高考化学专题复习：化学反应原理

1、高考化学专题复习：化学反应原理1.合成气的生产和应用在化学工业中有极为重要的地位。回答下列问题：(1)利用合成气(主要成分co、CO2和H"在催化剂作用下合成甲醇，可能发生 的反应有：CO2(g)+3H2(g尸CH30H(g)+H9(g)AHi=-63kJmoH CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH2 CH30H(g 尸 CO(g)+2H?(g)AHs已知部分化学键键能数据如下表：化学键H=HC=OC-OO-H键能 (kJ*mol1)4368031076465则 AH3= kJmolL(2)工业上可用CHi-EO催化重整法制备合成气，其原理为：反应: CH4(g)+

2、H2O(g)=CO(g)+3H2(g)反应: CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)将1 molCH4(g)ffi 1 molEOQ)充入温度恒为298 K、压强恒为100kPa的密闭容 器中，发生反应口，不考虑反应口的发生。反应口中，正反应速率v产k正 xp(CH4)xp(H2O), p为分压(分压=总压x物质的量分数)。若该条件下k产4.5x10-4 kPas，当CH4分解率为20%时，v,产 kPas。(3) CO2和CH4在一定条件下反应也可制得合成气。在1.0L密闭容器中充入 1.0 mol CH,和 1.0 mol CO2,在一定条件下发生反应 CH4(g)+CO2(g

3、)2CO(g) + 2H2,测得CH,的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。比较压强大小：P1 P3o (填或”)若要提高CH4的平衡转化率，可采取的措施有, o (任写两条) 若p4=2.0MPa,则x点的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。(4)科学家设计了一种电解装置，能将甘油(C3H©3)和二氧化碳转化为甘油醛 (C3H603)和合成气，装置如下图所示。甘油酸, (c3h6os)-m催 / 足量N%CO?溶液甘油匚X (GHQ)，化 中:co2.HQ(g)催化电极b应与电源(填“正”或“负”)极相连。电解一段时间后，催化电极a附近的pH值将(填"增大”

4、“减小”或“不变) 用电极反应方程式解释原因：。当外电路转移2 mol e-时，生成的合成气在标况下的体积为 o2.燃煤烟气中的SO?是主要的大气污染物之一、氢气可用于还原二氧化硫，其 主要反应为：2H2(g) + SO2(g)Ols.v(g) + 2Hq(g)°X(1)用氢气进行脱硫的优点是 O(2)如图表示CO/AI2O3催化下，相同时间内、不同温度下的SCh的转化率。由 图可知该反应为放热反应，解释图中温度小于350匚时，转化率随温度升高而增 大的原因是。100 TIo o o O8 6 4 2(3)以CO/AI2O3作催化剂时氢气脱硫的过程由两步反应组成，过程如图1所示。结合

5、图1中的信息，写出第一步反应的化学方程式：O已知在反应过程中，过量的H2可发生副反应：H2(g)+lsx(g)-H2S(g),图2X中的两条曲线分别代表SO2的转化率或Sx的选择性随H2/SO2体积比的变化(Sx 的选择性：SO?的还原产物中Sx所占的百分比)，可推断曲线_(填"Li”或“L2”) 代表Sx的选择性，理由是(4)下表所示为压强对氢气脱硫反应的影响(已知：p(A)/Pn(A)/n实验P(SO2)/kPaP(H2) /kPaSO?起始速率xlO4mol-L1111氏起始速率SO?的平 衡转化 率113.326.71.903.7490.6226.626.72.264.43X

6、313.352.34.067.94y426.652.34.839.4196.2下列关于表中数据的分析中，不正确的是(填字母)a要想增大反应速率，增大SO2压强比增大氏压强更为有效 b.保持SO2/H2的比例不变，提高总压，SO?的平衡转化率增加 C.X与y的值都在90.6至96.2之间3. CO?引起的气候变化已经引起了全世界的关注，但同时CO?也是时持续的碳 资源，将CO2转化为高附加值的燃料或化学品不仅可以解决CO?的问题，还可 变废为宝得到有用的化学品。CO2加氢制甲醇是实现这一过程的理想选择之一、（I）CO2加氢制甲醇的化学方程式是:CO2（g）+3H2（g）-±CH30H（

7、1）+氏0（1） AH, 相关物质的燃烧热数据如下表所示：物质H2(g)CH3OH (1)燃烧热2kH (kJ-mor1)-284-726回答下列问题： AH=kJ-mor1320口时，将含CO2体积分数10%的空气与H?按体积比5： 2投入到密闭容器 中，同时加入催化剂发生反应（此时体系内各物质均为气态），测得初始时压强为 P，反应一段时间后达到平衡，测得CO2的平衡转化率为50%,则平衡时体系的 压强为,反应的平衡常数（用平衡分压代替平衡浓度计 算，分压=总压x物质的量分数）。（2）Fujta等学者开展了在CWZnO催化剂上进行CO2+H2合成甲醇机理的研究。 机理如下：回答下列问题：过程

