容密闭容器中30min达到平衡，达平衡时丁烷转化率为80%，根据三段式可计算如下： 解得，(总) ；；； ； 【小问4详解】 550K时，的选择性。时，的选择性，750K时，的选择性，故选择相对较低的温度能够提高选择性。 17. （贵阳市2025届11月）研究一定环境下催化还原的反应原理对实现“碳中和”具有重要意义。回答下列问题： Ⅰ．在饱和水溶液环境中的一种催化还原反应： （1）已知：① ② ③ 请计算的溶解过程：___________。 Ⅱ．一定条件下，向恒容密闭容器中充入和在催化剂作用下发生反应：。反应体系中的平衡转化率与温度的关系如图所示。已知温度为时，反应进行达到平衡； （2）该反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。 （3）内平均反应速率___________；500K时，平衡常数___________(结果保留两位小数)。 （4）若充入和，则图1中的曲线会___________(填“上”或“下”)移。 （5）研究发现，在不同催化剂作用下，反应时的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是___________。 ①a点时，若，则反应已达到平衡 ②使用催化剂I时，d点一定达到平衡 ③与时对应的平衡常数： （6）分析c点转化率比a点低的原因，除平衡移动带来的影响外，还可能是___________。 【答案】（1）+3.8kJ/mol （2）放热 （3） ①. ②. 2.08 （4）下 （5）③ （6）催化剂的活性受温度的影响 【解析】 【小问1详解】 目标反应可由反应②+反应③-反应①得到，根据盖斯定律，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应途径无关。所以目标反应的为：将，，代入上式可得：； 【小问2详解】 由的平衡转化率与温度的关系图可知，随着温度升高，的平衡转化率降低。根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热方向移动，平衡转化率降低说明平衡逆向移动，所以逆反应是吸热反应，那么正反应为放热反应； 【小问3详解】 温度为500K时，的平衡转化率为60%，起始充入1mol，容器体积为2L，则的变化量。由三段式，，内平均反应速率；平衡常数； 【小问4详解】 若充入和，相对于原来和，的量增加，在相同温度下，的平衡转化率会降低，所以图中的曲线会下移； 【小问5详解】 ①：对于反应，达到平衡时，而时反应未达到平衡，①错误 ②：使用催化剂 I 时，d点之后转化率还在升高，说明d点反应未达到平衡，②错误； ③：由前面分析知反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，平衡常数减小，，所以，③正确； 故选③； 【小问6详解】 除平衡移动影响外，温度过高可能使催化剂活性降低甚至部分失活，导致催化效率下降，从而使c点转化率比a点低。 18. （重庆一中2025届5月)苯乙烯是一种重要的化工原料，工业上常采用乙苯为原料制得。 I．利用“乙苯直接脱氢”制备苯乙烯： 。 （1）该反应中，部分化学键的平均键能数据如下表： 化学键 键能 413 348 436 请计算_______。 （2）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混一定量的水蒸气进行反应。下，控制投料比分别为、、，乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图甲所示： ①图中的曲线是_______(填曲线标号)。 ②图中点的正反应速率和点的逆反应速率大小关系为_______(填“>”“<”或“=”)。 （3）一种提高乙苯转化率的催化剂一钯膜(只允许透过)反应器，其工作原理如图乙所示。 ①该系统中持续通入的作用为_______。 ②和下，一定量的乙苯通入无钯膜反应器，若乙苯的平衡转化率为40%，该反应的压强平衡常数_______；相同条件下，若换成“钯膜反应器”，乙苯的平衡转化率提高到50%，则出口a和b的氢气质量比为_______。 II．利用“氧化乙苯”制苯乙烯： 。