押广东卷化学第19题化学反应原理综合题-2022年高考化学临考题号押题（广东卷）

押广东卷化学第19题化学反应原理综合题化学反应原理综合题主要把热化学、化学反应速率及三大平衡、电化学知识融合在一起命题，大多有图像或图表。重点考查热化学(或离子、电极)方程式的书写、反应速率大小、平衡常数及转化率的计算、电化学装置、平衡曲线的识别与绘制等。试题设问较多，考查的内容也就较多，导致思维转换角度较大。试题的难度较大，对思维能力的要求较高。这类试题具有较大的综合性,能很好地考查同学们应用化学知识解决实际问题的能力。预测2022年的广东卷对于化学反应原理综合题的考查会以热化学、化学反应速率和化学平衡为主，除了常规的热化学方程式的书写、化学反应速率、化学平衡常数和转化率的计算等考查点以外，应特别注意新的反应机理问题，可能会出现比较新颖的陌生的化学用语。这类题主要考查学生分析与推测、归纳与论证能力。一、必备知识（一）反应热的计算(1)利用键能计算反应热:ΔH=∑E(反应物)∑E(生成物),即ΔH等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差。(2)由反应物、生成物的总能量计算反应热:ΔH=生成物总能量反应物总能量,这类计算通常会通过图像的方式给出反应物、生成物的能量。(3)应用盖斯定律既可以计算出目标反应的ΔH,也可以得出目标反应的热化学方程式。这是热化学的重点考查方式。①调方向:根据目标方程式反应物、生成物的位置,调整已知方程式的反应方向。满足目标方程式各物质的位置要求,注意方程式方向改变ΔH符号随之改变。②调系数:把目标方程式中不存在的物质的系数调整为相等。③相加:然后把调整好的方程式相加就得到目标方程式,必要时可约简化学计量数。同时也得到相应方程式的反应热ΔH。（二）化学平衡状态的判断(1)直接判定是否“有正有逆,快慢相等”:v正=v逆(实质)①同一物质的生成速率等于它的消耗速率。②对于不同的物质可通过化学方程式中的化学计量数之比,转化为同一物质,但必须是不同方向的速率。(2)间接判定是否“变量不变”:关键是看欲判定的因素是否与可逆化学反应具备相关性,即可逆反应向某一方向进行时,该因素是否随之发生变化:①若条件随反应进行发生变化,说明具备相关性,条件“不变”时,建立平衡。②若条件不随反应进行发生变化,说明不具备相关性,条件任何时候均“不变”,不一定建立平衡。说明:对于平衡状态的判断,新的判断形式不断出现,如绝热过程中的热量变化、化学平衡常数、有关图像等。在分析时只要抓住欲判断量是否与化学反应具备相关性就能做出正确判定。（三）化学反应速率和化学平衡图像题解法思路(1)两个原则①先拐先平。例如，在转化率—时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。②定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。(2)三个步骤（四）外界条件改变对化学反应速率和化学平衡的影响外界条件改变eq\o(→,\s\up8(影响))反应速率eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(v正,v逆))eq\o(→,\s\up8(影响))eq\a\vs4\al(化学平衡，)可归纳为：（五）反应原理中的计算1.化学反应速率的计算与比较(1)依据化学反应速率的定义进行计算:v=QUOTEΔcΔt=QUOTEΔnV·Δt。(2)通过方程式的计量数把一种物质的反应速率转化为另一物质的反应速率。(3)常出现的错误:①把物质的量当成浓度,忽略容器的容积。②漏写单位或单位写错。(4)化学反应速率的比较①通过反应条件比较大小,高温、高压、增大浓度、使用催化剂时化学反应速率都要加快。②用不同物质表达的反应速率要通过方程式转化为同一物质再做比较。③把速率的单位换算成相同单位,用各物质的速率数值与各自计量系数比值比较。2.转化率、平衡常数的计算基于三段式的计算明确三个量：起始量、变化量、平衡量如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·L－1。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/mol·L－1ab00变化/mol·L－1mxnxpxqx平衡/mol·L－1a－mxb－nxpxqx(1)计算平衡常数K＝eq\f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)①固体或纯液体的浓度是常数,平衡常数表达式中不能出现固体或纯液体物质的浓度。②化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。③平衡常数表达式与方程式的书写形式有关,对于同一个反应,当方程式的化学计量数发生变化时,平衡常数的数值及单位均发生变化,当方程式逆写时,此时平衡常数为原平衡常数的倒数。④K、Kp的关系:Kp,仅适用于气相发生的反应。当把化学平衡常数K表达式中各物质的浓度用该物质的分压来表示时,就得到该反应的平衡常数Kp,其表达式的意义相同。(2)计算“三个量”①转化率＝eq\f(n转化,n起始)×100%＝eq\f(c转化,c起始)×100%。[特别提醒]转化率表示反应进程,切不可把转化率一律定势认为“平衡转化率”。②生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来说，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率＝eq\f(产物实际质量,理论产量)×100%。③混合物中某组分的百分含量＝eq\f(平衡量,平衡总量)×100%。（3）化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的方向通过与浓度商的大小比较,判断反应进行的方向。对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定温度下的任意时刻,浓度商(Qc)表达式为Qc=QUOTEcp(C)·c若Qc<K,v(正)>v(逆),向正反应方向进行。若Qc=K,v(正)=v(逆),反应处于平衡状态。若Qc>K,v(正)<v(逆),向逆反应方向进行。(2)判断反应的热效应升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;K值减小,则正反应为放热反应。3.电离平衡常数、溶度积常数的比较、计算（1）.表达式常数符号适用体系平衡关系式(实例)及平衡常数表达式水的离子积常数KW任意水溶液H2OH++OHKW=c(H+)·c(OH)弱电解质电离平衡常数Ka或Kb弱酸或弱碱溶液HFH++FKa=QUOTEc(H+)·NH3·H2ONQUOTEH4++OHKb=QUOTEc(NH4+盐的水解平衡常数Kh弱酸、弱碱盐溶液CH3COO+H2OCH3COOH+OHKh=QUOTEc(CH3COOH溶度积常数Ksp难溶电解质饱和溶液对于组成为AmBn的电解质,饱和溶液中存在平衡AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm)（2）溶液中几种平衡常数间的关系①Qc与K(Ka、Kh、KW、Ksp)的关系两者表达式相同,若Qc<K,平衡正向移动;若Qc=K,平衡(状态)不移动;若Qc>K,平衡逆向移动。②平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。升高温度,Ka、Kb、KW、Kh均增大。③Ka、Kh、KW三者的关系式为Kh=QUOTEKWKa;Kb、Kh、KW三者的关系式为Kh=QUOTEKWKb。④对二元弱酸的Ka1、Ka2与相应酸根离子的Kh1、Kh2的关系式为Ka1·Kh2=KW,Ka2·Kh1=KW。（3）溶液中的“四大常数”使用注意点①KW是溶液中c(H+)与c(OH)的关系,并非是水电离的c(H+)与c(OH)的乘积。②Ksp越大,其溶解度不一定就会越大。Ksp还与难溶物化学式中的各离子配比有关。③当离子浓度差距很大的时候,通过调节某种离子的浓度,可实现难溶电解质由Ksp小的向Ksp大的转化。（4）电离平衡常数、溶度积常数的计算①根据定义式,通过三段式等方法表达出定义式中各分项的数值代入表达式计算。对于一元弱酸HA:HAH++A,电离常数:K=QUOTEc(H+)·c(对于难溶物AmBn,Ksp=cm(An+)·cn(Bm)。②有时对于弱电解质的溶液,需要通过溶液的酸碱性、电荷守恒、物料守恒等方法求出各离子浓度,再代入电离平衡常数表达式进行计算。③当溶液中同时存在多个电解质的电离平衡、沉淀溶解平衡时,可以通过已知平衡的平衡常数、溶度积常数表达式通过数学运算得出目标平衡的电离平衡常数或溶度积常数。二、解题程序第一步——读题：对于陌生度较高的信息要做到逐字逐句阅读，挖掘关键字，排除干扰信息，找出有效信息。第二步——联题：在读题的基础上，结合题目中的问题或选项分析本题考查的知识板块，联系中学化学知识体系，寻找要提取的信息。第三步——析题：找到需要的信息后，需进行分析。分析时要从大脑信息库中迅速提取所需要的知识，并使思维从新情境回归到课本、回归到平时的学习中来。第四步——解题：解题时要注意根据题目的要求回答相应问题。如果是简答题一定要言简意赅，即一定要做到联系化学原理，切入点正确，分析、说理层次清晰，要点全面。例1（广东省茂名市2022届高三第二次综合测试）当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO2利用技术，降低空气中CO2含量成为研究热点。工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH)，过程中发生如下两个反应：反应I：反应II：(1)①一定条件下，一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为：