8、3的化学方程式为 ；研究表明，过程3的活化能小但实际 反应速率慢，是控速步骤，导致该步反应速率小的原因可能是。A.氏0对该反应有阻碍作用B. CO2的存在削弱了同一吸附位上出的吸附C.温度变化导致活化能增大D.温度变化导致平衡常数减小ZnO也有催化作用，催化机理与Cu相似，CH3O-Zn与 反应可获得 CHsOHo（3）科学家设计了一种新的CO厂H2O可循环系统，可以实现温室气体的零排放, 同时也回避了 H?的难储存问题，装置如下：太阳光电解质回答下列问题：系统中的能量转化形式有 Ob电极上的电极反应式为,如果将电解质溶液换为KOH溶液，对 合成甲醇造成的不良后果是 o4 .乙苯催化脱氢生产苯

9、乙烯的反应：H2CH3(g)、一 催化刑CH=CH2(g) + H2(g)(l)t口下，将l.OOmol乙苯加入体积为1L的密闭容器中，发生上述反应。反应 时间与容器内气体总物质的量、总压强的数据如下表所示。时间/ min010203040总物质的量/mol1.00nin2113114总压强“00 kPa1.001.251.351.401.40«4=,平衡时乙苯的转化率为 o列式计算忆下该反应的平衡常数Kp = kPa。(J为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)(2)实际生产时反应在常压下进行，且向乙苯蒸气中掺入水蒸气。测得温度和 投料比M M=n(HQ)/n (乙苯)对乙苯

10、平衡转化率的影响如图所示。0062(图中A、B、C三点对应平衡常数大小顺序为 图中投料比（Ma、&、MQ的大小顺序为,理由是（3）其他条件相同，在甲、乙两种催化剂的作用下，乙苯转化率与温度的关系 如图所示。在甲催化剂的作用下，图中N点处（对应温度为320n乙苯的转化率 _（填“可能是"一定是”或“一定不是”）该温度下的平衡转化率。高于320口时，乙 苯的转化率降低的原因可能是5 .氮和硫的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理，对于消 除环境污染有重要意义。（1）2NO（g）+O2（g） U2NO2（g）的反应历程由两步基元反应组成，相关信息如下 （E为活化能，v

11、为反应速率，k为速率常数）：2NO(g) -JN2O2(g)£i=82kJ/mol v=h/(NO)N2O2 (g)> 2NO(g) £，.i=205kJ/molN2O2(g)+O2(g)2NO2(g)£2=82kJ/mol v=foc(N2O2)c(O2)2NO2(g)> N2O2(g) +O2(g).2=72kJ/molv=2c2(NO2)则2NO(g) UN2O2® aHi=kJ mol,其平衡常数K与上述速率常数左1、k-1 的关系式为 K=o 2NO(g)-O2(g) U2NO2® 由 kJ mol。(2)已知反应NCh(

12、g)+SO2(g) UNO(g)+SO3(g) »<(),某研究小组研究不同温 度八匚、不匚下的平衡态中1叩(NO?)和1空(SO3)两个压强对数的关系如图所示， 实验初始时体系中的p(NO2)和p(SCh)相等、p(NO)和以SO3)相等。a、b两点体系压强n与0b的比值乙=;同一温度下图象呈线性变化Pb的理由是。温度为T1时化学平衡常数&=, 71 A(填或者"=”)。6 .氨是世界上产量最多的无机化合物之一，用途广泛。(1)已知：氨在纯净的氧气中燃烧：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)AZfakJmol1氨催化氧化：4NH3(g)

13、+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) FBbkJ mol则 4NH3(g)+6NO®=5N2(g)+6H2O(g)的 3= kJ mol(用含 a、b 的代数式表 示)。(2)氨气可与甲烷制备氢氟酸(HCN)。保持恒温，在体积为10L的刚性密闭容 器中发生反应：NH3(g)+CH4(g)=HCN(g)+3H2(g) 必>0,各物质的物质的量随 时间变化如表所示：时间/min02ti3fl4n7?(NH3)/niol4z2.0n(CH4)/mol42.07;(HCN)/mol00.977（H2）/mol4.5®z=, 0 riniin 内，平均反应速率】但2）=

14、mol-L'niin'1.可判断该反应达到平衡状态的是（填标号）。A.容器内压强不再变化B.混合气体的平均相对分子质量不再变化C.混合气体的密度不再变化D.反应的A2/不再变化若起始压强为P°kPa,则在该温度下反应达到化学平衡状态时，容器内的压强 为 kPa（用含夕。的代数式表示）。达到化学平衡状态后保持温度、体积不变,向容器中再充入lmolNH3（g）、ImolHCN（g）,则平衡（填“正向移动”、“逆向 移动”或“不移动”）。由实验得到y（NH3）WNH3）的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度后， 反应重新达到平衡，则x点将移动到图中的 点（填字母）。（3）

