2021年新高考化学专题14-16

专题14化学反应原理综合

1.(2021•全国高考真题)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:

(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH1=+41kJ・mol"

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH2=-90kJ.mor'

总反应的AH=kJmol1;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)，判断的理由是。

-:

afra

A.l/\B.w二

5%♦1N.)

―unnw

(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CC>2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为

X(CH3OH),在t=25(TC下的x(CHQH)〜p、在p=5xl()5pa下的*((2&0田〜t如图所示。

(

=

0

x

0

.

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=：

②图中对应等压过程的曲线是，判断的理由是；

③当x(CH30H)=0.10时、CO2的平衡转化率a=,反应条件可能为_或_。

2.(2021・吉林长春市•长春外国语学校高二月考)一氯化碘(1C1)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金

属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICL从而错过了一种新元素的

发现，该元素是o

(2)氯伯酸银(BaPtC^)固体加热时部分分解为BaC%、Pt和C%,376.8℃时平衡常数=1.0x10“Pa),

在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtC],抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8。。

碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8笛平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa,则p©=kPa,反应

2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=(列出计算式即可)。

(3)McMorris测定和计算了在136~180笛范围内下列反应的平衡常数。

2NO(g)+2ICl(g)U2NOCl(g)+12(g)Kpl

2NOCl(g)U2NO(g)+CL(g)Kp2

得到lgKp「q和怆/〜亨均为线性关系，如下图所示:

②反应21cl(g)=Cl,®+I,(g^K=(用、J?表示)：该反应的AH0(填“大于”或“小

于")，写出推理过程。

(4)Kistiakowsky曾研究了N0C1光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：

NOCl+hv——>NOCf

NOC1+NOC1*——>2NO+C12

其中hv表示一个光子能量，NOC1*表示NOC1的激发态。可知，分解Imol的NOC1需要吸收mol

光子。

3.(2021・广东高考真题)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CCh重整是CCh

利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

a)CH4(g)+CO2(g)U2CO(g)+2H2(g)》

b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)母h

c)CH"g)UC(s)+2H2(g)

d)2C0(g)BCO2(g)+C(s)A^4

e)CO(g)+H2(g)UH2O(g)+C(s)Aft

(1)根据盖斯定律，反应a的△%=(写出一个代数式即可)。

(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有。

A.增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加

B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动

C.加入反应a的催化剂，可提高CE的平衡转化率

D.降低反应温度，反应a〜e的正、逆反应速率都减小

(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正

反应活化能最大。

(4)设K；为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相

对分压等于其分压（单位为kPa）除以po（po=lOOkPa）«反应a、c、e的InK；随（温度的倒数）的变化

如图所示。

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有（填字母）。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为=。

③在图中A点对应温度下、原料组成为〃（CCh）:〃（CH4）=l：l、初始总压为WOkPa的恒容密闭容器中进行反应,

体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程o

（5）CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：o

4.（2021•河北高考真题）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利

用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。

（1）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25T时，相关物质的燃烧热数据

如表：

物质H2(g)C（石墨，s）C6H6。）

燃烧热△H(kJ・moH)-285.8-393.5-3267.5

⑴则25。（3时H2（g）和C（石墨，s）生成C6H6（1）的热化学方程式为。

（2）雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：

①CO2（g）=CO2（aq）

②CO2（aq）+H2O（l）=H+（aq）+HCO；（aq）

25。＜3时，反应②的平衡常数为长。

溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比（分压=总压x物质的量分数），比例系数为ymol・LLkPaL当

大气压强为pkPa,大气中C02（g）的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为mol・L”（写出表达式，

考虑水的电离，忽略HCO；的电离)

(3)105。(2时，将足量的某碳酸氢盐(MHCCh)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：

M2CO(s)+H2O(g)+CO(g)«46kPa

2MHCO3(S)X32上述反应达平衡时体系的总压为。

保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CCh(g),再加入足量MHCCh(s),欲使平衡时体系中水蒸气