_______。②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为120，则该反应的Ea(正)活化能为_______。(2)①反应I在催化剂M表面进行，其中CO2生成CH3OH的历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面的物种，TS表示过渡态，能量的单位为eV)。下列说法正确的是_______。A．在反应过程中有极性键的断裂B．本历程共分为5步反应进行C．本历程的决速步骤的反应为：D．加入催化剂M可以提高甲醇的平衡产率②在催化剂M表面进行反应I，当起始量时，在不同条件下达到平衡，体系中CO2的转化率为α(CO2)，在T=400℃下α(CO2)随压强变化关系和在p=60MPa下α(CO2)随温度变化关系如下图所示。其中代表在T=400℃下α(CO2)随压强变化关系的是_______(填“a线”或“b线”)；a、b两线的交点E对应的平衡常数_______(填“相同”或“不同”)。当α(CO2)为80%时，反应条件可能是_______。(3)温度为T℃时，在一个刚性容器中模拟工业上合成CH3OH，往容器中通入1molCO2、3molH2进行反应，反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。时间/min01020304050压强/MPa12010595908888(已知：CH3OH选择性=)请计算反应开始至40min的平均反应速率v(CH3OH)=_______MPa/min；此时CH3OH的选择性为80%，则反应I的压强平衡常数Kp=_______(只列计算式，压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压气体物质的量分数)。【答案】(1)