15、垃圾渗透液中常含有钱盐，一种利用NH3和酸性垃圾渗透液发电的装置如 图所示。工作一段时间后X电极周围溶液的pH（填“增”“减小”或“不变”）， Y电极的电极反应方程式为 o7 .综合利用CO?、CO对构建低碳社会有重要意义。(1)利用CO?与CH制备合成气CO、H2,可能的反应历程如图所示:(：(ads)+2H;(gl+(：()2(g)(玲说明：C(ads)为吸附性活性炭，E表示方框中物质的总能量(单位：kJ), TS表 示过渡态。制备合成气co、凡总反应的热化学方程式为。若当+马E'+E?,则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式。(2)工业上常采用CO?和H?为原料合成乙醇，反应方

16、程式为：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) AH=akJmo.一定温度下，向容积均为2L的恒容密闭容器中分别通入LOmol CO2(g)和3.0mol H2(g),在不同催化剂X、Y的催化下发生反应.测得5miMW，CO2转化率与温度的变化关系如图所示。该反应适宜选用的催化剂为(填"X"或"Y")。K时，a点对应容器在05min内的平均反应速率v(HJ=； b、c点 对应状态下反应物的有效碰撞几率b c(填或)原因为 oT2K时，保持温度不变向容器中再充入0.2molCC)2、0.6mol C2H5OH(g),平 衡将 移动(

17、填“向正反应方向“、“向逆反应方向"或“不(3)随着科学技术的发展，CO?的捕集利用技术成为研究重点，CO?可以被NaOH溶液捕获，所得溶液c(HCO；):c(CO：) = l:5 ,该溶液的pH =。已 知室温下，(H2co)= 4x101凡2(也0)3)= 5'10-"8 .高纯度的氢氟酸是制造芯片的重要原料之一。(1)已知：HF(aq)H*(aq)+F(aq) A-10.4kJ/molH(aq)+OH(aq)=H2O(l) A=-57.3kJ/mol则：HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的 3=。(2) HF无论是气态还是在水溶液中均

18、可二聚形成(HF" HF能二聚的原因是，写出(HF)2发生第二步电离的电离方程式 o(3)如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氮气和 20g单分子态的HF气体时，隔板位于“5”处，隔板两边容器内的压强均为lOOkPa。111114gHe20gHF,ift.fl.若固定隔板于“5”处，当右侧容器内反应2HF(g)=(HF)2(g)达到平衡状态时，右侧 容器内压强为尸1;松开隔板，隔板移至"6”处并达到新的平衡，此时右侧容器内 压强为P?,则P外(填“大于”“小于”或“等于”)。该温度下,2HF(g月(HF)2® 反应的平衡常数&=kP

19、a(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留2 位有效数字)。(4)若将上述容器改为绝热容器，固定隔板在“5”处，下列不能说明右侧容器内 反应已达平衡状态的是。A.容器右侧气体的密度不再改变B.容器右侧的温度不再改变C.容器右侧气体的压强不再改变D.容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变E. 2v(HF)=v(HF)J (5)某温度下，将分析浓度(总浓度)相同的HC1、HF和CH3coOH三种溶液, 分别加水稀释时，溶液pH变化如图所示。PH；-CH?COOH-HFKC1稀释倍数图中，氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升特别快，据此判断，(HF)?与HF的酸性 相比，较强的是 o(6) NaF和HF

20、的混合溶液具有一定的缓冲能力，即加入少量的酸或碱时，溶液的pH基本保持不变。试结合方程式和必要的文字解释之 o9. (1) “哈伯法”合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)T：；：NH3Q) AH,相关键 能数据如表：化学键N=NH-HN-H键能(kJ/mol)946.0436.0390.8!=kJ-moPo向密闭容器中按1： 3体积比通人N2和H?,反应达平衡时NH3的体积分数为25.0%,则N2的平衡转化率a(N2)=o(2) “球磨法”是在温和的条件下(4523和1 bar, IbagOOkPa)合成氨，氨的最终 体积分数可高达82.5%。该法分为两个步骤(如图)：第一步，铁粉在球磨过程

21、中 被反复剧烈碰撞而活化，产生高密度的缺陷，氮分子被吸附在这些缺陷上(Fe(N*),有助于氮分子的解离。笫二步，N*发生加氢反应得到NH：(x=l3),剧烈碰撞中，NH：从催化剂表面脱附得到产物氨。“球踣让“合成R以样“球磨法”与“哈伯法”相比较，下列说法中正确的是（选填标号）。A.催化剂（Fe）缺陷密度越高，N2的吸附率越高B. “哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键，而“球磨法”不用解离氮氮三键C. “球磨法”中“剧烈碰撞”仅仅为了产生“活化缺陷”D. “球磨法”不采用高压，是因为低压产率已经较高，加压会增大成本 机械碰撞有助于催化剂缺陷的形成，而摩擦生热会使体系温度升高。图甲是 均吸附量

