2022届高考化学复习反应原理综合题

2022届高考化学复习专题反应原理综合题

1.(河北省张家口市2021届高三第二次模拟)氯乙烯是制备塑料的重要

中间体，可通过乙焕选择性催化加氢制备。已知：

I.C2H2(g)+HCl(g)；——^C2H3Cl(g)△H]=-124.8kJmolT

1

II.C2H2(g)+2HCl(g)^^C2H4Cl2(g)AH2=-l79.3kJ-moF

1

III.C2H2(g)；——^2C(s)+H2(g)AH3=-277.8kJ-moE

IV.部分化学键的键能如表所示。

化学键C-Cc=cC-HC-ClH-Cl

键能

347.7X413.4340.2431.8

/(kJ-mol-1)

回答下列问题：

⑴表中x=

(2)较低温度下乙烘选择性催化加氢过程只发生反应I和II。一定温度

下，向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为1:1充入C2H2(g)和

HCl(g),发生反应I和n。实验测得反应前容器内压强为PoPa,lOmin达到平

衡时C2H3cl(g)、HCl(g)的分压分别为pFa、p2Pao

①0〜lOmin内，反应的平均速率v(HCl)=Pa-minT(用分压表示，

下同)。

②C2H2(g)的平衡转化率为o

③反应I的平衡常数Kp=o

(3)高温度下，会发生反应III而形成积碳，其可能导致的后果为(答

出一点即可)；不同压强下，向盛放催化剂的密闭容器中以物质的量之比为1：1

充入C2H2(g)和HCl(g)发生反应，实验测得乙快的平衡转化率与温度的关系如

图1所示。P,、Pb、Pc由大到小的顺序为;随温度升高，三条曲线逐渐

趋于重合的原因为o

1(1

0，00

弓80

工60

)40

、20

唱-

学20

„140

-60

T80

T00

T20

(*(

40M8

))-TS2U.8

UIU)

DHSI

H+HO

H*E

++ZSH

G*HS

)ZZ

ZH

HZ。

ZU

。

图2

(4)结合试验和计算机模拟结果，有学者提出乙焕选择性催化加氢的反应

历程，如图2所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，TS表示过渡

态。下列说法正确的是(填选项字母)。

A.该历程中的最大能垒为97.8kTmo『

B.存在非极性键断裂和极性键形成

C.选择不同催化剂，最大能垒不发生变化

2.甲醇是重要的化工原料，也可作燃料。工业上可用CO?和乩在一定条件

下合成甲醇。回答下列问题。

(1)已知：CO和H2的燃烧热分别为283.0kJ・mol，285.8kJ•moF

11

,水的汽化热为44.OkJ-mol-,反应①C0+H20=C02+H2是生成合成甲醇的

原料气(CO。、Hj的重要反应，其热化学方程式为：C0(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)

AH=kJ•mol：

(2)某同学设计实验对反应①进行研究。将ImolHzO(g)和ImolCO充

入一个恒容密闭容器中，在催化剂和一定温度下达到化学平衡。如图是C0的

平衡转化率(盼随温度变化的曲线，260C时反应①的平衡常数K=o

（3）CO?和不在催化剂、一定温度下合成甲醇。图为在容积为1L的恒容

密闭容器中，加入3mol'和ImolCOz时经过相同时间甲醇产率与反应温度的

关系曲线：

260T℃

图（b）

曲线上A点（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡产率，理由是

，C点甲醇的产率低于B点的原因可能是（填标号）。

A.反应活化能增大B.催化剂活性低C.副反应多D.平衡常

数变大E.平衡逆向移动

（4）C0和乩在一定条件下也可以合成甲醇。在容积为1L的恒容密闭容

器中，加入amolHz和2.0molC0,在催化剂和260C温度条件下发生反应：

C0+2H2=CH30HO图为甲醇的浓度与反应时间的关系曲线，tP时的。逆_____tQ

时的，逆（填大于、小于或等于），判断的依据是,达平衡时氢气的浓度

为1.0mol/L,则起始时加入的氢气的物质的量为mole

3.(重庆市凤鸣山中学2020届高三第一次诊断)乙烯是重要的化工原

料。用CO2催化加氢可制取乙烯：C02(g)+3H2(g)|C2H4(g)+2H20(g)NH

<0

(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的△

盾—kj/molo(用含a、b的式子表示)