92

161(2)

ABC

a线

不同

80MPa，400℃或60MPa，200℃(3)

0.4

【解析】(1)①一定条件下，一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为：根据盖斯定律，

。故答案为：92；②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为120，则该反应的Ea(正)活化能为。故答案为：161；(2)①A．在反应过程中二氧化碳断了碳氧双键，属于极性键，A正确。B．由历程图可知，本历程有5个过渡态，故本历程共分为5步反应进行，B正确。C．决速步骤为慢反应，反应所需要的活化能最高，由历程图可知，活化能最高的一步为到TS3，所以本历程决速步骤的反应为：，C正确。D．加入催化剂M可以提高反应速率，但催化剂不影响平衡，故不能改变甲醇的平衡产率，D错误。故答案为：ABC；②反应I为；达到平衡后，增大压强，平衡正向移动，α(CO2)增大，故a线代表在T=400℃下α(CO2)随压强变化关系；这是一个放热反应，达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，α(CO2)减小，故b线代表在p=60MPa下α(CO2)随温度变化关系。a、b两线的交点E对应的反应条件为400℃、50MPa和500℃、60MPa，这两个条件的温度不同，故平衡常数K不同。当α(CO2)为80%时，对应a线的条件为80MPa，400℃；对b线的条件为60MPa，200℃。。故答案为：a线；不同；80MPa，400℃或60MPa，200℃；(3)温度为T℃时，在一个刚性容器中模拟工业上合成CH3OH，在40min时达到了平衡，设反应I中CO2的转化量为xMPa，反应II中CO2的转化量为yMPa，可利用表中数据列压强三段式：平衡时，，，，，，。所以；的选择性为80%，CH3OH选择性，可求出y=4，所以平衡时，，，，反立I的。故答案为：0.4；。例2（广东省广州市2022届高三下学期二模）乙烯是石油化工最基本原料之一。I．乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)ΔH1＞0。(1)提高乙烷平衡转化率的措施有_______、_______。(2)一定温度下，向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2，初始压强为100kPa，发生上述反应，乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为_______kPa，该反应的平衡常数Kp=_______kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。II．在乙烷中引入O2可以降低反应温度，减少积碳。涉及如下反应：a．2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g)△H2＜0b．2C2H6(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(g)△H3＜0c．C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)△H4＜0(3)根据盖斯定律，反应a的△H2=_______(写出代数式)。(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化，需要寻找催化剂降低反应_______(选填“a、b、c”)的活化能。(5)常压下，在某催化剂作用下按照n(C2H6)：n(O2)=1：1投料制备乙烯，体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如下图所示。①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的原因是_______。②在570~600°C温度范围内，下列说法正确的有_______(填字母)。A．C2H4产率随温度升高而增大B．H2O的含量随温度升高而增大C．C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大D．此催化剂的优点是在较低温度下降低CO的平衡产率③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如下图所示。写出该历程的总反应方程式_______。该历程的催化剂是_______。【答案】(1)

减小压强

升高温度(或及时移出生成物，任写两个)(2)

220

30(3)△H3−2△H4(4)a(5)

a、c反应是放热反应，升高温度，a平衡逆向移动较大

BD

2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g)

BNOH【解析】(1)C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)

