10年高考化學真題分類專題十一化學反應速率和化學平衡練習含答案

專題十一化學反應速率和化學平衡考點1化學反應速率1.(2022北京,14,3分)CO2捕獲和轉化可減少CO2排放并實現(xiàn)資源利用,原理如圖1所示。反應①完成之后,以N2為載氣,將恒定組成的N2、CH4混合氣,以恒定流速通入反應器,單位時間流出氣體各組分的物質的量隨反應時間變化如圖2所示。反應過程中始終未檢測到CO2,在催化劑上檢測到有積炭。下列說法不正確的是()圖1圖2A.反應①為CaO+CO2CaCO3;反應②為CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2的速率不變,推測有副反應CH4C+2H2C.t2時刻,副反應生成H2的速率大于反應②生成H2的速率D.t3之后,生成CO的速率為0,是因為反應②不再發(fā)生答案C2.(2022廣東,15,4分)在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ對反應X→2Y的影響,各物質濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖,則()A.無催化劑時,反應不能進行B.與催化劑Ⅰ相比,Ⅱ使反應活化能更低C.a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化D.使用催化劑Ⅰ時,0~2min內,v(X)=1.0mol·L-1·min-1答案D3.(2022河北,13,4分)(雙選)恒溫恒容條件下,向密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應的方程式為①XY;②YZ。反應①的速率v1=k1c(X),反應②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2為速率常數(shù)。圖a為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線,圖b為反應①和②的lnk~1T曲線。下列說法錯誤的是()A.隨c(X)的減小,反應①、②的速率均降低B.體系中v(X)=v(Y)+v(Z)C.欲提高Y的產率,需提高反應溫度且控制反應時間D.溫度低于T1時,總反應速率由反應②決定答案AB4.(2022湖南,6,3分)甲基丙烯酸甲酯是合成有機玻璃的單體。舊法合成的反應:(CH3)2CO+HCN(CH3)2C(OH)CN(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4CH2C(CH3)COOCH3+NH4HSO4新法合成的反應:+CO+CH3OHCH2C(CH3)COOCH3下列說法錯誤的是(阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)()A.HCN的電子式為H∶C??N∶B.新法沒有副產物產生,原子利用率高C.1L0.05mol·L-1的NH4HSO4溶液中NH4+的微粒數(shù)小于0.05D.Pd的作用是降低反應的活化能,使活化分子數(shù)目增多,百分數(shù)不變答案D5.(2022浙江1月選考,19,2分)在恒溫恒容條件下,發(fā)生反應A(s)+2B(g)3X(g),c(B)隨時間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是()A.從a、c兩點坐標可求得從a到c時間間隔內該化學反應的平均速率B.從b點切線的斜率可求得該化學反應在反應開始時的瞬時速率C.在不同時刻都存在關系:2v(B)=3v(X)D.維持溫度、容積、反應物起始的量不變,向反應體系中加入催化劑,c(B)隨時間變化關系如圖中曲線乙所示答案C6.(2022浙江6月選考,20,2分)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化,如下表所示。下列說法不正確的是()A.實驗①,0~20min,v(N2)=1.00×10-5mol·L-1·min-1B.實驗②,60min時處于平衡狀態(tài),x≠0.40C.相同條件下,增加氨氣的濃度,反應速率增大D.相同條件下,增加催化劑的表面積,反應速率增大答案C7.(2019浙江4月選考,22,2分)高溫高壓液態(tài)水具有接近常溫下弱酸的c(H+)或弱堿的c(OH-),油脂在其中能以較快的反應速率水解。與常溫常壓水相比,下列說法不正確的是()A.高溫高壓液態(tài)水中,體系溫度升高,油脂水解反應速率加快B.高溫高壓液態(tài)水中,油脂與水的互溶能力增強,油脂水解反應速率加快C.高溫高壓液態(tài)水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反應,且產生的酸進一步催化水解D.高溫高壓液態(tài)水中的油脂水解,相當于常溫下在體系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的堿的水解答案D8.(2018浙江4月選考,22,2分)某工業(yè)流程中,進入反應塔的混合氣體中NO和O2的物質的量分數(shù)分別為0.10和0.06,發(fā)生化學反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他條件相同時,測得實驗數(shù)據(jù)如下表:壓強/(×105Pa)溫度/℃NO達到所列轉化率需要時間/s50%90%98%1.030122502830902551057608.0300.23.936900.67.974根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列說法正確的是()A.升高溫度,反應速率加快B.增大壓強,反應速率變慢C.在1.0×105Pa、90℃條件下,當轉化率為98%時反應已達平衡D.若進入反應塔的混合氣體為amol,反應速率以v=Δn/Δt表示,則在8.0×105Pa、30℃條件下,轉化率從50%增至90%時段NO的反應速率為4a/370mol·s-1答案D9.(2015福建理綜,12,6分)在不同濃度(c)、溫度(T)條件下,蔗糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是()T/Kv/mmol·L-1·min-1c/mol·L-10.6000.5000.4000.300318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08A.a=6.00B.同時改變反應溫度和蔗糖的濃度,v可能不變C.b<318.2D.不同溫度時,蔗糖濃度減少一半所需的時間相同答案D10.(2015上海單科,20,4分)對于合成氨反應,達到平衡后,以下分析正確的是()A.升高溫度,對正反應的反應速率影響更大B.增大壓強,對正反應的反應速率影響更大C.減小反應物濃度,對逆反應的反應速率影響更大D.加入催化劑,對逆反應的反應速率影響更大答案B11.(2014課標Ⅰ,9,6分)已知分解1molH2O2放出熱量98kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理為:H2O2+I-H2O+IO-慢H2O2+IO-H2O+O2+I-快下列有關該反應的說法正確的是()A.反應速率與I-濃度有關B.IO-也是該反應的催化劑C.反應活化能等于98kJ·mol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)答案A12.(2014北京理綜,12,6分)一定溫度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列敘述不正確···的是(溶液體積變化忽略不計A.0~6min的平均反應速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min)B.6~10min的平均反應速率:v(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)C.反應至6min時,c(H2O2)=0.30mol/LD.反應至6min時,H2O2分解了50%答案C13.(2014重慶理綜,7,6分)在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應:2X(g)Y(g),溫度T1、T2下X的物質的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確的是()A.該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量B.T2下,在0~t1時間內,v(Y)=a-bt1mol·LC.M點的正反應速率v正大于N點的逆反應速率v逆D.M點時再加入一定量X,平衡后X的轉化率減小答案C14.(2018北京理綜,27,12分)近年來,研究人員提出利用含硫物質熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如下:(1)反應Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反應Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反應Ⅱ的熱化學方程式:。