的分压小于5kPa,CCh(g)的初始压强应大于kPa。

(4)我国科学家研究Li—CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：

①Li—CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在—(填"正’'或"负")极发生电化学反应。研究表明,

该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CCh电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出

步骤10的离子方程式。

I.2CO2+2e=C2OjII.C2O；=CO2+CO七

III.IV.CO：+2Li+=Li2(X)3

②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。

I.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3cH2cH2OH)的电极反应方程式为»

H.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可

同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO?电还原为CO从易到难的顺序为(用a、b、c字母排

序)。

。6O

0.68

>

>0.61

。

。)

)0.51崛

«627

褪

混

去

友

要s

婴0.220

s021

O.(X)

-0.082

2H++2e*HOCO+H++e

反应历程反应历程

(a)CO2电还原为CO(b)H+电还原为H,

5.(2021•湖南高考真题)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面

两种方法由氨气得到氢气。

方法I：氨热分解法制氢气

相关化学键的健能数据

化学键N三NH-HN-H

键能E/(kJ・mol")946436.0390.8

一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N?和H?。回答下列问题:

⑴反应2NH3(g)UNz(g)+3H2(g)AH=kJ.mol-1;

(2)已知该反应的△S=198.9J-mo『.KT，在下列哪些温度下反应能自发进行？(填标号)

A.25℃B.125℃C.225℃D.325℃

(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将O.lmolNH?通入3L的密闭容

器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

①若保持容器体积不变，％时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0〜0时间内的反应速率

V(H2)=mol.『•min」(用含。的代数式表示)

②，2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是

(用图中a、b、c、d表示)，理由是；

③在该温度下，反应的标准平衡常数K®=。(已知：分压=总压x该组分物质的量分数，对于反应

/、g/\h

PGPH

萨,庐

dD(g)+eE(g)BgG(g)+hH(g),K。=---------—,其中p®=100kPa,pG>出、PD、PF为

I.(AL|

Vp0)\p0)

各组分的平衡分压)。

方法n：氨电解法制氢气

利用电解原理，将氮转化为高纯氢气，其装置如图所示。

阴

离

子i

交

换

膜

KOH溶液KOH溶液

(4)电解过程中OH一的移动方向为(填“从左往右”或“从右往左》

(5)阳极的阻极反应式为o

KOH溶液KOH溶液

6.(2021•浙江高考真题)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答:

(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量so?：

Cu(s)+2H2so&(1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(1)AH=-11.9kJ-mof»判断该反应的自发性并说

明理由。

(2)已知2so2(g)+C>2(g)F^2so3(g)AH--198kJmor'o850K时，在一恒容密闭反应器中充入一

定量的SO2和。2,当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO?的浓度分别为6.0*IO，'mol-L、

8.0x10-3mol-LT1和4.4x10-2mol-L-1。

①该温度下反应的平衡常数为。

②平衡时SO?的转化率为。

(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。

①下列说法正确的是。

A.须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO?

B.进入接触室之前的气流无需净化处理

C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO?的转化率

D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SOj以提高吸收速率

②接触室结构如图1所示，其中1〜4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是o

A.a,b,B.b,->a2C.a2fb2D.b2->a3E.a3->b3F,b3-»a4G.a4b4

loo

转

化

率

%

IlTllTniTl^

IIIIIIIIIIIIII;

4SO2

SO,

图

③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反

应2so2（g）+C>2（g）U2so式g）的转化率与最适宜温度（曲线I）、平衡转化率与温度（曲线H）的关系曲线示

意图（标明曲线I、II）.