(2)几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的△层-76kJ/moL

则表中的x=_。

化学键c=oH-HC=CC—HH—0

键能

X436612414464

/kJ•mol-1

(3)向1L恒容密闭容器中通入ImolCOz和nmolHz，在一定条件下发生上

述反应，测得CO?的转化率a(C02)与反应温度T、压强P的关系如图所示。

a(CO2)

①Pl_p2(填“>”、

②平衡常数及—及。

③若B点时投料比喘\=3,则平衡常数瓜=_(代入数据列出算式即

可，不用化简)。

④其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高C02转化率的措施是

A.将产物从体系不断分离出去B.给体系升温

C.给体系加压D.增大比的浓度

(4)①以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO?转化为乙烯的工作

原理如图所示。则M极上的电极反应式为—o

电池

质子交候膜

②已知乙烯也能做燃料电池，当消耗标况下2.24L乙烯时，导线中转移电

子的数目为_。

4.(四川省攀枝花市2021届高三第二次统一考试)C0,制甲醇是极具前景

的资源化研究领域。CO?制甲醇有多种方法，其中C02催化加氢的主要反应是：

I.C02(g)+3H2(g)^^CH3OH(g)+H2O(g)△4=-49.4kJ/mol

II.CO2(g)+H2(g)(g)+H20(g)△兄=+41.2kJ/mol

回答下列问题：

(1)CO(g)+2H2(g)^^CH30H(g)X聆kj/molo

3

(2)已知反应I的速率方程为y正=kax(C()2)•[X(H2)],rjg=kA«X(CH30H)•

x(HzO),k正、k逆均为速率常数且只与温度有关，x为物质的量分数。其物质的

量分数平衡常数放=(以k正、k逆表示)