22、、体系温度随球磨转速变化曲线，则应选择的最佳转速约 转/min。若选择500转/min的转速，N2的吸附量降低的原因是如图乙，平衡时NH3的体积分数随N2初始压强增大而（填“增大”、“减小”或“不变”），说明N2与H?的投料比 1： 3（选填"e、或？”）10. CO?的回收与利用是科学家研究的热点课题。（1）由CO2转化为竣酸是CO2资源化利用的重要方法。在催化作用下CO2和CH4合成CHsCOOH的化学方程式为 在合成CH3 COOH的反应中，下列有关说法正确的是。（填字母）A.利用催化剂可以使反应的平衡常数增大B. CHjtCH3coOH过程中，有C-H键发生断裂C.有22.

23、4LCH4参与反应时转移4mol电子D.该反应为放热反应投料比:巡空响350454035302520151050甲醉产率/%（2） CO?和Hz合成甲醇也是CO?资源化利用的重要方法。测得平衡时甲醇产率 与反应温度、压强的关系如图所示。140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 TJ9C 若H?（g）和CHOHQ）的燃烧热分别为285.8kJmoH和726.5kJmol，则由CO2 和田生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为。此反应的活化能EaG）EaQ）（填“”或“v”）,该反应应选择 高效催化剂（填“高温”或“低温”）。下列措施能使CO2的平衡转化率提高的

24、是（填序号）。A.增大压强B.升高温度C.增大H?与CO2的投料比D.改用更高效的催化剂200。（2时，将O.lOOmolCO?和OZOOmolH?充入1L密闭容器中，在催化剂作用 下反应达到平衡。若平衡时CCh的转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常 数K=（已知CH30H的沸点为64.7）O（3）可利用电解的方法将CO?转化为CH3OH,请写出在酸性条件下的阴极反应 式 o11.“一碳化学”是指以研究分子中只含有一个碳原子的化合物为原料合成一系列 化工产品的化学。研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重 要的意义。回答下列问题：（1）相关物质的燃烧热（lmol纯物质完全燃

25、烧生成稳定的化合物时放出的热量） 数据如下表所示：物质C(s)CO(g)H2(g)燃烧热AH/(kJmol)-393.5-283-286已知：H2O(g)=H2O(l) H=-44kJ>mor,写出C与H?O(g)生成CO和H?的热化学方程式(2 )工业上，在Rh基催化剂的作用下发生反应CO(g)+3HJg) u CH4(g)+H°(g)。向恒容密闭容器中通入ImolCO(g)和3moiH?(g),在催化剂表面上反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。据图可知，该反应为(填“放热”“吸热”)反应；对该反应的反应速率影响最大的基元反应方程式为 0OJv

26、o o o 505050505 一 11223344?3H迨203日CR+6三2891346MH>04千30938&c=x+0x=x345|38匕？。1一. 1051138I 2 号 m -SI2ZS立o二 2:5CH 学=s c-£.=:0反反进程化学反应速率方程中各物质浓度的指数称为各物质的反应级数，反应级数越大, 表示该物质浓度对反应速率影响越大。该反应的反应速率及反应级数随温度变化 如图所示400600800 1000 1200 1400湿度/K反应级数0 5 0 5 0 5 2 110 0 0反应速率据图可知，为提高反应速率，适宜的反应条件为:温度再高反应速率

27、大 幅度降低的原因可能为。(3) CO?和H?在催化剂作用下可发生以下两个反应：i. CO,(g)+3H2(g) CH,OH(g)+H2O(g) H=48.5kJmoii. 2CO2(g)+5H2(g) U C2H2(g)+4H2O(g) AH=+37.1kJ»mol1升高温度，C2H2的含量增大的原因是 o恒温恒压密闭容器中，加入2moicO?(g)和4mO1H式g),初始压强为p0,在300 发生反应，反应达平衡时，CO?的转化率为50%,容器体积减小25%,则反应i 的压强平衡常数Kp=(结果保留1位小数)。12.氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活

28、动 中起着重要的作用。回答下列问题：(1)查阅资料：标准摩尔生成焰是指在25口和lOlkPa时，由元素最稳定的单 质生成lmol纯化合物时的焰变，符号为fH;。已知以下物质的标准摩尔生成 熠如下表所示。物质NH3(g)H2O(g)4 琥/(kJmo)-46-242由此可得4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6HQ(g) AH2=kJ moL。(2)氨气的催化氧化是工业制取硝酸的重要步骤，假设只会发生以下两个竞争 反应口、<>反应 I： 4NH3(g) + 5O2(g)4NO(g) + 6H2O(g) AH, =-905.0kJ-mor'反应: 4NH3(