1001--------------------------------------------------------1

转

化

率

%

温葭-----►

图3

（4）一定条件下，在Na?S-H2sO4-H?。？溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4,同时观察到体

系由澄清一浑浊一澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2

个离子方程式。

l.S2-+H+=HS-

n.①；

-+

III.HS+H,0,+H=SJ+2H2O；

IV.②。

7.(2021•浙江高三专题练习)“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品，氯气是实验室和工业

上的常用气体。请回答：

(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是。

(2)下列说法不正颐的是。

A.可采用碱石灰干燥氯气

B.可通过排饱和食盐水法收集氯气

C.常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中

D.工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸

(3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：

C12(g)#Ch(aq)Ki=c(CL)/p

Cl2(aq)+H2O(1)#H+(aq)+CI-(aq)+HClO(aq)K2

其中p为CL(g)的平衡压强，c(CL)为CL在水溶液中的平衡浓度。

①C12(g)=Cb(aq)的焙变AHi0。(填”>"、“=”或“v”)

②平衡常数K2的表达式为七=。

③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为C,则。=o(用平衡压强P和上述平衡常数表示，忽

略HC1O的电离)

(4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiCh)为原料生产TiCk,相应的化学方程式为；

LTiO2(s)+2Ch(g)^TiC14(g)+O2(g)A//i=181mol-L'1,4=3.4x10-29

14K

II.2C(s)+O2(g)#2CO(g)A//n=-221molL,^n=1.2xlO

结合数据说明氯化过程中加碳的理由。

(5)在一定温度下，以12为催化剂，氯苯和C12在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产

物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5molLL反应30min测得氯苯15%转化为邻二氯苯,

25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是o

A.适当提高反应温度B.改变催化剂

C.适当降低反应温度D.改变反应物浓度

1.(2021•山西太原市•高三其他模拟)2020年6月23日，长征三号乙运载火箭成功将北斗“收官之星”送入

太空，标志着北斗三号全球卫星导航系统部署全面完成。火箭使用液态偏二甲腓(C2HgN?)和Na,作推进

剂，反应为：C2H8N2+2N2O4=2CO2T+4H2OT+3N2T。请回答:

(1)一定条件下，已知：

①C2H82(1)+402盘)=2(302值)+4应0值)+凡仁)八耳=-akJ/mol

②N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH2=+bkJ/mol

③2NO(g)+O2(g)=N2O4(l)AH3=-ckJ/mol

则：C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)AH=。

(2)10(TC时，将0.40molNC)2气体充入2L的真空密闭容器中发生反应：2NO2N2O4,每隔一段时间

就对该容器内的物质进行测量，得到下表数据：

时间/s020406080

n（NO2）/mol0.40a0.26bc

n（N2O4）/mol0.000.05d0.080.08

①从反应开始至20s内，用NO?表示的平均反应速率为。

②io(rc时，该反应的化学平衡常数的数值为(保留两位有效数字)。

③达到平衡后，若降低温度，气体颜色变浅，则该反应的AH0(填“〉”或＜")；若向该密闭容器中再充

入0.40molHe,贝!)该反应将(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。

(3)下图是科学家制造出的一种效率更高的燃料电池，可用于航空航天。以稀土金属材料作惰性电极，固体

电解质能传导02-,两极分别通入CEL,和。2(空气)。则c电极上发生的电极反应式为。

电流方向

稀土金属材料电极

2.(2021•陕西宝鸡市•高三其他模拟)SO?、NO,NO2、CO都是污染大气的有害气体，对其进行回收利用

是节能减排的重要课题。

(1)上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有(填化学式)。

(2)已知：2SC)2(g)+O2(g)=2SO3(g)A//=-196.6kJmor1

1

2N0(g)+02(g)B2NO2(g)A//=-113.0kJ-mol-

①反应：NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的A//=kJmoH。

②一定条件下，将NCh与S02以体积比1：1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应：NO2(g)+

SO2(g)USO3(g)+NO(g),下列能说明反应达到平衡状态的是(填字母)。

a.混合气体的密度保持不变b.SO2的物质的量保持不变

c.容器内混合气体原子总数不变d.每生成ImolSCh的同时消耗ImolNO

③测得②中反应达到平衡时NO与NO2的体积之比为37：13,则在该温度下反应：NO2(g)+

SO2(g)aSO3(g)+NO(g)的平衡常数K=

(3)CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)。在一容积可变的密闭容器中

充有lOmolCO与20moi七，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(&)与温度(力、压强