ΔH1＞0，该反应是体积增大的吸热反应，提高乙烷平衡转化率的措施有减小压强，平衡向体积增大的反应方向移动即正向移动；升高温度，平衡向吸热反应方向移动即正向移动；或及时移出生成物，平衡正向移动；故答案为：减小压强；升高温度(或及时移出生成物，任写两个)。(2)一定温度下，向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2，初始压强为100kPa，假设都为1mol，发生上述反应，乙烷的平衡转化率为20%，，根据压强之比等于物质的量之比得到，解得x=220kPa即平衡时体系的压强为220kPa，该反应的平衡常数；故答案为：220；30。(3)根据盖斯定律，反应b减去反应c的2倍得到反应a的△H2=△H3−2△H4；故答案为：△H3−2△H4。(4)为减少过度氧化，主要是制备C2H4，加快反应a的反应速率，因此需要寻找催化剂降低反应a的活化能；故答案为：a。(5)①分析a、c反应都为放热反应，升高温度，两者反应平衡逆向移动，则乙烯的物质的量百分数降低；故答案为：a、c反应是放热反应，升高温度，a平衡逆向移动较大。②A．根据图中信息，C2H4产率随温度升高而降低，故A错误；B．乙烷转化率增大，生成水的量增大，而乙烯量减小，说明反应c后来增大，水的量增大，因此H2O的含量随温度升高而增大，故B正确；C．根据图中信息C2H6转化率增大，则C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而降低，故C错误；D．根据图中信息，CO在较高温度时含量较大，因此该催化剂的优点是在较低温度下降低CO的平衡产率，故D正确；综上所述，答案为：BD。③根据反应历程过程I、III有氧气参与反应得到乙烯，过程II有乙烷参与反应水，得到该历程的总反应方程式2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g)；该历程中BNOH参与反应，最后又生成BNOH，因此该历程的催化剂是BNOH；故答案为：2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g)；BNOH。1．（广东省20212022学年高三下学期一模）由与制备甲醇是当今研究的热点之一，也是我国科学家2021年发布的由人工合成淀粉(节选途径见下图)中的重要反应之一。已知：反应②：

；反应③：

。(1)反应①的热化学方程式为_______；若过程II中得到4mol电子，则理论上可生成_______molHCHO。(2)反应①在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注，TS为过渡态。该反应历程中决速步骤的化学方程式为_______，催化剂使该步骤的活化能降低_______eV。(3)某研究小组采用上述催化剂，向密闭容器中通入和，只发生反应①和反应②，在不同条件下达到平衡，在T=300℃下甲醇的体积分数随压强p的变化、在p=600kPa下随温度T的变化，如下图所示。i．下列说法正确的是_______(填标号)。A．曲线a为等压线，曲线b为等温线B．增大与的浓度，反应①和反应②的正反应速率都增大C．反应①的平衡常数：K(X)=K(Y)D．反应②的正反应速率：v(X)<v(M)ii．已知M点：容器中为，CO为，则此时的分压为_______kPa，反应①的压强平衡常数_______(压强平衡常数是以分压代替浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。iii．图中M点的高于N点的原因是_______。【答案】(1)

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O

ΔH=49.5kJ/mol

2(2)

H2CO+2H2(g)=H2CO*+OH*+3/2H2(g)

0.20(3)

BD

80

2.5×106

反应①为放热反应，且正反应是气体体积减小的反应，M点相对于N点，温度更低，压强更大，有利于反应①平衡正向移动，φ(CH3OH)增大【解析】(1)由题干反应历程图可知，反应①为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)可由反应②反应③，根据盖斯定律可知，=(+40.9kJ/mol)90.4kJ/mol=49.5kJ/mol，反应①的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O

ΔH=49.5kJ/mol，由过程II的反应CH3OH+O2=HCHO+H2O2可知，若过程II中得到4mol电子，则理论上可生成2molHCHO，故答案为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O