(3)控制CO?和此初始投料比为1：3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和

CO的产率的影响如图所示：

①温度升高，CO产率上升的原因是o

②在250C以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是

(4)300℃,在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.OmolCOz和3.2molH2,

反应I达到平衡状态时，CO2的转化率为50%,甲醇的选择性为60%(参与反应的

CO2中转化为甲醇的百分比)。则300c时反应I的平衡常数ao

(5)电催化还原二氧化碳制甲醇是新的研究热点。

①研究人员曾经用覆盖过渡金属的石墨为阴极，稀硫酸为电解质溶液，在

阴极通入C0,制得甲醇。阴极的电极反应式为：o

②研究人员用表面附着ZnO薄膜的CuzO为电极，以电催化还原CO2制甲醇

获得突破。附着ZnO薄膜的CuQ电极的制作方法是：在一定条件下，CuQ为阴

极，电解Zn(N0,溶液，在阴极表面沉积ZnO,电极反应式为(请补充完整)：

Zn2++NO；+2e=,。

③研究发现：其他条件相同时，电解不同浓度的Zn(N0,溶液所得电极用

于电催化制备甲醇产量的关系如图，其中最适宜制作电极的Zn(N0,溶液浓度

是mol/Lo

M

J

/

-

7J7

卷

=-

123456

时园」，

甲容产时丐辞离子浓度的关系

5.(四川省成都石室中学高2020届高三二诊)环境治理依然是当今的热

点问题。研究相关问题具有重要意义。回答下列问题：

(1)2N0(g)+02(g)n^2N()2(g)的反应历程分两步：

①2N0(g)=^N2()2(g)快△冰0

②N2()2(g)+02(g)n^2N02(g)慢△冰0

反应2N0(g)+02(g)^^2N02(g)的△后_(用含△〃和△〃的式子表示)。反

应①的活化能E1与反应②的活化能瓦的大小关系为瓦_瓦(填或

“=”)。

(2)工业上常利用CHd来吸收CO2生成C0和H2,再用也和C0合成甲醇。

如在恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为1.Omol・『的CH4与C02,在一定

条件下仅发生反应：C02(g)+CHKg)=^2C0(g)+2H2(g),测得CH,的平衡转化率

与温度及压强的关系如图1所示：

贝!I：①该反应的公心(填"=”或)0。

②压强6、P2、P3、•由大到小的关系为_。判断的理由是o压强

为P,时，在b点：v(正)—(填或“>”)v(逆)。

③对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也

可表示平衡常数(记作4)，当P4=0.36MPa,则a点的平衡常数4=—(保留3

位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压义物质的量分数)。

(3)燃煤烟气中硫的回收反应为2co(g)+S02(g)=2C02(g)+S(l)。在其他

条件相同、催化剂不同时，硫的回收反应中SO?的转化率随反应温度的变化如

图2所示。260℃时,(填“La2(VNiO”或“Ti(V)的催化效率最高。

La?()3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高，不考虑价格因素，选择

La203的主要优点是

(4)该小组用Na2s溶液充分吸收SO?得到NaHSOs溶液，然后电解该溶液

制得了硫酸。原理如图3,写出开始电解时阳极的电极反应式

\aHSO；溶港]

图3

6.(西南四省名校2021届高三第三次大联考)国内外目前生产苯乙烯的

方法主要是乙苯脱氢法，反应原理如下：

(1)已知：部分化学键的键能数据如下表所示:

共价键c-cC-HC=CH-H

键能/(kj・mo『)347.7413.4615436

贝！IAH产_______

(2)实际生产过程中，通常向乙苯中掺人水蒸气，保持体系总压为常压

(lOlkPa)的条件下进行反应。乙苯的平衡转化率与温度、投料比m[m=

的关系如图1所示。

①掺入水蒸气的目的是;

②投料比（mi、Hi?、nO由大到小的顺序为；

③若投料比m=l：9,反应温度为600C,并保持体系总压为常压的条件下

进行反应，下列事实不能作为该反应达到平衡的依据的是（填选项字

母）。

①丫正（乙苯）土逆（乙苯）

b.容器内气体密度不再变化

c.容器内气体的平均相对分子质量不再变化

d.苯乙烯的体积分数不再变化。

e.容器内苯乙烯与&的物质的量之比不再变化

④若ni2=l：9,保持体系总压为常压（lOlkPa）,则A点温度下，该反应的

平衡常数K=kPa（列出计算式即可，及为用平衡分压代替平衡浓度表示的平

衡常数，分压=总压X物质的量分数）；若其他条件不变，将A点对应起始反应

物置于某恒容密闭容器中，则乙苯的平衡转化率—（填或

“=”）60%»

（3）实验测得，乙苯脱氢反应的速率方程为v正二卜正・P乙苯，v逆二k逆・P苯乙醮・P氢

气（k正、k逆为速率常数）。如图2（Igk表示速率常数的对数；"表示表示温度的

倒数）所示，①②③④四条斜线中，Igk逆随（变化关系的是斜线③，则Igk正随

孑变化关系的是斜线o

Igk①,

//

/\@

7(K-1)

图2

(4)近年来，用CO,作为温和氧化剂，选择性氧化乙苯制苯乙烯的绿色反应

体系不断取得新进展。在CO?气氛下，乙苯脱氢反应可能存在一步法和二步法

两种途径，如图3所示。

g)

g3)

)/CO2(g)

A"3

1A&2，於

CO(g)+HO(g)

2途&OCO(g)+H2O(g)

则co2(g)+(J、(g)、催化剂、(g)+C0(g)+H20(g)反应的平衡

常数K=(用含及、%的代数式表示)。

7.(云南省曲靖市第一中学2020届高三二模)消除氮氧化物和硫氧化物

有多种方法。

(1)用活性炭还原法：某研究小组向某密闭容器中加入足量的活性炭和

N0,发生反应:C(s)+2N0(g)=N2(g)+C02(g)A^QkJ•moK1在TJC

下，反应进行到不同时间测得各物质的浓度部分数据如下：

时间

(min)