的关系如图所示。下列说法正确的是(填字母)。

CO的平衡转化率(a)

A.合成甲醇的反应为吸热反应

B.压强为pi>02

C.A、B、C三点的平衡常数为KA=KB>KC

D.若达平衡状态A时，容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积也为10L

3.(2021•辽宁高三其他模拟)研究N0/、CO*的消除对改善生态环境、构建生态文明具有重要的意义。

I.汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染。

(1)在标准压强和指定温度下，由元素最稳定的单质生成Imol化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生

成始。已知CO(g)、CO2(g),NO(g)的标准摩尔生成焰分别为一iio.5kJ-moL、-393.5kJ-mo「、

1

+90.25kJ-moPoCO和N2两种尾气在催化剂作用下反应生成N2的热化学方程式是。

(2)研究CO和NO反应，测得在某温度下一定体积的密闭容器中，NO和CO浓度随时间变化如表:

时间⑸

0246

浓度(IO"mol.I?)

c(NO)1.000.250.100.10

c(CO)3.602.852.702.70

前4s内的速率v（NO）=o

（3）实验测得，V正=1｛正・©20\10）式2（（：0）,V逆=卜逆・£：32）42（（202）（1<正、k逆为速率常数）。在一定温度

下，向2L的密闭容器中充入NO和CO气体各Imol,NO的转化率为40%时达到化学平衡，则

皆=______（保留两位小数）。

k逆

n.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO。沥青混凝土可作为反应2co（g）+02（g）?2cc>2（g）的

催化剂。图中表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混

凝土（a型、B型）催化时，CO的转化率与温度的关系。

（4）在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是（填序号）。

（5）下列关于图示的说法正确的是（填序号）。

A.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性

B.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高

C.在均未达到平衡状态时，同温下。型沥青混凝土中CO转化速率比a型的要大

D.CO转化反应的平衡常数KaWK,

4.（2021・四川德阳市•高三三模）氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，但减少含氮化合物对空

气的污染也是重要的课题之一。

4

已知：N2（g）+O2（g）#2NO（g）AHi=+180.0kJmol

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）AH2=-92.4kJmo|-'

H2的燃烧热为285.8kkJmoH。

回答下列问题：

(1)写出NO与NFU反应生成N2和液态水的热化学方程式。

(2)研究者用负载Cu的ZSM-5分子筛作催化剂对NO催化分解，M表示催化剂表面活性中心，对该反应提

出如下反应机理。分解产生的02浓度增大易占据催化剂活性中心Mo

I：NO+M—NO-M快；

II：2NO-M-»N2+2O-M慢：

III：20-MUO2+2M快。

三个反应中，活化能较高的是(填“I"、“II”或“HI")；反应要及时分离出O2其目的是»

(3)—密闭容器中，力口入ImolNz、3moi比发生反应：N2(g)+3H2(g)^2NH3(g),to时达到平衡，在ti、t?、t4时

均只改变某一个条件，如图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图。

①口、t3时改变的条件分别是、o

②下列时间段中，氨的百分含量最低的是(填标号)。

a.to-tlb.t2~t3C.t3~t4d.ts-tfi

③在恒温密闭容器中，进料浓度比c(H2)：c(N2)分别等于3：2,3：1、7：2时N2平衡转化率随体系压强的

变化如下图所示：

50

PlP2P3P4压强/KPa

表示进料浓度比c(H2)：c(N2)=7：2的对应曲线是(填标号)，设R点c(NH3)=xmol/L,则化学平衡常

数K=(列出计算式)。

5.(2021・福建龙岩市•高三三模)研究和深度开发CO2的综合应用，实现碳循环是解决温室问题的有效途径,

对构建生态文明社会具有重要意义。

(1)CO2可实现以下转化：

①C2H4(g)+H,o(l)^=±c2H50H(1)A&=akJ-moF'

②2co2伍)+2凡0⑴2H4(g)+3C)2(g)△凡=bkJ-mol-1

1

已知2CO2(g)+3H2O(l)^=±C2H5OH(l)+3O2(g)的正反应的活化能为ckJ-mol-,则逆反应的活化能

为kJmoH(用含a、b、c代数式表示)