29、g) + 3O,(g) 2N2(g) + 6H2O(g) AH,为分析某催化剂对该反应的选择性，将lmolNHs和2moi O?充入1L密闭容器 中，在不同温度相同时间下，测得有关物质的量关系如图。该催化剂在低温时对反应(填“ ”或"”)的选择性更好。520口时，容器中为c(NH3)=mol/L,该温度下反应4NH3(g) + 3O式g)U2N式g) + 6HQ(g)的平衡常数K=(不要求得出计算结果，只需列出有具体数字的计算式)。高于840匚时，NO的产率降低的可能原因是(填选项字母)。A. NH3溶于水B.反应活化能增大C.反应I的平衡常数变小D,催化剂活性降低(3) NH3也是

30、造成水体富营养化的重要原因之一，用NaClO溶液氧化可除去氨 氮。其反应机理如图1所示(其中H2O和NaCl略去)。MfNaClOmMId图1图2NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为 on(NaClO)改变n(NHJ对溶液中NaClO去除氨氮效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含n(NaClO)量)的影响如图2所示，则除氨氮过程中最佳的事而值约为 o为了提高氨氮的去除率，在实际工艺过程中温度控制在152：30时、其可能 的原因是：O13.已知室温下浓度均为0.1mol-L的各溶液pH如下表所示:溶液NH4C1NaHSO3NaCNNaHCO.Na.CO, -nPH5.14.011.09.711

31、.6（1）氯化筱溶液显酸性的原因是（用离子方程式说明）。侯氏制碱法中，使NH4C1从母液中析出的措施不包括（填序号）。A.冷却 B.加入食盐细颗粒C.通入CO? D.通入N&25。（2时，将amolL的氨水与0.01mol-L-i的盐酸等体积混合，反应平衡时溶 液中：c（NH；） = c（CP）,试用含a的代数式表示NH/Hq的电离常数KlO（2）上述5种溶液中，水的电离程度最小的是（填化学式）。0.1mol-L 的 NaHCO,溶液中 c（CO；） + c（OH-）c（H2co3）+。伊一）（填或" ="）。（3）CN-、CO：、HCO；结合质子的能力由大到小的顺

32、序是o向Na2cO3溶液中加入过量的HCN溶液，写出反应的离子方程式在一定温度下，ImLO.lmoLL-i的NaCN溶液加水稀释至10mL过程中，下列 数值变小的是（填序号）。/ 、/、 c（HCN）c（OH-） /、 c（HCN）A. c（H+）.c（OH-） B. -（ p C. c（OH-） D.已知25空氢制酸（HCN）的电离平衡常数（=4.9x10-2,同浓度同体积的NaCN与HCN的混合溶液中粒子浓度大小关系为。14.研究炭的气化处理及空气中碳的氧化物的相关反应，有利于节能减排。已知 反应C(s)+H2O(g) =±CO(g)+H2(g)AH= +113.5 kJ-mol

33、-1CO(g)+2H2(g) =CHsOH(g) -90.4 kJ-mol-1CCh(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)A =-49.5 kJ-mol-1c(CO7) -c(H7)(1)若某反应的平衡常数表达式为K=c(cO)yH0 '则此反应的热化学方程式为o将等体积的H?O(g)和CO(g)充入恒容密闭容器，反应速率D=u正-U逆=k rc(CO)-c(H2O)-kc(CO2)c(fi2),其中k、k逆分别为正、逆反应速率常数。在 721和8000时,CO的转化率随时间变化曲线如图1。比较a、b处Igk正Tgk逆的大小：a_b(填，"V"或&quo

34、t;)，计算b处的=% -线语3一浮叼1)01806040200(2)在T二时，向体积不等的恒容密;闭容器中分别力口入足量活性炭和lmolH2O(g), 发生反应。反应相同时间，测得各容器中HeO(g)的转化率与容器体积的关系 如图2所示。图中c点所示条件下，u1H d逆(填或“=”)，理由是。此 温度下，该反应平衡常数为(用含Vi、V2或V3的代数式表示)。(3)在四种不同的容器中发生反应，若初始温度、压强和反应物用量均相同， 则CO2的转化率最高的是(填标号)。a.恒温恒容容器b.恒容绝热容器c.恒压绝热容器d.恒温恒压容器15.氢能和液态甲醇(CH3OH)的应用是新时代背景下发展绿色能源

35、的重要路线之 一。回答下列问题：(1)一种催化电解法制取甲醇的原理如图所示：CO2cii.onci 1,011PdZnCu装置工作时，H响（填“阴”或“阳”）极迁移，PdZnCu极上发生的电极反应式为 O（2） CO2与H2合成甲醇主要包括的反应如下（不考虑其他反应）：I.CO2（g）+3H2（g）=CH30H（g）+H2O（g） aHiILCO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） AH2>0CO?和H?在某催化剂表面上合成甲醇（反应I）的反应历程如图所示，其中吸附0.20-0.20 -0.60-1.00-1.40-1.80CO2(g)+3H2(g) CHQH中CH.0CH,OH