ΔH=49.5kJ/mol；2；(2)多步反应中，活化能越大，反应速率越慢，决定着总反应的速率，由图示可知该反应历程中决速步骤的化学方程式为H2CO+2H2(g)=H2CO*+OH*+3/2H2(g)，该步骤无催化剂是的活化能为：(1.80=0.20)=1.60eV，有催化剂时的活化能为：(0.4(1.00))=1.40eV，故催化剂使该步骤的活化能降低1.601.40=0.20eV，故答案为：H2CO+2H2(g)=H2CO*+OH*+3/2H2(g),0.20；(3)i．已知反应①为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=49.5kJ/mol升高温度，平衡逆向移动，CH3OH的体积分数减小，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，反应②：升高温度，平衡正向移动，增大压强，平衡不移动，据此分析解题：A．由上述分析可知，压强相同时，升高温度，反应①平衡逆向移动，反应②平衡正向移动，导致CH3OH的体积分数减小，则曲线a为等温线，曲线b为等压线，A错误；B．增大反应物浓度，正反应速率增大，则增大与的浓度，反应①和反应②的正反应速率都增大，B正确；C．由A分析可知，曲线a为等温线，即Y点温度为300℃，X点温度为200℃，反应①升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故反应①的平衡常数：K(X)＞K(Y)，C错误；D．由A分析可知，曲线a为等温线，即X点温度为200℃，而M点温度为800℃，温度越高反应速率越快，反应②的正反应速率：(X)<(M)，D正确；故答案为：BD；ii．由三段式分析可知：、，已知M点：容器中为，CO为，即y=，1xy=，解得：x=，则平衡时气体总的物质的量为：(1xy)+(33xy)+x+y+(x+y)=42x=42=，此时容器的总压强为800kPa，则此时的分压为=80kPa，同理可知，p(CH3OH)==80kPa，p(H2)=400kPa，p(H2O)=160kPa，反应①的压强平衡常数==2.5×106，故答案为：80；2.5×106；iii．反应①为放热反应，且正反应是气体体积减小的反应，M点相对于N点，温度更低，压强更大，有利于反应①平衡正向移动，φ(CH3OH)增大，故答案为：反应①为放热反应，且正反应是气体体积减小的反应，M点相对于N点，温度更低，压强更大，有利于反应①平衡正向移动，φ(CH3OH)增大。2．（广东省汕头市2022届高三下学期第一次模拟考试）绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源。(1)氢气是一种环保的气体，不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如下：化学键O=OHHOH键能E/()abc则氢气燃烧热的=___________kJ/mol(用含a、b、c代数式表示)(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：

在℃时，将0.10molCO与0.40mol充入5L的容器中，反应平衡后的物质的量分数。①CO的平衡转化率___________%，反应平衡常数___________。(结果保留2位有效数字)②保持K不变，提高CO平衡转化率措施有：___________。(任意一条)③由℃时上述实验数据计算得到～x(CO)和～x()的关系可用如图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为___________。(填字母)④研究表明，CO催化变换反应的速率方程为：式中，x(CO)、x()、x()、x)分别表示相应的物质的量分数，为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，CO催化变换反应的___________(填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析，T＞Tm时v逐渐减小的原因是___________。(3)氨电解法制氢气利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。阳极的电极反应式为___________。【答案】(1)或(2)

40

0.074或

增加、减小进气比[]、分离出或

B

E

减小

减小对v的降低大于k增大对v的提高(3)【解析】(1)H2（g）+O2（g）═H2O（g）反应热=反应物总键能生成物总键能，则bkJ•mol1+×akJ•mol12×ckJ•mol1,则氢气燃烧热的=或kJ/mol(用含a、b、c代数式表示)故答案为：或；(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：

在℃时，将0.10molCO与0.40mol充入5L的容器中，反应平衡后的物质的量分数，，x=0.04mol。①CO的平衡转化率=40%，反应平衡常数=0.074或。(结果保留2位有效数字)故答案为：40；0.074或；②保持K不变，提高CO平衡转化率措施有：增加、减小进气比[]、分离出或。(任意一条)故答案为：增加、减小进气比[]、分离出或；③对于正向

反应建立平衡时：氢的体积分数为0.08，升高温度，正、逆反应速率均加快，因此排除A点，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡逆向移动，再次平衡时氢的物质的量分数减小，因此排除C点，故选B点；对于逆向

反应建立平衡时：CO的体积分数为，=0.12，升高温度，正、逆反应速率均加快，排除F点，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡正向移动，再次平衡时CO的物质的量分数增加，大于于0.12，排除D，故选E点；因此反应重新达到平衡，v正～x（CO）对应的点为B，v逆～x（H2）对应的点为E，故答案为：BE；④温度升高时，