(2)對反應Ⅱ,在某一投料比時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質的量分數(shù)隨溫度的變化關系如圖所示。p2p1(填“>”或“<”),得出該結論的理由是。

(3)I-可以作為水溶液中SO2歧化反應的催化劑,可能的催化過程如下。將ⅱ補充完整。ⅰ.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2Oⅱ.I2+2H2O+

++2I-

(4)探究ⅰ、ⅱ反應速率與SO2歧化反應速率的關系,實驗如下:分別將18mLSO2飽和溶液加入到2mL下列試劑中,密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)序號ABCD試劑組成0.4mol·L-1KIamol·L-1KI0.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1KI0.0002molI2實驗現(xiàn)象溶液變黃,一段時間后出現(xiàn)渾濁溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快無明顯現(xiàn)象溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快①B是A的對比實驗,則a=。

②比較A、B、C,可得出的結論是。

③實驗表明,SO2的歧化反應速率D>A。結合ⅰ、ⅱ反應速率解釋原因:。

答案(1)3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1(2)>反應Ⅱ是氣體物質的量減小的反應,溫度一定時,增大壓強使反應正向進行,H2SO4的物質的量增大,體系總物質的量減小,H2SO4的物質的量分數(shù)增大(3)SO2SO42(4)①0.4②I-是SO2歧化反應的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應速率③反應ⅱ比ⅰ快;D中由反應ⅱ產生的H+使反應ⅰ加快考點2化學平衡化學反應的方向1.(2023山東,14,4分)(雙選)一定條件下,化合物E和TFAA合成H的反應路徑如下:已知反應初始E的濃度為0.10mol·L-1,TFAA的濃度為0.08mol·L-1,部分物種的濃度隨時間的變化關系如圖所示,忽略反應過程中的體積變化。下列說法正確的是()A.t1時刻,體系中有E存在B.t2時刻,體系中無F存在C.E和TFAA反應生成F的活化能很小D.反應達平衡后,TFAA的濃度為0.08mol·L-1答案AC2.(2022北京,12,3分)某MOFs多孔材料孔徑大小和形狀恰好將N2O4“固定”,能高選擇性吸附NO2。廢氣中的NO2被吸附后,經(jīng)處理能全部轉化為HNO3。原理示意圖如下。已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0下列說法不正確的是()A.溫度升高時不利于NO2吸附B.多孔材料“固定”N2O4,促進2NO2N2O4平衡正向移動C.轉化為HNO3的反應是2N2O4+O2+2H2O4HNO3D.每獲得0.4molHNO3時,轉移電子的數(shù)目為6.02×1022答案D3.(2022廣東,13,4分)恒容密閉容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同溫度下達平衡時,各組分的物質的量(n)如圖所示。下列說法正確的是()A.該反應的ΔH<0B.a為n(H2O)隨溫度的變化曲線C.向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動D.向平衡體系中加入BaSO4,H2的平衡轉化率增大答案C4.(2022海南,8,2分)某溫度下,反應CH2CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密閉容器中達到平衡。下列說法正確的是()A.增大壓強,v正>v逆,平衡常數(shù)增大B.加入催化劑,平衡時CH3CH2OH(g)的濃度增大C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反應方向移動D.恒容下,充入一定量的CH2CH2(g),CH2CH2(g)的平衡轉化率增大答案C5.(2022浙江1月選考,20,2分)AB型強電解質在水中的溶解(可視作特殊的化學反應)表示為AB(s)An+(aq)+Bn-(aq),其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對于不同組成的AB型強電解質,下列說法正確的是()A.ΔH和ΔS均大于零B.ΔH和ΔS均小于零C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零答案D6.(2022江蘇,13,3分)乙醇—水催化重整可獲得H2。其主要反應為C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)ΔH=173.3kJ·mol-1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol-1在1.0×105Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)=1∶3時,若僅考慮上述反應,平衡時CO2和CO的選擇性及H2的產率隨溫度的變化如圖所示。CO的選擇性=n生成下列說法正確的是()A.圖中曲線①表示平衡時H2產率隨溫度的變化B.升高溫度,平衡時CO的選擇性增大C.一定溫度下,增大n(C2H5OH)/n(H2O)可提高乙醇平衡轉化率D.一定溫度下,加入CaO(s)或選用高效催化劑,均能提高平衡時H2產率答案B7.(2020浙江7月選考,20,2分)一定條件下:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。在測定NO2的相對分子質量時,下列條件中,測定結果誤差最小的是()A.溫度0℃、壓強50kPaB.溫度130℃、壓強300kPaC.溫度25℃、壓強100kPaD.