(2)利用工业废气中的C02可以制取气态甲醇和水蒸气，一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1molCO2

和3molH2,在不同催化剂作用下发生反应I、反应II与反应III,测得5min时CO2的转化率随温度变化如图

所示:

①活化能最大的是反应(填“I"：“II”或“III”)0

②T4温度下，反应IH的在0~5min内平均反应速率v(Hz尸。

③同一物质b点对应的正反应速率v证)___________(填或"=")c点对应逆反应速率v(柳

④若反应HI在c点的体系总压强为0.80MPa,则c点反应的KP=(MPa)4Kp为以分压表示的平衡

常数)。

通电

(3)载人飞船，以Pt为阳极，Pb(C02的载体)为阴极，KHCCh溶液中电解液，总反应为：2C02^2C0+02,

CO在极产生，阳极的电极反应式为o

6.(2021•广西南宁市•高三二模)SO2的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或

吸收法处理SO2»

(1)在复合组分催化剂作用下，CH4可使SO?转化为S,同时生成CO?和液态HzO。

1

已知：CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(1)AH=-295.9kJ-mol-

1

S(s)+O2(g)=SO2(g)AH=-297.2kJ-mol'

则CH4的燃烧热AH=o

(2)在恒容密闭容器中，用H?还原SO2生成S的反应分两步完成(如图1所示)，该过程中部分物质的物质的

量浓度随时间的变化关系如图2所示：

①由分析可知X为(填化学式)。

②0〜ti时间段的温度为。

(3)燃煤烟气中可通过反应SO，®+2CO®・、•・倒•金•42co,(g)+S(l)实现硫的回收。gImolSCh和2molCO

通入1L恒容密闭容器中，在恒温T°C,起始压强为2.5xl06pa条件下反应，5min时，反应达到平衡，气体

密度减小16g

①0〜5min内，CO的反应速率是；若升高温度，气体的密度增加(S仍为液体)，则该反应的

AH(填“>”或“<")0。

②TC时，平衡常数Kp=Pa'«

(4)单质硫也可以生成多硫化物从而实现能量间的转化。

放电

①钠硫电池是一种新型高能电池，总反应为2Na+2S=Na2s2,该电池工作时正极的电极反应式为；

充电

给该电池充电时，钠电极应与外电源的(填“正''或"负")极相连接。

②在碱性溶液中，S；被BrO；氧化成SO：,BrO1被还原成Br。该反应的离子方程式是。

7.（2021•河南郑州市•高三三模）"减少碳排放，实现碳中和”是当今世界的热门话题。某课题组利用CO2和

出在催化剂的作用下合成甲醇，主要发生如下三个反应：

I.CO2（g）+3H2（g）^CH3OH（g）+H2O（g）A/fi=-49.5kJmol-1

1

II.CO2（g）+H2（g）^CO（g）+H2O（g）A//2=+40.9kJmol-

III...