，平衡逆向移动，CO催化变换反应的减小(填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析，T＞Tm时逐渐减小的原因是减小对v的降低大于k增大对v的提高。故答案为：减小；减小对v的降低大于k增大对v的提高；(3)阳极氨气失电子发生氧化反应生成氮气，阳极的电极反应式为，故答案为：。3．（广东省深圳市2022届高三下学期第二次调研）CO、CO2加氢有利于缓解化石能源消耗，实现“碳中和”.该体系主要涉及以下反应：反应I：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1<0反应II：2CO(g)+4H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g)ΔH2<0反应III：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH3<0反应IV：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH4<0反应V：2CH3OH(g)C2H5OH(g)+H2O(g)ΔH5回答下列问题：(1)上述反应中，ΔH5=____(写出一个代数式即可)。(2)密闭容器中，上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列描述正确的有____(填标号)。A．加入催化剂，可提高CO2的平衡转化率B．降低温度，反应Ⅱ的正反应速率增大，逆反应速率减小C．增大CO的浓度，反应Ⅲ、IV的平衡均向左移动D．恒温恒容充入氩气，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡不移动(3)恒容下，n(CO)=n(CO2)=1mol，并按照不同氢碳比[]投料，发生上述反应。图甲表示不同氢碳比时，[CO+CO2]的总平衡转化率随温度变化的关系；图乙表示氢碳比=3时，平衡后体系中C2H5OH、CH3OH的选择性随温度变化的关系。已知：CH3OH的选择性=×100%；C2H5OH的选择性=×100%①图甲中x____3(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是____。②Q点对应的体系中n(CH3OH)=___mol；此时，H2转化了4mol，则反应2CH3OH(g)C2H5OH(g)+H2O(g)的平衡常数Kp=____(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，结果保留两位有效数字)。(4)常温常压下，以Ag为催化剂，在酸性水溶液中将CO2电催化还原为CO的反应历程如图所示：①据图，CO和CO2相比，____(填化学式)更稳定。②吸附在催化剂表面上的物种用*标注，图中第一步反应为CO2+e+H+=*COOH，则第二步反应为____。【答案】(1)ΔH22ΔH1或ΔH32ΔH4(2)CD(3)

大于

相同温度下，氢碳比越大(或增加氢气的物质的量)，该体系加氢反应的平衡向右进行，CO和CO2的平衡转化率均增大，故x＞3

0.8

0.75(4)