溫度130℃、壓強50kPa答案D8.(2020江蘇單科,15,4分)(雙選)CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發(fā)生下列反應CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)ΔH=247.1kJ·mol-1H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH=41.2kJ·mol-1在恒壓、反應物起始物質的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,CH4和CO2的平衡轉化率隨溫度變化的曲線如下圖所示。下列有關說法正確的是()A.升高溫度、增大壓強均有利于提高CH4的平衡轉化率B.曲線B表示CH4的平衡轉化率隨溫度的變化C.相同條件下,改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊D.恒壓、800K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,反應至CH4轉化率達到X點的值,改變除溫度外的特定條件繼續(xù)反應,CH4轉化率能達到Y點的值答案BD9.(2019海南單科,3,2分)反應C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH>0,在一定條件下于密閉容器中達到平衡,下列各項措施中,不能提高乙烷的平衡轉化率的是()A.增大容器容積 B.升高反應溫度C.分離出部分氫氣 D.等容下通入惰性氣體答案D10.(2019浙江4月選考,20,2分)在溫熱氣候條件下,淺海地區(qū)有厚層的石灰石沉積,而深海地區(qū)卻很少。下列解析不正確的是()A.與深海地區(qū)相比,淺海地區(qū)水溫較高,有利于游離的CO2增多、石灰石沉積B.與淺海地區(qū)相比,深海地區(qū)壓強大,石灰石巖層易被CO2溶解,沉積少C.深海地區(qū)石灰石巖層的溶解反應為:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)Ca(HCO3)2(aq)D.海水呈弱堿性,大氣中CO2濃度增加,會導致海水中CO3答案D11.(2018浙江4月選考,14,2分)反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項表明反應一定已達平衡狀態(tài)的是()A.容器內的溫度不再變化B.容器內的壓強不再變化C.相同時間內,斷開H—H鍵的數(shù)目和形成N—H鍵的數(shù)目相等D.容器內氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2答案A12.(2016四川理綜,6,6分)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。設起始n(H2O)n(CH4)=Z,在恒壓下,平衡時CH4的體積分數(shù)φ(CHA.該反應的焓變ΔH>0B.圖中Z的大小為a>3>bC.圖中X點對應的平衡混合物中n(D.溫度不變時,圖中X點對應的平衡在加壓后φ(CH4)減小答案A13.(2015安徽理綜,11,6分)汽車尾氣中NO產生的反應為:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定條件下,等物質的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應,如圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變化,曲線b表示該反應在某一起始反應條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是()A.溫度T下,該反應的平衡常數(shù)K=4(B.溫度T下,隨著反應的進行,混合氣體的密度減小C.曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑D.若曲線b對應的條件改變是溫度,可判斷該反應的ΔH<0答案A14.(2015天津理綜,6,6分)某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應:X(g)+mY(g)3Z(g)平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()A.m=2B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同C.X與Y的平衡轉化率之比為1∶1D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4mol·L-1答案D15.(2014四川理綜,7,6分)在10L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得實驗數(shù)據(jù)如下表:實驗編號溫度/℃起始時物質的量/mol平衡時物質的量/moln(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b下列說法正確的是()A.實驗①中,若5min時測得n(M)=0.050mol,則0至5min時間內,用N表示的平均反應速率v(N)=1.0×10-2mol/(L·min)B.實驗②中,該反應的平衡常數(shù)K=2.0C.實驗③中,達到平衡時,X的轉化率為60%D.實驗④中,達到平衡時,b>0.060答案C16.(2023浙江1月選考,19,10分)“碳達峰·碳中和”是我國社會發(fā)展重大戰(zhàn)略之一,CH4還原CO2是實現(xiàn)“雙碳”經(jīng)濟的有效途徑之一,相關的主要反應有:Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJ·mol-1,K1Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1,K2請回答:(1)有利于提高CO2平衡轉化率的條件是。