其反应历程如下： (、表示乙苯分子中或原子的位置；、为催化剂的活性位点，其中位点带部分正电荷，、位点带部分负电荷) （4）键的极性：_______(填“>”或“<”)； （5）保持混合气体总压(p)等其他条件不变，的分压与乙苯转化率的关系如图所示，时，乙苯转化率下降的原因是_______。 【答案】（1）615 （2） ①. a ②. < （3） ① 及时将氢气从反应器中分离，提高乙苯转化率 ②. ③. （4）> （5）过多的占据了带部分负电荷的位点(催化剂的活性位点)，使得乙苯的脱除速率降低，乙苯转化率下降 【解析】 【小问1详解】 ∆H=反应物总键能-生成物总键能，反应物与生成物有部分相同的共价键，123kJ/mol=(2×413+348-x-436)kJ/mol，解得x=615； 【小问2详解】 ①100kPa下，n(乙苯)：n(H2O)分别按照1：1、1：4、1：9投料，总压相同，水蒸气量越多，乙苯的压强越小，则相当于减小反应体系的压强，平衡向体积增大即正向移动，转化率增大，则a曲线为1：9投料的曲线； ②图中M点和N点都是相同温度下的平衡点，其正反应速率等于逆反应速率，由于M点乙苯的起始分压小：n(乙苯)：n(H2O)按照1：9投料、且平衡转化率大，则M点乙苯的分压小于N点，压强越大，反应速率越快，因此＜； 【小问3详解】 ①该系统中持续通入，氮气出来的时带出了氢气，及时将氢气从反应器中分离，降低了氢气的浓度，使平衡正向移动，提高乙苯的转化率； ②设乙苯起始物质的量为1mol，通入无钯膜反应器转化率为40%，则平衡时n(乙苯)=0.6mol，n(苯乙烯)=0.4mol，n(H2)= 0.4mol，总物质的量为1.4mol。分压，，。压强平衡常数：(0.19p)；相同条件下，若换成“钯膜反应器”，反应的平衡常数相同，设乙苯起始物质的量为1mol，平衡时b出口逸出xmolH2，列三段式： 故压强平衡常数：，解得，则从a出口逸出H2的物质的量为，故出口a和b的氢气质量比为； 【小问4详解】 根据反应历程，催化剂中A位点带部分正电荷，对 α 位 C—H 键的电子云吸引作用更强，使得 α 位C—H键的极性更大。故>； 【小问5详解】 CO2的分压与乙苯转化率的关系如图3所示，p(CO2)＞14kPa时，乙苯转化率下降的原因是过多的CO2占据了带部分负电荷的B1位点，使得乙苯α－H的脱除速率降低，乙苯转化率下降。 19. （2025山西二联）研究合成对实现“碳中和”具有重要意义。在合适的催化剂存在时与制的过程一般含有以下3个反应。已知：。 Ⅰ．； Ⅱ． Ⅲ． （1）由大到小的顺序为______。 （2）向初始压强为5MPa恒压密闭容器中充入和发生反应Ⅰ和Ⅱ，测得的平衡转化率与、CO的选择性随温度的变化如图所示。 已知：选择性，X代表或CO。 ①下列能说明体系各反应均已达到平衡状态的是______（填字母）。 a． b．体系中物质的量保持不变 c．混合气体的平均摩尔质量保持不变 d．混合气体的密度保持不变 ②225℃时，选择性：S(CO)______（填“>”“<”或“=”）。 ，随着温度升高而增大的原因是______。 ③A点为，B点为，则270℃达到平衡的反应体系中的平衡转化率______（保留两位有效数字，下同），反应Ⅱ的______。 ④保持270℃时的恒容状态，向平衡体系中再按物质的量比为充入和，重新达到平衡，则的体积分数增大的原因是______。 【答案】（1） （2） ①. bcd ②. < ③. 温度高于225℃，容器中以反应Ⅱ为主，升温则反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度，所以的平衡转化率增大 ④. 21% ⑤. 0.032 ⑥. 恒温、恒容下，通入物质的量比为的和，相当于对体系增压，反应Ⅰ平衡右移，的体积分数增大 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，⁻¹，可得； 【小问2详解】 ①a．反应体系发生两个反应，所以只有，不能说明反应已达平衡状态，a错误； b．的物质的量保持不变，反应Ⅰ、Ⅱ已达平衡，CO、的物质的量不变，b正确； c．反应Ⅰ的气体分子数减少，反应Ⅱ的气体分子数不变，故平衡正向进行气体的总质量不变，总物质的量减小，混合气体的平均摩尔质量为变量，平均摩尔质量不变则反应均已平衡，c正确；  d．