01020304050

浓度

mol/L

NO1.000.400.200.300.30

N200.400.600.60

C0200.600.60

一①0〜10min内，风的平均反应速率u（风）=,TJC时，该反应的

平衡常数於o

②30min后，若只改变一个条件，反应重新达到平衡时各物质的浓度如

上表所示，则改变的条件可能是（填字母）

a.加入一定量的活性炭b.改变反应体系的温度c.缩小容器的

体积d.通入一定量的NO

③若30min后升高温度至T2℃,重新达到平衡时，容器中N0、岫、C02的

浓度之比为7：3：3,则该反应的0（填"="、或

“V”）

（2）加3催化还原法：原理如图所示

催化剂

①若烟气中c（N0。：c（N0）=l：1,发生如图甲所示的脱氮反应时，反应

过程中转移1.5mol电子时放出的热量为113.8kJ,则发生该脱氮反应的热化

学方程式为o

②图乙是在一定时间内，使用不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱

氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂和相应温度分别为_；使用Mn作催化

剂时，脱氮率b〜a段呈现如图变化的可能原因是

（3）直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NO,生成亚

硝酸，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如图所示。

①图中b应连接电源的.（填“正极”或“负极”）。

②将石墨电极设置成颗粒状的目是O

③阳极的电极反应式为。

8.(湖南省长郡中学2020届高三第三次适应性考试)减弱温室效应的方

法之一是将C0?回收利用，科学家研究利用回收的CO?制取甲醛，反应的热化学

方程式为CO2(g)+2H2(g)义也0(g)+H20(g)AHo请回答下列问题：

(1)己知：

@CH20(g)+02(g)=C02(g)+H20(g)AH尸480kJ/mol

②相关化学键的键能数据如表所示：

化学键0=0H-H0-H

键能/kj・

498436464

mol1

贝(IC02(g)+2H2(g)式也0(g)+H20(g)AH=。

(2)一定条件下，将n(C02):n(H2)=l:2的混合气体充入恒温恒容的密闭

容器中，发生反应C02(g)+2H2(g)之兄0(g)+H20(g)o

①下列说明反应已经达到平衡状态的是—(填选项字母)。

a.容器内气体密度保持不变

b.H20的体积分数保持不变

c.该反应的平衡常数保持不变

d.混合气体的平均相对分子质量不变

②下列措施既能提高H?的转化率又能加快反应速率的是(填选项字

母)。

a.升高温度b.使用高效催化剂c.缩小容器体积d.扩大容器体

积

(3)实验室在2L密闭容器中进行模拟上述合成QW的实验。TJC时，将

体积比为1：4的C0?和为混合气体充入容器中，每隔一定时间测得容器内气体

压强如表所示：

时间

0102030405060

/min

压强

1.080.960.880.820.800.800.80

/kPa

①已知：vp(B)=W^2则反应开始10min内，用玲的压强变化表示该反

应的平均反应速率为—kPa.min^o

②TJC时，反应的平衡常数Kp的代数式为Kp=kPa"居为用各气体分

压表示的平衡常数，分压=总压义物质的量分数)。

(4)时，向体积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的玲和CO?的混

合气体，容器内气体压强为1.2kPa,反应达到平衡时，CH,。的分压与起始的

**关系如图所示：

n(CO2)

I1.522,5

MCOZj

①当/4=2时，反应达到平衡后，若再向容器中加入C(Ug)和

n(CO2)

H20(g),使二者分压均增大0.05kPa,则达到新平衡时，庆的转化率将

(填“增大”“减小”或“不变”)。

②当^^=2.5时，达到平衡状态后，CU0的分压可能是图象中的点

n(CO2)

—(填“D”“E”或"F”),原因为o

9.(广东省茂名市2021届高三第二次综合测试)有机氯化产品生产过程

中的副产品HC1可以在催化剂条件下转化为重要的化工原料CU,反应原理为

1

4HC1(g)+00(g)、催化剂、2cL(g)+2H.0(g)AH=-114.48kJ.molo

（1）科学家研究了压力为0.5MPa、原料质量空速为0.5hT和一定的进料比

时，不同催化剂对HC1制C1?的影响，实验数据如下图所示。由数据可知：最

佳的催化剂是；图中点a（填“是”或“否”）HC1的平衡转化

率。RuO?作催化剂，温度高于400。（2后继续升温，HC1的转化率略有下降，其

原因是o

100

W

卖

O

H

360380400420

反应温度TC

（2）研究发现，在t℃（＞100℃）和0.2MPa下，当HCl/O2进料比为2：1

时，HC1的平衡转化率为50%。

①其他条件不变的情况下，增大压强，勺将（填“增大”“不变”