A.低溫低壓B.低溫高壓C.高溫低壓D.高溫高壓(2)反應CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1,K=(用K1,K2表示)。

(3)恒壓、750℃時,CH4和CO2按物質的量之比1∶3投料,反應經(jīng)如下流程(主要產物已標出)可實現(xiàn)CO2高效轉化。①下列說法正確的是。

A.Fe3O4可循環(huán)利用,CaO不可循環(huán)利用B.過程ⅱ,CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移C.過程ⅱ產生的H2O最終未被CaO吸收,在過程ⅲ被排出D.相比于反應Ⅰ,該流程的總反應還原1molCO2需吸收的能量更多②過程ⅱ平衡后通入He,測得一段時間內CO物質的量上升,根據(jù)過程ⅲ,結合平衡移動原理,解釋CO物質的量上升的原因。

(4)CH4還原能力(R)可衡量CO2轉化效率,R=Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一時段內CO2與CH4的物質的量變化量之比)。①常壓下CH4和CO2按物質的量之比1∶3投料,某一時段內CH4和CO2的轉化率隨溫度變化如圖1,請在圖2中畫出400~1000℃之間R的變化趨勢,并標明1000℃時R值。圖1圖2②催化劑X可提高R值,另一時段內CH4轉化率、R值隨溫度變化如下表:溫度/℃480500520550CH4轉化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列說法不正確的是。

A.R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應Ⅱ的速率B.溫度越低,含氫產物中H2O占比越高C.溫度升高,CH4轉化率增加,CO2轉化率降低,R值減小D.改變催化劑提高CH4轉化率,R值不一定增大答案(1)C(2)+329K1·K(3)①BC②通入He,CaCO3分解平衡正移,導致c(CO2)c(CO(4)①②C17.(2022湖北,19,14分)自發(fā)熱材料在生活中的應用日益廣泛。某實驗小組為探究“CaO-Al-H2O”體系的發(fā)熱原理,在隔熱裝置中進行了下表中的五組實驗,測得相應實驗體系的溫度升高值(ΔT)隨時間(t)的變化曲線,如圖所示。回答下列問題:(1)已知:①CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)ΔH1=-65.17kJ·mol-1②Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)ΔH2=-16.73kJ·mol-1③Al(s)+OH-(aq)+3H2O(l)[Al(OH)4]-(aq)+32H2(g)ΔH3=-415.0kJ·mol-1則CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1。

(2)溫度為T時,Ksp[Ca(OH)2]=x,則Ca(OH)2飽和溶液中c(OH-)=(用含x的代數(shù)式表示)。

(3)實驗a中,4min后ΔT基本不變,原因是。

(4)實驗b中,ΔT的變化說明Al粉與H2O在該條件下(填“反應”或“不反應”)。實驗c中,前3min的ΔT有變化,其原因是;3min后ΔT基本不變,其原因是微粒的量有限。