36、(g) 十 HQ(g)CHQH. +H,+HQCH?O +OH* +3H*CH,O/+3H*+OH反应历程+2H*在催化剂表面上的物种用*标注。c 维)co J HCOOIP +6H WHCOO* +4H*+5H反应I的aHi 0（填“/或y该历程中最小能垒（活化能）步骤的化学方程式为 下列有利于提高CH30H的平衡产率的是（填字母）。A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压起始时n（CO2）： n（H2）=l： 10,维持恒压36 Mpa时,甲醇的选择性（生成甲醇 所用的含碳反应物的物质的量与总消耗的含碳反应物的物质的量的比值）、CO2 的转化率、CO的选择性（生成co所用的含碳反应

37、物的物质的量与总消耗的含碳 反应物的物质的量的比值）随温度（T）变化如图所示：温度高于260二时,，随温度升高，CO的选择性增大的主要原因是； TQ时，CO2的转化率为a, CH30H的选择性为S, CO的分压p(CO)= MPa。参考答案1.【答案】+99 0,5 < 升高温度，降低压强，充入二氧化碳气体，及 时分离出CO或者H2(任选一条) 升高温度，降低压强，充入二氧化碳气体, 及时分离出CO或者H2(任选一条，不与空重复) (MPa)2 负 减 小 C3H8O3-2e +2CO； =C3H6O3+2HCO322.4L【详解】(1) AH 2 =2EC=O +EH4I-2E,w -

38、E -= 2? 803+436-1076-2?465=36kJ/mol,AHAH,-AH, =36+63=+99kJ/mol ；(2)当甲烷分解20%时,建立如下三段式:CH,(g)+ 比0(g) U CO(g)- 卜 3Hjg)起始量(mol)1100变化量(mol)0.20.20.20.6平衡量(mol)0.80.80.20.6v =kr? p(CH,)? p (H,0) =4. 5? 10-4? ( ? 100)? (? 100)=0. 5kPa/s2.42.4(3)从方程式看，加压平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，由此得出压强为Pl<p3：根据图像知相同压强，温度升高，甲烷的转化率

39、升高，相同温度时:压强减小， 甲烷的转化率升高，所以措施有：升高温度，降低压强，充入二氧化碳气体，及 时分离出CO或者H：；在x点，甲烷的转化率为50%,建立三段式：CH/g) + CO2(g) U 2C0(g) + 2H2(g)起始量(mol)1100变化量(mol)0. 50.511平衡量(mol)0.50.511(l?2MPa)2?(l?2MPa)2,X点的平衡常数Kp=磊言=-(MPa)2 ；-x2MPa?x2MPa933(4)由图知，电极b上发生的反应为COz和H9生成CO和H2, C元素由+4 价降低到+2价，H元素由+1价降低至IJ0价，发生还原反应，电极b为阴极应当 与电源的负

40、极相连；电极a为阳极，甘油被氧化为甘油醛，电极反应式为C3H8O3-2e+2CO=C3H6O3+2HCO；，则电极 a 附近的 pH 减小；CO2转化为CO转移电子数为2, H?O转化为H2,转移电子数为2,所以当外 电路转移2moie-时，会生成lmolCCh和H?的混合气体，标况下的体积为22.4L。2 .【答案】产物为H?O,清洁无污染 小于350口时; 在相同时间内，反应未 达到平衡，随温度升高反应速率增大，SO2转化率由反应速率决定 SO2+3H2= H2S+2H2O L2 随H2/SO2体积比增大，田逐渐过量，发生副反应H2(g)+isx(g)H2S(g),随c(H»增大

41、，副反应平衡右移，c(Sx)减小、c(H?S)增大，Sx X选择性会降低 ac【详解】(1)根据主要反应可知用氢气进行脱硫产物为H9,清洁无污染；(2)小于350：时，在相同时间内，反应未达到平衡，随温度升高反应速率增大， SO?转化率由反应速率决定，所以转化率随温度升高而增大；(3)据图可知第一步反应中SO2和H?在C。作催化剂的条件下生成H?S,根据元素守恒可知同时还会生成H2O,所以化学方程式为SO2+3H2 = H2S+2H2O；随H2/SO2体积比增大，田逐渐过量，发生副反应H2(g)+Lsx(g)=H2s(g),随 Xc(H"增大，副反应平衡右移，c(Sx)减小、c(H?