CO2

*COOH+H++e=H2O+*CO【解析】(1)根据盖斯定律，ⅡⅠ×2可得V，Ⅲ2×Ⅳ也可得V，所以ΔH5=ΔH22ΔH1或ΔH32ΔH4；(2)A．催化剂可以加快反应速率，但不能改变平衡转化率，A错误；B．降低温度，正逆反应速率均减小，B错误；C．增大CO的浓度，反应Ⅰ、Ⅱ平衡正向移动，CH3OH(g)、C2H5OH(g)的浓度增大，反应Ⅲ、IV的平衡均向左移动，C正确；D．氩气不参与反应，恒温恒容充入氩气，反应Ⅰ、Ⅱ中的反应物和生成物的浓度均不改变，平衡不移动，D正确；综上所述答案为CD；(3)①相同温度下，氢碳比越大(或增加氢气的物质的量)，该体系加氢反应的平衡向右进行，CO和CO2的平衡转化率均增大，故x＞3；②Q点[CO+CO2]的总平衡转化率为80%，乙醇和甲醇的选择性均为50%，所以n(CH3OH)=(1mol+1mol)×80%×50%=0.8mol；n(C2H5OH)=(1mol+1mol)×80%×50%×=0.4mol，设H2O(g)的物质的量为xmol，H2转化了4mol，则根据H元素守恒有4×0.8mol+6×0.4mol+2xmol=4mol×2，解得x=1.2mol，该反应前后气体系数之和相等，所以可以用物质的量代替分压计算平衡常数Kp，则平衡常数Kp==0.75；(4)①据图可知CO2的能量低于CO，所以CO2更稳定；②据图可知第二步反应中*COOH结合H++e转化为H2O和*CO，化学方程式为*COOH+H++e=H2O+*CO。4．（广东省佛山市20212022学年高三上学期普通高中第一次教学质量检测）氨氧化法是工业制硝酸的常见方法。（1）合成氨。一种合成氮的新工艺如图所示，工作时，使用熔融的电解质通过两步铁基循环实现氨的合成。“合成”步骤的化学反应方程式为___________，该工艺中的作用是___________。（2）氮氧化物制备。将氨催化氧化后，生成的总反应为：，反应分两步：快反应，瞬间平衡慢反应当改变压强、温度时，转化率随时间变化如下表示。压强温度的转化所需时间/s13012.424828309025.350857608300.193.8836.6900.597.8674已知：反应生成的速率方程。k是速率常数，随温度升高而增大，K是快反应的平衡常数。①增大压强，总反应速率___________(填“变快”或“变慢”，下同)；②升高温度，总反应速率___________，原因是___________。（3）已知。将一定物质的量的充入不同温度下的容器中，测得平衡时和的体积分数如图所示。①代表的曲线是___________(填“a”或“b”)。②假设平衡时体系的总压为，则A点温度下的平衡常数___________，计算的平衡转化率，写出计算过程。（4）硝酸制备。已知，则___________。【答案】（1）2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3中间产物（2）变快变慢升高温度，快反应逆向移动，则K减小，k是速率常数，随温度升高而增大，慢反应也逆向移动，导致NO、O2浓度增大，温度对K的影响大于对k和浓度的影响（3）（4）447.3【解析】（1）由题干转化流程图可知，“合成”步骤中是N2和H2O，Fe转化为NH3、Fe2O3，故该反应的化学反应方程式为2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3，然后电解熔融的Fe2O3产生Fe和O2，则该工艺中Fe2O3的作用是中间产物，故答案为：2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3；中间产物；（2）①由表中数据可知，温度相同时，增大压强，即压缩容器的体积，NO、O2浓度均增大，故总反应速率变快，故答案为：变快；②由表中数据可知，压强相同时，升高温度，总反应速率变慢，根据题干反应速率公式可知，，升高温度，快反应逆向移动，则K减小，k是速率常数，随温度升高而增大，慢反应也逆向移动，导致NO、O2浓度增大，温度对K的影响大于对k和浓度的影响，故答案为：变慢；升高温度，快反应逆向移动，则K减小，k是速率常数，随温度升高而增大，慢反应也逆向移动，导致NO、O2浓度增大，温度对K的影响大于对k和浓度的影响；（3）①已知反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则NO2水的体积分数增大，故代表的曲线是b，故答案为：b；②由图可知，A点表示的含义为NO2和N2O4的体积分数相等，即NO2和N2O4的物质的量相等，根据三段式分析可知：，则有ax=0.5x，解得x=，假设平衡时体系的总压为，则平衡时NO2的分压为：，N2O4的分压为：=，则A点温度下的平衡常数==，则的平衡转化率为：=，故答案为：；；（4）已知反应I，反应II则目标反应可由2I+3II，根据盖斯定律可知=447.3，故答案为：447.3。5．甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，都是重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景，可以用多种方法合成。I．用CO2生产甲醇、乙醇（1）已知：H2的燃烧热为285.8kJ/mol，CH3OH(l)的燃烧热为725.8kJ/mol，CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=37.3kJ/mol，则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O（1）△H=____kJ/mol。（2）将CO2和H2按物质的量之比1:3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应[生成H2O(g)]，如图1表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO2转化率随温度的变化关系。①a、b两点化学反应速率分别用Va、Vb，表示，则Va___Vb（填“大于”、“小于”或“等于”）。②列出a点对应的平衡常数表达式K=____________________。（3）在1.0L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示，下列说法正确的是_____。A.该反应的正反应为放热反应B．压强大小关系为p1＜p2＜p3C．M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10－2D．在p2及512K时，图中N点υ(正)＜υ(逆)（4）CO2催化加氢合成乙醇的反应为：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)△H；m代表起始时的投料比，即m＝①图3中投料比相同，温度T3＞T2＞T1，则该反应的焓变△H____0（填“＞”、“＜”）。②m=3时，该反应达到平衡状态后p(总)=20aMPa，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示，则曲线b代表的物质为_________（填化学式），T4温度时，反应达到平衡时物质d的分压p(d)=___________。Ⅱ．甲醇的应用（5）以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图5所示。离子交换膜a为_____（填“阳膜”、“阴膜”），阳极的电极反应式为______________。