(5)下列說法不能解釋實驗d在10min內溫度持續(xù)升高的是(填標號)。

A.反應②的發(fā)生促使反應①平衡右移B.反應③的發(fā)生促使反應②平衡右移C.氣體的逸出促使反應③向右進行D.溫度升高導致反應速率加快(6)歸納以上實驗結果,根據(jù)實驗e的特征,用文字簡述其發(fā)熱原理

。

答案(1)-911.9(2)3(3)反應生成的Ca(OH)2覆蓋在CaO表面,阻止反應進行(4)不反應Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應,放出熱量OH-(5)A(6)實驗e中,發(fā)生反應①、②和③,反應③中有氣體生成,氣體的逸出促使反應③向右進行,反應③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小,促使反應②平衡右移,反應②的發(fā)生促使反應①平衡右移,這三步反應都是放熱反應,溫度升高導致反應速率加快考點3化學平衡常數(shù)及其相關計算1.(2023湖南,13,3分)向一恒容密閉容器中加入1molCH4和一定量的H2O,發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡轉化率按不同投料比x[x=n(CH4A.x1<x2B.反應速率:vb正<vc正C.點a、b、c對應的平衡常數(shù):Ka<Kb=KcD.反應溫度為T1,當容器內壓強不變時,反應達到平衡狀態(tài)答案B2.(2022湖南,14,4分)(雙選)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發(fā)生反應:2X(g)+Y(g)Z(g)ΔH,其中甲為絕熱過程,乙為恒溫過程,兩反應體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.ΔH>0B.氣體的總物質的量:na<ncC.a點平衡常數(shù):K>12D.反應速率:va正<vb正答案BC3.(2022江蘇,10,3分)用尿素水解生成的NH3催化還原NO,是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反應為4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)下列說法正確的是()A.上述反應ΔS<0B.上述反應平衡常數(shù)K=cC.上述反應中消耗1molNH3,轉移電子的數(shù)目為2×6.02×1023D.實際應用中,加入尿素的量越多,柴油機車輛排放的尾氣對空氣污染程度越小答案B4.(2023全國乙,28,14分)硫酸亞鐵在工農業(yè)生產中有許多用途,如可用作農藥防治小麥黑穗病,制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。回答下列問題:(1)在N2氣氛中,FeSO4·7H2O的脫水熱分解過程如圖所示:根據(jù)上述實驗結果,可知x=,y=。

(2)已知下列熱化學方程式:FeSO4·7H2O(s)FeSO4(s)+7H2O(g)ΔH1=akJ·mol-1FeSO4·xH2O(s)FeSO4(s)+xH2O(g)ΔH2=bkJ·mol-1FeSO4·yH2O(s)FeSO4(s)+yH2O(g)ΔH3=ckJ·mol-1則FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s)2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH=kJ·mol-1。

(3)將FeSO4置入抽空的剛性容器中,升高溫度發(fā)生分解反應:2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ)平衡時pSO3~T的關系如下圖所示。660K時,該反應的平衡總壓p總=kPa,平衡常數(shù)Kp(Ⅰ)=(kPa)2。Kp(Ⅰ)隨反應溫度升高而((4)提高溫度,上述容器中進一步發(fā)生反應2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ),平衡時pO2=(用pSO3、pSO2表示)。在929K時,p總=84.6kPa,pSO3=35.7kPa,則p答案(1)41(2)a+c-2b(3)3.02.25增大pSO5.(2023新課標,29,15分)氨是最重要的化學品之一,我國目前氨的生產能力位居世界首位。回答下列問題:(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計算反應12N2(g)+32H2(g)NH3(g)的ΔH=kJ·mol-1(2)研究表明,合成氨反應在Fe催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位,N2*表示被吸附于催化劑表面的N2)。判斷上述反應機理中,速率控制步驟(即速率最慢步驟)為(填步驟前的標號),理由是(3)合成氨催化劑前驅體(主要成分為Fe3O4)使用前經(jīng)H2還原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287pm,密度為7.8g·cm-3。則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為(列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

(4)在不同壓強下,以兩種不同組成進料,反應達平衡時氨的摩爾分數(shù)與溫度的計算結果如圖所示。其中一種進料組成為xH2=0.75、xN2=0.25,另一種為xH2=0.675、xN2=0.225、xAr=0.10。(物質i圖3圖4①圖中壓強由小到大的順序為,判斷的依據(jù)是。