（1）请写出反应1IICO和比合成CH3OH的热化学方程式。

（2）下列措施中，能提高CO2转化率的是o

A.在原料气中加入适量H20（g）B.从体系中不断分离出甲醇

C.循环利用原料气D.使用高效催化剂

（3）一定条件下，在某密闭容器中投人amolCCh和3amolH2,发生上述合成反应。达平衡容器中CH3OH的

物质的量为cmol,CO的物质的量为dmol.则此条件下CO2的转化率为（列式表示，下同）；甲醇的选

择性（指转化为甲醇的CO2占发生反应的CO2的百分比）为;此条件下反应II的平衡常数为o

I

590

阜

5I9

II球

5S0

异

57$性

2402422442462”250

体系惺arm：送料逐度ZlmolyT）

mi阴2

（4）图1是反应温度对二氧化碳转化率以及甲醇选择性的影响。甲醇选择性随温度升高而降低的原因可能

是。

（5）图2是一定条件下原料气的进料速度对二氧化碳转化率、甲醇选择性以及出口甲醇浓度的影响。试分

析工业上实际进料速度采用2.1molsl而不是1.8molsl可能的原因是。

（6）甲醇燃料电池可用于测定阿伏加德罗常数。当甲醇燃料电池平稳工作lOmin后测得电池正极端消耗标

准状况下氧气VL,电流稳定为XA,假设能量转化率80%,计算测得阿伏加德罗常数NA为moH。（用

X、V表示，己知一个电子电量为1.6Oxio“9c）

8.（2021•山东烟台市•高三三模）苯乙烯是一种重要的化工原料，可采用乙苯催化脱氢法制备，反应原理如

下:

H2cH3(g):H=CH2(g)(g)+H2(g)AH

(1)已知:

化学键C—HC—CC=CH—H

键能/kJ•mol」412348612436

计算上述反应的AH=«

(2)生产过程中，在600。＜3时向乙苯中掺入高温水蒸气，保持体系总压为105.6kPa催化反应。若投料比n(乙

苯)/n(H20)=l：8,达平衡时乙苯的转化率为60%,则p(H2O)=kPa,平衡常数Kp=(Kp为以分压表示

的平衡常数，气体分压=气体总压x体积分数)。若其他条件不变，将上述起始反应物置于某恒容密闭容器中,

则乙苯的平衡转化率_(填“或"=")60%。

(3)利用膜反应新技术，可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下，l.OOmol乙苯在容积为1.00L的

密闭容器中反应，氢气移出率a与乙苯平衡转化率关系如图所示：(氢气移出率

分离氢气物质的量

反应生成氢气物质的量

乙

苯

的

平

衡

转

化

率

％

①同温度时囚、012、Ct3依次(填“增大”或“减小”)，理由是。

②A点平衡常数Kc=0.45mol-L-1，则a为_。

9.(2021•山东青岛市•高三二模)汽车尾气是否为导致空气质量问题的主要原因，由此引发的“汽车限行''争

议，是当前备受关注的社会性科学议题。

(1)反应2C0(g)+2N0(g)U2co2(g)+N,(g)AH=-620.9kJ-moU可有效降低汽车尾气污染物的

排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。

kJmol'1TSIN=N

300TS3

200172987\8b

.199.2

100NC+NQjMl/IM2IM3/

0-------'2

----——42.6o*21.6；0

-100-反应①N=N;CO2+N2O+CO

-200

-300:d8

.反应②

-400

TOO-

-600

反底历程

三个基元反应中，属于放热反应的是.(填标号)；图中AE=

(2)探究温度、压强(2MPa、5MPa)对反应2CO(g)+2NO(g)U2CO2(g)+N2(g)的影响，如图所示,

表示2MPa的是.(填标号)。

(3)用NH3可以消除NO污染:AH<0

①某条件下该反应速率v正二k正・c」(NH3)・C6(N0),v逆二k逆c"低)・(？(比0),该反应的平衡常数K=》,

K逆

则a,b=

②一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入4moiNH3和6moiNO发生上述反应，测得NH3和N2

的物质的量随时间变化如图。

a点的正反应速率c点的逆反应速率（填“大于”、“小于”或“等于”卜测得平衡时体系压强为P0）,

则该反应温度下Kp=。（用含P。的式子表示，只列式不用化简）。若在相同时间内测得NH3的

转化率随温度的变化曲线如下图，40（TC〜900。（3之间NH3的转化率下降由缓到急的原因是。

(

M100

)

部

彝80

S

C

H60

N

40

20

0

020040060080010001200

温度(C)

10.（2021•江西九江市•）倡导生态文明建设，环境问题一直是我们关注的焦点。运用化学反应原理研究碳、

氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

（1）为了高效利用能源并且减少CC>2的排放，可用下列方法把CC）2转化成乙醇燃料:

①2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(g)AH=akJ.mol"

②2H2(g)+O2(g)=2H2(3(g)AH=bkJ-mol-1

③凡0值)=凡0⑴AH=ckJmo『

则表示CH’CHQH。）燃烧热的热化学方程式为。

（2）N0的氧化反应2NO（g）+C>2（g）q-2NO2（g）分两步进行;

1.2N0(g)N2O2(g)ll.N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)

其反应过程能量变化如图所示

①决定NO氧化反应速率的步骤是（填"『或"II”），其理由是

②一定温度下，在刚性密闭容器中，起始充入一定量的NO2气体（NO2转化为NQ4忽略不计），此时压强

为36kPa,在5min达到平衡，此时容器的压强为46kPa,则0~5min用02的分压表示反应速率为.