42、S)增大，Sx选择性会降低，则L? 代表Sx的选择性；(4)a.实验1和2相比，P(SO?)扩大为原来的2倍，SO?起始速率变为哥=1.19 倍；实验1和实验3相比，P(H»扩大为原来的2倍，SO?起始速率变为浅=2.14 倍，说明要想增大反应速率，增大H?压强比增大SO?压强更为有效，a错误； b.实验1和实验4对比可知，保持SCh汨2的比例不变，提高总压，SO?的平衡 转化率增加，b正确；c.实验3中P(SO2)： P(H2户4,实验4中P(SCh)： P(H2户2,实验3中氢气的占 比更大，则SO2的平衡转化率应大于96.2%, C错误； 综上所述答案为ac。13P 7843

43、.【答案】T26r HCOO-Cu +H)=CH3-Cu +HO14125PAB H2O 太阳能转化为化学能、化学能转化为电能 CH3OH-6e- + H?O=CO2T+ 6H” KOH与CO?反应消耗了 CO2,使合成甲醇减少了碳源， 中断反应进行【详解】I3(1) 0H2(g) + - O2(g)=H2O(l) AH=-284kJ-mor1, CH3OH (1) +-O2(g)=CO2(g) +240(1) AH=-726kJ mor】,将第一个方程式的3倍减去第二个方程式 得至Ij CO2®+3H2®-CH30H(1)+氏0(1)的姬二-284-1口01-1)<

44、3 (-726kJ mor1) =726 kJmo；故答案为：一126。CO2(g)+3H2(g).开始根据题意得到日小转化平衡2P73P285P一28 p-u P28P28CH3OH(g)+H2O(g)00pP ，则平衡时体系的2828P_P2828压强为工+兰+匕，28 28 14 28 2813PIT上x上反应的平衡常数K = 齐普=舟X ()?,28 2813P 故答案为：-784125P”(2)根据图中信息得到过程3的化学方程式为HCOOVu +H2 =CH3-Cu +H2O；研究表明，过程3的活化能小但实际反应速率慢，是控速步骤，可能是 过程3生成的H?O对该反应有阻碍作用，也可能

45、是CCh的存在削弱了同一吸附 位上H?的吸附，这些可能导致该步反应速率小；故答案为：HCOO-Cu +H2 = CH3-C11 +H2O； ABo ZnO也有催化作用，催化机理与Cu相似，根据质量守恒得到CEO-Zn与H?O反应可获得CH30H和ZnO：故答案为：H2Oo（3）根据图中信息太阳光在催化剂作用下将水变为氢气和氧气，氢气和二氧 化碳反应生成甲醇，中醇氧气酸性燃料电池将化学能转化为电能，因此系统中的 能量转化形式有太阳能转化为化学能、化学能转化为电能；故答案为：太阳能转 化为化学能、化学能转化为电能。b电极为负极，在酸性介质中b电极上的电极反应式为CH3OH-6e'+H2O

46、= CO2T+ 6H ,如果将电解质溶液换为KOH溶液，由于KOH与CO?反应消耗了 CO2,使合成甲醇减少了碳源，中断反应进行；故答案为：CH3OH-6e-4-H2O = CO2T + 6H ； KOH与CO?反应消耗了 CO2，使合成中醇减少了碳源，中断反 应进行。4 .【答案】1.4040%K所山粤四二雪山处二26. 7kPap （乙苯）60kPaka>kb=kc ma>mb>mc该反应是气体分子数增大的反应。恒压下充入 水蒸气，相当于减压，扩大容器体积，平衡正向移动程度增大，乙苯平衡转化率增大一定不是催化剂活性下降【详解】（1）由表格数据可知30min时反应已经达到平

47、衡，平衡总压强为1.40,设达到平衡时乙苯的转化量为xmol,列三段式得：乙苯一苯乙烯+H2起始物质的量Imol转化物质的量xxx平衡物质的量1-xxx根据压强之比等于物质的量之比得：3也=必於，x=0.4,则平衡时的总物质的量为：l+x=1.40,平衡时乙苯的转化率为 x0 4-x 100%= x 100%=40% ,故答案为：L40； 40%；平衡时的平衡常数Kp二0.404xl.4xl00kPa1.4p（乙苯）xl.4xl00kPa1.4p(苯乙埔 p(H?) _ T7 * 14x 1 OOkPa x40kPa x 40kPa ” - u 心加=26.7kPa,故答案为:P （苯乙烯）叩

48、（H2） _ 40kPa x 40kPa f c -rr-二二26 /kPaP （乙苯）60kPa（2）由图像可知温度升高苯乙烯的转化率增大，则升温时平衡正向移动，正 向为吸热反应，升温K增大，且K只受温度影响，温度不变，K不变，因此A、B、C三点对应平衡常数大小顺序为Ka>Kb二K一故答案为：Ka>Kb=Kc；反应在常压下进行，可视为恒压条件下的反应，充入水蒸气，相当于减压，扩 大容器体积，而该反应正向气体分子数增大，减小压强平衡正向移动，提高可乙 苯的转化率，因此转化大的投料比大，即Ma>Mb>Mc ,故答案为：Ma>Mb>Mc； 该反应是气体分子数增大