②進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是。

③圖3中,當p2=20MPa、xNH3=0.20時,氮氣的轉化率α=。該溫度時,反應12N2(g)+32H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)Kp=MPa-1答案(1)-45(2)ⅱ1個N2*分子變?yōu)?個N*的能壘最大,反應最慢,為速率控制步驟(N2分子中鍵能大,解離為N原子所需能量最多(3)7(4)①p1、p2、p3/p1<p2<p3正反應是氣體分子數(shù)減小的反應,同溫下,壓強越大平衡轉化率越大,xNH3越大②圖6.(2023山東,20,12分)一定條件下,水氣變換反應CO+H2OCO2+H2的中間產物是HCOOH。為探究該反應過程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應:Ⅰ.HCOOHCO+H2O(快)Ⅱ.HCOOHCO2+H2(慢)研究發(fā)現(xiàn),在反應Ⅰ、Ⅱ中,H+僅對反應Ⅰ有催化加速作用;反應Ⅰ速率遠大于反應Ⅱ,近似認為反應Ⅰ建立平衡后始終處于平衡狀態(tài)。忽略水的電離,其濃度視為常數(shù)?；卮鹣铝袉栴}:(1)一定條件下,反應Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2,則該條件下水氣變換反應的焓變ΔH=(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。

(2)反應Ⅰ正反應速率方程為v=kc(H+)c(HCOOH),k為反應速率常數(shù)。T1溫度下,HCOOH電離平衡常數(shù)為Ka,當HCOOH平衡濃度為xmol·L-1時,H+濃度為mol·L-1,此時反應Ⅰ正反應速率v=mol·L-1·h-1(用含Ka、x和k的代數(shù)式表示)。

(3)T2溫度下,在密封石英管內完全充滿1.0mol·L-1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解產物均完全溶于水,含碳物種濃度與反應時間的變化關系如圖所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1時刻測得CO、CO2的濃度分別為0.70mol·L-1、0.16mol·L-1;反應Ⅱ達平衡時,測得H2的濃度為ymol·L-1。體系達平衡后c(CO)c(CO2)=(用含y相同條件下,若反應起始時溶液中同時還含有0.10mol·L-1鹽酸,則圖示點a、b、c、d中,CO新的濃度峰值點可能是(填標號)。與不含鹽酸相比,CO達濃度峰值時,CO2濃度(填“增大”“減小”或“不變”),c(CO)c(HCOOH答案(1)ΔH2-ΔH1(2)Kax(3)5(1-y)67.(2023湖南,16,14分)聚苯乙烯是一類重要的高分子材料,可通過苯乙烯聚合制得。Ⅰ.苯乙烯的制備(1)已知下列反應的熱化學方程式:①C6H5C2H5(g)+212O2(g)8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=-4386.9kJ·mol-1②C6H5CHCH2(g)+10O2(g)8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=-4263.1kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH3=-241.8kJ·mol-1計算反應④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1;

(2)在某溫度、100kPa下,向反應器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應④,其平衡轉化率為50%,欲將平衡轉化率提高至75%,需要向反應器中充入mol水蒸氣作為稀釋氣(計算時忽略副反應);

(3)在913K、100kPa下,以水蒸氣作稀釋氣、Fe2O3作催化劑,乙苯除脫氫生成苯乙烯外,還會發(fā)生如下兩個副反應:⑤C6H5C2H5(g)C6H6(g)+CH2CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)以上反應體系中,芳香烴產物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性S(S=轉化為目的產物所消耗乙苯的量已轉化的乙苯總量×100%)隨乙苯轉化率的變化曲線如圖所示,其中曲線b代表的產物是,理由是(4)關于本反應體系中催化劑Fe2O3的描述錯誤的是;

A.X射線衍射技術可測定Fe2O3晶體結構B.Fe2O3可改變乙苯平衡轉化率C.Fe2O3降低了乙苯脫氫反應的活化能D.改變Fe2O3顆粒大小不影響反應速率Ⅱ.苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多種方法,其中一種方法的關鍵步驟是某Cu(Ⅰ)的配合物促進C6H5CH2X(引發(fā)劑,X表示鹵素)生成自由基C6H5C·H2,(5)引發(fā)劑C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是;