该温度下，此反应的平衡常数Kp=kPa-1（Kp是平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数）。

③恒温恒容条件下，能说明该反应达到平衡状态的是（填字母）。

A.压强不再变化

B.混合气体的密度不再变化

C.生成NO的速率与消耗NO?的速率相等

D.混合气体的平均相对分子质量不再变化

（3）利用CH3cH20H燃料电池电解，可将雾霾中的NO、S0?分别转化为NH：和SO；如下图装置所示。则

物质甲为（填名称），阴极的电极反应式；当电路中转移2.5mol电子时，A的浓度为

mol•L」（电解过程中忽略溶液体积变化）。

浓时眼电溶板OA

T

KOH溶液稀(NH工迎溶液

(50(taiL)

11.(2021•山东高三三模)CH4—CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义，其反应为:

CH4(g)+CO2(g)糠虢2co(g)+2H2(g)。回答下列问题：

(1)已知相关物质的燃烧热(25。€\lOlkPa)：

物质

CH4(g)co(g)H2(g)

燃烧热(△MkJmoH)-890.3-283.0-285.8

则CH4—CO2催化重整反应的A//=_kJmol-'o

(2)将原料按初始组成n(CH4)：n(CO2尸1：1充入密闭容器中，保持体系压强为lOOkPa发生反应，达到平

衡时CO2体积分数与温度的关系如图所示。

%

、

源

东

茂

6拄

0T

温度/匕

71

①T「C、lOOkPa下，n(平衡时气体)：n(初始气体尸_；该温度下，此反应的平衡常数Kp=_(kPa)2(以分压

表示，列出计算式)。

②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CCh的体积分数，—点对应的平衡常数最小，理由

是—;一点对应压强最大，理由是—O

(3)900。(2下，将CM和CO2的混合气体(投料比1：1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器，测得CPU

的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注：目数越大，表示炭催化剂颗粒越小)

由图可知，75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为—，原因是一«

12.（2021•江西新余市•高三二模）研究氮的氧化物的性质对于消除城市中汽车尾气的污染具有重要意义。

回答下列问题：

（1）NO2有较强的氧化性，能将SO?氧化成SO,,自身被还原为NO,已知下列两反应过程中能量变化如

图1、图2所示，则NO?氧化SO2生成SO3（g）的热化学方程式为

（2）若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2co（g）+2NO（g）御版N2（g）+2CC）2（g）

、,n（CO）

△H=-759.8kJ-mol，若反应达到平衡时，所得的混合气体中含N,的体积分数随士滑的变化曲线如

n（NO）

图3.

①a、b、c、d四点的平衡常数从小到大的顺序为o

②若坐叁=°用，反应达平衡时，N2的体积分数为20%，则NO的转化率为。

n（NO）

（3）利用现代手持技术传感器探究压强对2NO式g）德战N^O/g）平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强

条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t|S、t,s时迅速移动活塞

后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图4所示。

②E、F、G、H四点对应气体的平均相对分子质量最大的点为o

(4)反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，一个化学反应往往是由多个基元反应分步进行

的，这个分步过程称为反应机理，机理中的快反应对整个反应速率的影响可以忽略不计。一定温度下，基

元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数的幕的连乘积成正比，如基元反应

mA(g)+nB(g)UpC(g)的“速率方程”可表示为v=kcn(A)-c"(B)(k为速率常数)。实验测得低温时某反

应的速率方程为丫=丘2(r^02)，其