【答案】（1）94.3（2）大于K＝（3）AC（4）＜CO22.5aMPa（5）阳膜2CH3OH+CO−2e−=(CH3O)2CO+2H+【解析】（1）①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=285.8kJ/mol，②CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=37.3kJ/mol，③CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=725.8kJ/mol，由盖斯定律①×3③②；可得CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O（1）△H=94.3kJ/mol；（2）①a、b两点温度相同，正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故压强曲线A大于曲线B，压强越大反应速率越快，故反应速率Va大于Vb；②a点发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，平衡常数表达式K=；（3）A．由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故A正确；B．由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以p1＞p2＞p3，故B错误；C．由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则所以K==1.04×10−2；故C正确；D．由图可知，在p2及512K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v(正)＞v(逆)，故D错误；答案选AC；（4）①由图3可知，相同压强下，温度越高氢气转化率越小，说明升高温度反应向逆向移动，正反应放热，△H＜0；②温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，根据反应计量系数关系，曲线a代表的物质为H2，b表示CO2，c为H2O，d为C2H5OH；设开始氢气的投入量是3nmol，则二氧化碳是nmol，二氧化碳的转化量是x，N点b、d的物质的量分数相同，所以nx=0.5x，解得x=n，总物质的量是nx+3n3x+0.5x+1.5x=n，压强之比等于物质的量之比，组分平衡分压=总压×该组分的物质的量分数，d为C2H5OH，达到平衡时乙醇的分压p(乙醇)==2.5aMPa；（5）由图分析可知氧气得电子，发生还原反应，与氢离子结合生成水，该电极为阴极，则氢离子要透过交换膜a在阴极与氧气结合，则交换膜a为阳离子交换膜；阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为：2CH3OH+CO2e−=(CH3O)2CO+2H+。6．减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用，科学家研究利用回收的CO2制取甲醛，反应的热化学方程式为CO2(g)+2H2(g)⇌CH2O(g)+H2O(g)∆H。请回答下列问题：（1）己知：①CH2O(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g)∆H1=480kJ/mol②相关化学键的键能数据如表所示：化学键O=OHHOH键能/kJ∙mol1498436464则CO2(g)+2H2(g)⇌CH2O(g)+H2O(g)∆H=____________。（2）一定条件下，将n(CO2):n(H2)=1:2的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中，发生反应CO2(g)+2H2(g)⇌CH2O(g)+H2O(g)。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.H2O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H2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CH2O的实验。T1℃时，将体积比为1：4的CO2和H2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/min0102030405060压强/kPa1.080.960.880.820.800.800.80①已知：vp(B)=则反应开始10min内，用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为___kPa∙min1。②T1℃时，反应的平衡常数Kp的代数式为Kp=_______kPa1(Kp为用各气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。（4）T2℃时，向体积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2的混合气体，容器内气体压强为1.2kPa，反应达到平衡时，CH2O的分压与起始的关系如图所示：①当=2时，反应达到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.05kPa，则达到新平衡时，H2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，CH2O的分压可能是图象中的点____(填“D”“E”或“F”)，原因为_______。【答案】（1）6KJ·mol1（2）①bd②c（3）①0.024②（4）①增大②F当反应物按化学计量数之比投料，达到平衡时生成物的百分含量最大，当时，达到平衡状态后，CH2O的体积分数应小于C点，故可能是图像中的F点【解析】【分析】（1）分析反应物和生成物存在的化学键形式，再根据∆H=反应物总键能生成物总键能可求出反应O2(g)+2H2(g)⇌2H2O(g)的∆H，进而再根据盖斯定律可求出最终的结果；（2）判断反应是否达到平衡的关键在于变量和不变量的判定，据此分析所给选项是否为变量即可选出答案；而既能提高H2的转化率又能加快反应速率需综合考虑化学反应速率的影响因素和平衡移动的影响因素；（3）根据图中数据，再结合三段式，便可求出速率和平衡常数；（4）根据压强对平衡移动的影响和勒夏特列原理分析可知H2的转化率将增大；再结合图像分析，当反应物按化学计量数之比投料，达到平衡时生成物的百分含量最大，当时，达到平衡状态后，CH2O的体积分数应小于C点，故可能是图像中的F点；【详解】（1）根据∆H=反应物总键能生成物总键能，反应O2(g)+2H2(g)⇌2H2O(g)的∆H2=（498+2×436）（4×464）=486kJ/mol，而由盖斯定律，反应CH2O(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g)∆H1=480kJ/mol与反应O2(g)+2H2(g)⇌2H2O(g)相减即可得到目标反应，故∆H=∆H2∆H1=6kJ/mol，答案为：6kJ/mol；（2）①a．在恒温恒容的密闭容器中，体积始终不发生改变，根据可知，容器内气体密度为不变量，故a不可以；b．H2O的体积分数保持不变，各物质的浓度保持不变，反应达到平衡状态，故b可以；c．温度不变，反应平衡常数始终不变，为不变量，c不可以；d．根据化学计量数反应前后不等，可知，气体的平均摩尔质量也为变量，可以作为达到平衡的标志，d可以；故选bd；②a．升高温度反应速率增大，但因为∆H<0，升高温度，平衡逆向移动，H2转化率降低，不满足题意；b．使用高效催化剂不改变转化率，b不满足题意；c．缩小容器体积相当于增大压强，反应速率加快，平衡向体积减小的方向进行，即正向移动，H2的转化率增大，满足题意；d．扩大容器体积，浓度减小，反应速率降低，不满足题意；故选c；（3）T1℃时，起始总压强为1.08kPa，由CO2和H2的体积比为1:4可得，CO2和H2的分压为=0.216和=0.864，容器体积不变，根据PV=nRT，分压与物质的量成正比，则有：10min时，(0.216x)+(0.8642x)+x+x=0.96，则x=0.12，用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为kPa∙min1；平衡时，(0.216x