(6)室溫下,①Cu+在配體L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,其反應平衡常數(shù)為K;②CuBr在水中的溶度積常數(shù)為Ksp。由此可知,CuBr在配體L的水溶液中溶解反應的平衡常數(shù)為(所有方程式中計量系數(shù)關系均為最簡整數(shù)比)。

答案(1)+118(2)5(3)甲苯隨著反應④進行,c(H2)增大,導致反應⑥速率加快,甲苯的選擇性提高(4)BD(5)C6H5CH2I(6)K·Ksp8.(2023遼寧,18,14分)硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析,該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG(熱重)曲線及DSC曲線(反映體系熱量變化情況,數(shù)值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個吸熱峰,則此時分解生成的氧化物有SO2、和(填化學式)。

(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下),副產物為亞硝基硫酸,主要反應如下:NO2+SO2+H2ONO+H2SO42NO+O22NO2(ⅰ)上述過程中NO2的作用為。

(ⅱ)為了適應化工生產的需求,鉛室法最終被接觸法所代替,其主要原因是(答出兩點即可)。

(3)接觸法制硫酸的關鍵反應為SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol-1(ⅰ)為尋求固定投料比下不同反應階段的最佳生產溫度,繪制相應轉化率(α)下反應速率(數(shù)值已略去)與溫度的關系如下圖所示,下列說法正確的是。

a.溫度越高,反應速率越大b.α=0.88的曲線代表平衡轉化率c.α越大,反應速率最大值對應溫度越低d.可根據(jù)不同α下的最大速率,選擇最佳生產溫度(ⅱ)為提高釩催化劑的綜合性能,我國科學家對其進行了改良。不同催化劑下,溫度和轉化率關系如下圖所示,催化性能最佳的是(填標號)。

(ⅲ)設O2的平衡分壓為p,SO2的平衡轉化率為αe,用含p和αe的代數(shù)式表示上述催化氧化反應的Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算)。

答案(1)CuOSO3(2)(ⅰ)催化劑(ⅱ)反應過程有NO、NO2參與,容易污染環(huán)境;制備的硫酸純度不高,含有副產物亞硝基硫酸等合理答案(3)(ⅰ)cd(ⅱ)d(ⅲ)α9.(2022廣東,19,14分)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應用。(1)催化劑Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加熱分解制備,反應同時生成無污染氣體。①完成化學方程式:(NH4)2Cr2O7Cr2O3++。

②Cr2O3催化丙烷脫氫過程中,部分反應歷程如圖1,X(g)→Y(g)過程的焓變?yōu)?列式表示)。

圖1③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。設計從NH3出發(fā)經(jīng)過3步反應制備HNO3的路線(用“→”表示含氮物質間的轉化);其中一個有顏色變化的反應的化學方程式為。

(2)K2Cr2O7溶液中存在多個平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡:(ⅰ)Cr2O72-(aq)+H2O(l)2HCrO4-(aq)K1=3.0×10-2(ⅱ)HCrO4-(aq)CrO42-(aq)+H+(aq)K2=3.3×10-7①下列有關K2Cr2O7溶液的說法正確的有。

A.加入少量硫酸,溶液的pH不變B.加入少量水稀釋,溶液中離子總數(shù)增加C.加入少量NaOH溶液,反應(ⅰ)的平衡逆向移動D.加入少量K2Cr2O7固體,平衡時c2(HCrO4-)與c(Cr2O②25℃時,0.10mol·L-1K2Cr2O7溶液中l(wèi)gc(CrO42-)c(Cr2O72-)隨pH的變化關系如圖2。當pH=9.00時,設Cr2O72-、HCrO4-與CrO42-的平衡濃度分別為x、y、zmol·L-1,則圖2③在稀溶液中,一種物質對光的吸收程度(A)與其所吸收光的波長(λ)有關;在一定波長范圍內,最大A對應的波長(λmax)取決于物質的結構特征;濃度越高,A越大?；旌先芤涸谀骋徊ㄩL的A是各組分吸收程度之和。為研究pH對反應(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影響,配制濃度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液,測得其A隨λ的變化曲線如圖3。波長λ1、λ2和λ3中,與CrO42-的λmax最接近的是;溶液pH從a變到b的過程中,c(H+)·圖3答案(1)①N2↑4H2O②E1-E2+ΔH+E3-E4③NH3NONO2HNO32NO+O22NO2或3NO2+H2O2HNO3+NO,4NO2+O2+2H2O4HNO3(2)①BD②x+12y+12z當pH=9.00時,溶液中c(H+)=10-9mol·L-1,K1=c2(HCrO4-)c(Cr2O72-)=3.0×10-2=y2x,K2=c(CrO42-)·c(H+)c(HCrO4-)=3.3×10-7=z·10-9y,K1·K2=y2·z·10-9x·y=10-9yzx10.(2022海南,16,10分)某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實現(xiàn)氧循環(huán)。其中涉及反應:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)回答問題:(1)已知:電解液態(tài)水制備1molO2(g),電解反應的ΔH=+572kJ·mol-1。由此計算H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH=kJ·mol-1。