或“减小”）；为了提高HC1的平衡转化率，除增大压强外，还可以采取的措

施有（写一条）。

②计算该条件下CU的平衡分压P”和平衡常数Kp（写出计算过

程）o

（3）下图是在一定温度和压强下，以活性CuO为催化剂，HCI和。2在反应

器中发生反应，不同质量空速WHSV［每小时内通过每千克催化剂的HC1的质

量（Kg）］对HC1转化率的影响。

500——1——1——1——1——1——u

0.20.30.40.50.60.70.8

WHSV/h-1

①b点每小时每千克催化剂可以催化生产CLmol（结果保留一位小

数)。

②从实验数据可知，最佳的质量空速为0.4hT~0.45hT。当质量空速高于

0.5hi时，HC1转化率迅速下降的原因是。

10.(四川省成都七中2020届高三理科综合二诊模拟)CO?的回收与利用是

科学家研究的热点课题。可利用CH4与CO,制备合成气(CO、H2),还可制备甲

醇、二甲醛、低碳烯经等燃料产品。

I.科学家提出制备“合成气”反应历程分两步：

反应①：CH4(g)-C(ads)+2H2(g)(慢反应)

反应②：C(ads)+C02(g)-2C0(g)(快反应)

上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：

(DCH,与CO2制备合成气的热化学方程式为：该反应在高温

下可自发正向进行的原因是,能量变化图中：E5+E1—E4+E2(填

或“=”)。

II.利用“合成气”合成申醇后，脱水制得二甲醛。

反应为：2cH30H(g)0cH30cH3(g)+H2O(g)AH

经查阅资料，在一定范围内，上述反应化学平衡常数与热力学温度存在如

下关系：］成尸2.205+270*7。其速率方程为：v正=k^c2(CH30H),v逆=1＜逆

•C(CH30CH3)«C(H20),k正、K逆为速率常数，且影响外因只有温度。

(2)反应达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数k逆增大的倍

数(填或"=")。

(3)某温度下，Kc=200,在密闭容器中加入一定量CH3OH。反应到某时刻测

得各组分的物质的量如下:

物质CH3OHCH30cH3H2O

物质的量

0.40.40.4

/mol

此时正、逆反应速率的大小：V正—V逆(填或“=”)。

(4)500K下，在密闭容器中加入一定量甲醇CLOH,反应到达平衡状态时,

体系中CH30cH3(g)的物质的量分数为(埴标号)

111

A.<—B.—C.>—D.无法确定

m.合成低碳烯经

(5)强碱性电催化还原CO,制备乙烯研究取得突破进展，原理如图所示。b

极接的是太阳能电池的极(已知PTFE浸泡了饱和KC1溶液)o请写出阴

极的电极反应式o

K阳债电池

¥敢保护以琪乂

【参考答案及解析】

大题训练(共10题)

1.(河北省张家口市2021届高三第二次模拟)氯乙烯是制备塑料的重要

中间体，可通过乙焕选择性催化加氢制备。已知：

I.C2H2(g)+HCl(g)、'C2H3cl(g)AH；=-124.8kJ-mol-1

1

II.C2H2(g)+2HCl(g)；——kC2H4C12(g)AH2=-179.3kJ-moF

1

III.C2H2(g)；——^2C(s)+H2(g)AH3=-277.8kJ-mor

IV.部分化学键的键能如表所示。

化学键c-cc=cC-HC-ClH-Cl

键能

347.7X413.4340.2431.8

/(kJ-mol-1)