49、的反应。恒压下充入水蒸气，相当于减压，扩大容器体 积，平衡正向移动程度增大，乙苯平衡转化率增大；（3）在相同的条件，使用不同的催化剂对化学平衡无影响，则同条件下催化剂 甲和催化剂乙的平衡转化率应该相同，而图中信息所示温度为320匚时催化剂甲 和乙对应的转化率不同，说明反应未达平衡状态，故图中N点处（对应温度为 320n乙苯的转化率一定不是平衡转化率；温度过高时会使催化剂失去活性，导 致反应速率以及反应的选择性等下降，则单位时间为的反应物转化率下降，故答 案为：一定不是；催化剂活性下降；k15 .【答案】一123广-113；反应过程中气体分子总数不变，储10改变压强平衡不移动0.01<【详

50、解】（1）由题意可知，反应2NO（g） BN。®的正反应的活化能为Ei=82kJ/mol, 逆反应的活化能Ei=205kJ/mol,则/=EiEi=82kJ/mol205kJ/mol-123kJ/mol；当反应达到平衡时，正逆反应速率 相等，则"i/（NO尸上icQWOz）,反应的平衡常数长=黑=1；反应N2O2（g）-O2（g） U 2N（g）的正反应的活化能为£>82kJ/mol,逆反应的活化能 £2=72kJ/mol,则“尸+lOkJ/mol,由盖斯定律可知可得反应2NO（g）+O2（g）U2NCh(g),则一a2=(123kJ/mol)(+

51、10kJ/moD=133kJ/mol,故答k案为：一123；广：133；K-1(2)该反应为气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，若实验初始时 体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和以SO3)相等，则平衡时体系中的p(NO?) 和夕(SO2)相等、p(NO)和以SO3)相等，由图可知，a点p(N6尸10、p(SO3)=l，b 点p(NO2尸100、0(SO3尸10,则a、b两点体系压强“与丹的比值" =Pb (1UU+1U)X，=5;该反应为气体体积不变的反应，反应过程中气体分子总数不变，改变压强 平衡不移动，则同一温度下图象呈线性变化，故答案为：去；反应过程中气体

52、 分子总数不变，改变压强平衡不移动；由图可知，温度为T1时，a点p(N6)=10、p(SO3尸1,平衡时体系中的p(NO2) 和P(SO。相等、p(NO)和以SO3)相等，则p(SO2尸10、p(NO尸1, Kp=p(NO)x p(SO.) ixl'=-0.01;该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应 P(NO2)x p(SO2) 10x10方向移动，p(NCh)增大，由图可知，温度为八时以NO?)小于0时，则TSA, 故答案为：0.01； <o6.【答案】芋 2.5?AB L5p0 不移动减小2NO ； +10e+12H-=N2T+6H2。【详解】(1)已知：热化学方程式：4

53、NH3(g)+3O2®=2N2®+6H2O(g)Wi=akJ moH；：氨催化氧化：4NH3(g)+5O2®=4NO(g)+6H2O(g)AZf2=bkJmol；由盖斯定律 53可知，由;可得目标方程式4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O®,则必=5 A 35a-3b1 iA/,- -=kJ-mol1；21 2-2(2)2八时，生成4.5mol氢气，由方程式可知，消耗氨气为L5moL则z=4mol-1.5mol=2.5mol； 0“min 内，生成 0.9molHCN,则生成 2.7mol 氢气,故2.7mol =£jZmol.

54、L-.min< lOLx/jinin tA.该反应前后气体物质的量不相等，乂容器容积不变，则随着反应的进行， 压强发生变化，故当容器内压强不再变化时，可判断该反应达到平衡状态； B.由质量守恒定律可知，混合气体的总质量不变，但反应前后气体物质的量不 相等，则随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量发生变化，故当混合气体 的平均相对分子质量不再变化时，可判断该反应达到平衡状态；C.混合气体的质量不变，容器容积不变，即气体体积不变，则混合气体的密度 始终不变，故当混合气体的密度不再变化时，不能判断该反应达到平衡状态； D.反应的M只与反应方程式的书写有关，与反应是否发生，以及反应的程度 无关

55、，故当反应的必不再变化时，不能判断该反应达到平衡状态；故选AB： 由表格数据可知，当反应达到平衡时，NH3(g)、CH4®均消耗2mol,可列出NH3(g)+CH4(g)-HCN(g)+3H2(g),起始(mol) 4400%，门一二段式.但i >一取5转化(mol) 222，则平衡时气体总物质的 6平衡(mol) 2226量为12mol,设平衡时，气体压强为xkPa,恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量的之比，则凡二%,解得x=1.5p”,平衡时，各气体的浓度为 12 x0.6'则化学平衡常数为NHx(g)+CH4(g)HCN(g)+3H2(g) 平衡(6/L) 0.20.20.2KJ'"'的,若达到化学平衡状态后保持温度、体积不变，向容器中再充 0.2 x 0.2入ImolNHs®、lmolHCN(g),此时，各气体的浓度为NH(g)+CH4(g)HCN(g)+3H2(g)3-则平衡不此时(mol/L