容器恒压，气体的总质量不变，容器的体积为变量，混合气体的密度也为变量，密度不变则反应均已平衡，d正确； ②低温时，有利于反应Ⅰ正向进行，的选择性大于CO的，而高温时，有利于反应Ⅱ正向进行，CO的选择性大于，二者在相等，故时，； 温度高于225℃，容器中以反应Ⅱ为主，升温则反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度，的平衡转化率增大； ③由，转化的，，即，即生成的，生成的，消耗的，； 反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，则； ④恒温、恒容下，通入物质的量比为的和，相当于对体系增压，反应Ⅰ的分子数减少，反应Ⅰ的平衡右移，的体积分数增大。 20．(24-25高三·广东广州·二模)水煤气变换是重要的化工过程，铁的氧化物可作为该反应的催化剂。 水煤气变换反应： (1)基态Fe原子价层电子的轨道表示式为 。 (2)使用作为反应催化剂，该反应分两步完成： 则 (用和表示)。 (3)科研小组研究了在两种不同催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如下图所示。其他条件相同时，下列说法正确的有___________(填字母)。 A．水煤气变换反应的 B．使用催化剂Ⅰ时，反应体系更快达到平衡。 C．催化剂Ⅱ条件下CO的平衡转化率比催化剂Ⅰ大 D．反应过程中，使用催化剂Ⅰ时中间产物所能达到的最高浓度更大 (4)科研人员研究了467℃和489℃时水煤气变换反应中和CO分压随时间变化关系如图1所示，催化剂为，实验初始时体系中的、。 ①489℃时，随时间变化关系的曲线是 (填“a”或“b”)。 ②467℃时反应在内的平均反应速率 (结果保留2位有效数字)。 (5)科研人员研究了温度和初始投料比对水煤气变换反应平衡状态的影响。已知：CO初始的物质的量恒定为。在527℃和784℃下，随的变化曲线如图2。 ①计算527℃时水煤气变换反应的平衡常数= 。(以分压表示，分压总压×物质的量分数，写出计算过程) ②721℃时，在密闭容器中将等物质的量的和混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中的物质的量分数范围是 (填字母)。 A．    B．    C．    D． 【答案】(1) (2) (3)AD (4) b 0.0078 (5) 4 B 【详解】（1） 基态Fe原子核外有26个电子，按照构造原理，其核外电子排布式为[Ar]3d64s2，按照洪特规则，价层电子3d上6个电子优先占据5个不同轨道，故价层电子的电子排布图为 ；故答案为：； （2）使用作为反应催化剂，该反应分两步完成： ① ② 根据盖斯定律，①+②得：=；故答案为：； （3）A.根据反应历程图可知，反应物能量高于生成物能量，水煤气变换反应的，A正确； B. 根据反应历程图可知，使用催化剂Ⅰ时，中间产物转化为产物基元反应的活化能高于使用催化剂II时，反应速率较小，使用催化剂Ⅰ时反应体系达到平衡所需时间大于使用催化剂II时，B错误； C. 催化剂不能使化学平衡发生移动，催化剂Ⅱ条件下CO的平衡转化率与催化剂Ⅰ条件下相同，C错误； D. 根据反应历程图可知，使用催化剂Ⅰ时，反应物转化为中间产物转基元反应的活化能低于使用催化剂II时，反应速率较大，使用催化剂Ⅰ时中间产物所能达到的最高浓度比使用催化剂II时更大，D正确； 故答案为：AD； （4）① 由图可知，a、b表示的是CO的分压，该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，CO分压增加，H2分压降低，故467℃时随时间变化关系的曲线是a；489℃时随时间变化关系的曲线分别是b；故答案为：b； ②467℃时随时间变化关系的曲线是a；反应在内的平均反应速率0.0078；故答案为：0.0078； （5）①根据在527℃和784℃下，随的变化曲线，因为反应的，所以T1为527℃，T2为784℃。由图2可得，T1温度下=1.0时，=2.0。因为初始投料，平衡时有，且有，则Kp=；故答案为：4； ②721℃时，在密闭容器中将等物质的量的和混合，采用适当的催化剂进行反应。可设和物质的量均为1mol，根据三段式： ， 平衡时体系中H2的物质的量分数=。527℃温度下=1.0时，=2.0，，解得，，平衡时体系中H2的物质的量分数=；784℃温度下=1.0时，=1.0，，解得，，平衡时体系中H2的物质的量分数=；由此可判断721℃时最终平衡时体系中H2的物质的量分数范围为；故答案为：B。 学科网（北京）股份有限公司 $