回答下列问题：

⑴表中X=

(2)较低温度下乙烘选择性催化加氢过程只发生反应I和n。一定温度

下,向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为1：1充入C2H2(g)和

HCl(g),发生反应I和II。实验测得反应前容器内压强为p°Pa,lOmin达到平

衡时C2H3cl(g)、HCl(g)的分压分别为P】Pa、p2Pao

①0〜lOmin内，反应的平均速率v(HCl)=Pa-minT(用分压表示，

下同)。

②C2H2(g)的平衡转化率为o

③反应I的平衡常数Kp=。

(3)高温度下，会发生反应m而形成积碳，其可能导致的后果为(答

出一点即可)；不同压强下，向盛放催化剂的密闭容器中以物质的量之比为1：1

充入C2H2(g)和HCl(g)发生反应，实验测得乙快的平衡转化率与温度的关系如

图1所示。Pa>Pb、Pc由大到小的顺序为;随温度升高，三条曲线逐渐

趋于重合的原因为o

,(n0o

O8o-臂

ul6o

.4o

)32o

M/o

-2o■一'、T6.6—■

混-4o

锭6o

-8o

英-0o

2o

4o:-139%--------

SS*TS*3

OOOo

HwO

HH+66

+、H

+RH6

SH6

温度WO

图2

图1

(4)结合试验和计算机模拟结果，有学者提出乙焕选择性催化加氢的反应

历程，如图2所示，其中吸附在催化剂表面的物种用标注，TS表示过渡

态。下列说法正确的是(填选项字母)。

A.该历程中的最大能垒为97.8kJ-molT

B.存在非极性键断裂和极性键形成

C.选择不同催化剂，最大能垒不发生变化

【答案】615；包含；(上二支+；)xlOO%；

2。Po」

——?「、;积碳会降低催化剂的活性或选择性，导致氯乙烯产率

P2VP0+纣2)

下降；Pc>pb>pa；反应in前后气体分子数相等，高温下以反应HI为主；

B；

【分析】

通过乙快选择性催化加氢制备氯乙烯，较低温度下乙焕选择性催化加氢过

程只发生反应I和n。可结合该过程的Ap和At计算V(HCI),结合方程式计算

出各物质的物质的量分数，利用P分=P,当X物质的量分数计算。随温度升高，反

应I、II、ni都向逆向移动，乙焕的转化率逐渐减小，当温度升到一定程度

时，压强对乙快转化率无影响，说明高温下以反应m为主，因为反应m前后气

体分子数相等；

【详解】

(1)由盖斯定律，方程式H-方程式I得：HCl(g)+C2H3Cl(g)^C2H4Cl2(g)

△H=-54.5kJmoli,代入键能公式AH=431.8+x+413.4X3+340.2-347.7-413.4

X4-340.2X2=-54.5,解得x=615,故答案为：615；

⑵①恒容密闭容器中以物质的量之比为1：1充入C2H2(g)和HCl(g),实验

测得反应前容器内压强为P°Pa,则反应前p(lU=?Pa,v(HCl)=

(?-P2)Pa_p°_2P之故答案为:Po-2P2

-------------------------------------------Jrd.•iimi20

10min20

C2H2(g)+HCl(g)=C2H3cl(g)

②

转化(Pa)PiPiPi

C2H2(g)+2HCl(g)UC2H4C12(g)

，则C2H2(g)的平衡转化

转化(Pa)若P2PoPlP2

422

,PoPiP

Pni-----------2n—n1

率=---4__2_2_xl00%=(Pi.+“io。％,故答案为:

PoPo2

2

Pl~P2+J_)xlOO%

Po2

③平衡时pCH,吟-吟楞-华+pj=粤卡+4,P(C2H3C1)=P1,

乙I乙乙I乙乙

P(C2H3CI)_Pl

-=

p(HCl)=y-(P1+yPi-P2)=P2»Kp=p(C2H2)p(HCl)(Po_Pi+P2_)Xp2

4Pl______烟外索头t4Pl_______

P2(p°—2叩+2P2)，故口案为：p2(p0-2pj2P2)；

(3)高温度下，会发生反应in而形成积碳，其可能导致的后果为：积碳会

降低催化剂的活性或选择性，导致氯乙烯产率下降；增大压强使平衡正向移

动，乙快转化率增大，压强越大，乙快转化率越大，故P0>Pb>Pa，随温度升

高，反应I、II、III都向逆向移动，乙快的转化率逐渐减小，当温度升到一定

程度时，压强对乙快转化率无影响，说明高温下以反应in为主，因为反应m前

后气体分子数相等；故答案为：积碳会降低催化剂的活性或选择性，导致氯乙

烯产率下降；pc>pb>pa；反应ni前后气体分子数相等，高温下以反应III为主；

(4)A.该历程中的最大能垒为123.0kJ-mo「，故A不符合；

B.由图可知，存在非极性键断裂和极性键形成，故B符合；

C.选择不同催化剂，最大能垒发生变化，故C不符合；

综上，本题选B。

2.甲醇是重要的化工原料，也可作燃料。工业上可用CO?和小在一定条件

下合成甲醇。回答下列问题。

(1)已知：C0和H2的燃烧热分别为283.0kJ•mor\285.8kJ・moF

11

,水的汽化热为44.OkJ•mol,反应①CO+H2O=CO2+H2是生成合成甲醇的

原料气(C02、HJ的重要反应，其热化学方程式为：C0(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)

AH=kJ•molo

（2）某同学设计实验对反应①进行研究。将ImolHzO（g）和ImolCO充

入一个恒容密闭容器中，在催化剂和一定温度下达到化学平衡。如图是C0的

平衡转化率（盼随温度变化的曲线，260C时反应①的平衡常数K=。

（3）CO?和庆在催化剂、一定温度下合成甲醇。图为在容积为1L的恒容

密闭容器中，加入3moll和ImolCOz时经过相同时间甲醇产率与反应温度的

关系曲线：

260T'C

图（b）

曲线上A点（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡产率，理由是

,C点甲醇的产率低于B点的原因可能是（填标号）。

A.反应活化能增大B.催化剂活性低C.副反应多D.平衡常

数变大E.平衡逆向移动

（4）CO和H?在一定条件下也可以合成甲醇。在容积为1L的恒容密闭容

器中，加入amolHz和2.0molC0,在催化剂和260c温度条件下发生反应：

C0+2H2=CH30HO图为甲醇的浓度与反应时间的关系曲线，tP时的。逆_____tQ

时的，逆（填大于、小于或等于），判断的依据是,达平衡时氢气的浓度

为1.0mol/L,则起始时加入的氢气的物质的量为mole

【答案】(1)-41.2

(2)9

(3)不是该反应为放热反应，平衡产率随温度的升高而降低BCE

(4)小于tP时的甲醇浓度小于1时浓度，反应速率更慢3.3

【解析】(析■的燃烧热为-285.8kJ・molT,故热化学方程式为L(g)+

102(g)=乩0(1)△层-285.8KJ・mol?CO的燃烧热为-283.OkJ・mol，

1

故热化学方程式为①CO(g)+1o2(g)=C02(g)A^-283.OKJ•mol-,②乩

(g)+02(g)=H20(1)△层-285.8KJ・mol—(3)H20(1)=H20(g)△

-1

H=+44.OKJ•mol,IX①一②一③得，CO(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)

41.2kJ•moPo故答案为：-41.2；

(2)对反应①C0(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)进行研究。

“2(g

CO(g)+%。脑)=co2(g)+

。开始1100

C变化0.750.750.750.75

C平衡0.250.250.750.75

260c时反应①的平衡常数=9。故答案为：9；

(3)曲线上A点不是对应温度下的平衡产率，理由是该反应为放热反

应，平衡产率随温度的升高而降低，C点甲醇的产率低于B点的原因可能

是：A.反应活化能增大，不影响产率，故错误；B.催化剂活性低，产率降

低，故正确；C.副反应多，消耗大量原料，故正确；D.平衡常数变大，平衡

正向移动，产率升高，故错误；E.平衡逆向移动，产率降低，故正确；故选

BCE；故答案为：不是；该反应为放热反应，平衡产率随温度的升高而降低；

BCE；

(4)甲醇的浓度与反应时间的关系曲线可知，tP时的〃逆小于tq时的

/逆，tP时的甲醇浓度小于tq时浓度，反应速率更慢；由图平衡时C(CH30H)=

11

1.15mol•L-,由方程式C0+2H2=CH30H得氢气的浓度变化量为2.3mol•L-,起

始时加入的氢气的浓度为(2.3+1)mol•L=3.31noi•「,则起始时加入的氢

气的物质的量为3.3mol；故答案为：小于：tP时的甲醇浓度小于时浓度，

反应速率更慢；3.3o

3.(重庆市凤鸣山中学2020届高三第一次诊断)乙烯是重要的化工原

料。用CO,催化加氢可制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)^^；C2HKg)+2H2O(g)NH

<0

(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的△

盾—kj/molo(用含a、b的式子表示)

(2)几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的△年-76kJ/moL

则表中的X=一O

化学键c=oH—HC=CC-HH—0

键能

X436612414464

/kJ•mol-1

(3)向1L恒容密闭容器中通入ImolCOz和nmoll，在一定条件下发生上

述反应，测得CO?的转化率a(C02)与反应温度T、压强P的关系如图所示。

a(CO2)

①Pi_P2(填或“="，下同)。

②平衡常数及—及。

③若B点时投料比喘\=3,则平衡常数瓜=_(代入数据列出算式即

llyJ

可，不用化简)。

④其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高C02转化率的措施是

A.将产物从体系不断分离出去B.给体系升温

C.给体系加压D.增大比的浓度

(4)①以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO?转化为乙烯的工作

原理如图所示。则M极上的电极反应式为—o

电池

质子交候膜

②已知乙烯也能做燃料电池，当消耗标况下2.24L乙烯时，导线中转移电

子的数目为_。

【答案】(1)(a-b)或者-(b-a)

(2)803

⑶②〉③0.3752X15④CD

0.25x0.753

(4)①2co2+12e-+12H+=C2H4+4H2O②1.

【解析】(I)AH=生成物总能量-反应物总能量，根据图中信息，可知

为(a-b)kj/mol或为-(b-a)kj/mol；故答案为：(a-b)或者-(b-a)；

(2)△!!=反应物的键能总和-生成物的键能总和，实验测得上述反应的△

^-76kJ/mol,带入表中化学键的键能数据，△年

2x+3x436-；(612+414x4)+4x464,解得x=803,故答案为：803；

(3)①可逆反应C02(g)+3Hz(g)=^；C2HKg)+2H2()(g)\H<Q,正反应

是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，C0,转化率增大，则根据图

中A、B两点可判断PKPz；该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反

应方向移动，平衡常数｛减小，则图中平衡常数及〉4;

③平衡常数&心2再①辿&若B点时投料比喘\=3,可列三

3

C(CO2)XC(H2)n(CC)2)

CO?®+3H2(g)=jC2H4(g)+2H2O(g)

段式如下：初始浓度1300

变化浓度0.752.250.3751.5

平衡浓度0.250.750.3751.5

则平衡常数常=03755x1.52,故答案为：0.375”1.52:

0.25x0.7530.25x0.753

④其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高C0,转化率的措施

A.将产物从体系不断分离出去，反应速率减慢，不符合题意；

B.给体系升温，平衡逆向移动，减小CO2转化率，不符合题意；

C.给体系加压，平衡正向移动，反应速率也加快，符合题意；

D.增大庆的浓度平衡正向移动，反应速率也加快，符合题意；

故答案为：CD

(4)①由图可知,M极消耗C0”产生C2H〃发生还原反应;N极上产生02,发

生氧化反应,所以M极作电解池阴极,N极作电解池阳极,已知稀硫酸为电解质溶

+

液,所以M极上的电极反应式为2C02+12e+12H=C2H4+4H20,

故答案为:2C02+12e+12H=C2H4+4H20；

②当消耗标况下2.24L乙烯时，由上题分析可知C2HL12e,则导线中转

移电子的数目为L2M，故答案为：1.2NA。

4.(四川省攀枝花市2021届高三第二次统一考试)CO。制甲醇是极具前景

的资源化研究领域。CO?制甲醇有多种方法，其中CO2催化加氢的主要反应是：

I.CO2(g)+3H2(g)30H(g)+H2O(g)△〃=-49.4kJ/mol

II.C02(g)+H2(g)(g)+H20(g)△豆=+41.2kJ/mol

回答下列问题：

(l)CO(g)+2H2(g)^^CH30H(g)A^=kj/molo

3

(2)已知反应I的速率方程为7iE=kIE*X(C02)•[x(H2)],v逆=卜逆・*((3130HA

x(HQ),k正、k逆均为速率常数且只与温度有关，x为物质的量分数。其物质的

量分数平衡常数放=(以k正、k