(2)已知:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)的平衡常數(shù)(K)與反應溫度(t)之間的關系如圖1所示。圖1①若反應為基元反應,且反應的ΔH與活化能(Ea)的關系為|ΔH|>Ea。補充完成該反應過程的能量變化示意圖(圖2)。圖2②某研究小組模擬該反應。溫度t下,向容積為10L的抽空的密閉容器中通入0.1molCO2和0.4molH2,反應平衡后測得容器中n(CH4)=0.05mol。則CO2的轉化率為,反應溫度t約為℃。

(3)在相同條件下,CO2(g)與H2(g)還會發(fā)生不利于氧循環(huán)的副反應:CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)在反應器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶4通入反應物,在不同溫度、不同催化劑條件下,反應進行到2min時,測得反應器中CH3OH、CH4濃度(μmol·L-1)如下表所示。催化劑t=350℃t=400℃c(CH3OH)c(CH4)c(CH3OH)c(CH4)催化劑Ⅰ10.812722345.242780催化劑Ⅱ9.2107753438932在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應,0~2min生成CH3OH的平均反應速率為μmol·L-1·min-1;若某空間站的生命保障系統(tǒng)實際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應條件,原因是。

答案(1)-286(2)①②50%660.2(或660.1或660.3,其他合理答案也可)(3)5.4相同催化劑,400℃的反應速率更快;相同溫度,催化劑Ⅱ副產物濃度低,甲烷的比例高11.(2022河北,16,14分)氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?以氫燃料為代表的燃料電池有良好的應用前景。(1)298K時,1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,1molH2O(l)蒸發(fā)吸熱44kJ。表示H2燃燒熱的熱化學方程式為。

(2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣,體系中發(fā)生如下反應:ⅠCH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ⅡCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)①下列操作中,能提高CH4(g)平衡轉化率的是(填標號)。

A.增加CH4(g)用量B.恒溫恒壓下通入惰性氣體C.移除CO(g)D.加入催化劑②恒溫恒壓條件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反應達平衡時,CH4(g)的轉化率為α,CO2(g)的物質的量為bmol,則反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kx=[寫出含有α、b的計算式;對于反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),Kx=xp(C)·xq(D)xm(A)·xn(B),x為物質的量分數(shù)]。其他條件不變,H2O(g)起始量增加到5mol,達平衡時α=0.90,b=0.65,(3)氫氧燃料電池中氫氣在(填“正”或“負”)極發(fā)生反應。

(4)在允許O2-自由遷移的固體電解質燃料電池中,CnH2n+2放電的電極反應式為。

(5)甲醇燃料電池中,吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO,四步可能脫氫產物及其相對能量如圖,則最可行途徑為a→(用b~j等代號表示)。

答案(1)H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1(2)①BC②(α(3)負(4)CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2-nCO2+(n+1)H2O(5)b→e→f→i12.(2022湖南,16,13分)2021年我國制氫量位居世界第一,煤的氣化是一種重要的制氫途徑。回答下列問題:(1)在一定溫度下,向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g),起始壓強為0.2MPa時,發(fā)生下列反應生成水煤氣:Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1=+131.4kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41.1kJ·mol-1①下列說法正確的是:

A.平衡時向容器中充入惰性氣體,反應Ⅰ的平衡逆向移動B.混合氣體的密度保持不變時,說明反應體系已達到平衡C.平衡時H2的體積分數(shù)可能大于2D.將炭塊粉碎,可加快反應速率②反應平衡時,H2O(g)的轉化率為50%,CO的物質的量為0.1mol。此時,整個體系(填“吸收”或“放出”)熱量kJ,反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。

(2)一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下:①某溫度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(CO32-)∶c(HCO3-)=1∶2,則該溶液的pH=(該溫度下H2CO3的Ka1=4.6×10②再生塔中產生CO2的離子方程式為;

③利用電化學原理,將CO2電催化還原為C2H4,陰極反應式為。

答案(1)①BD②吸收31.20.02(2)①10②2HCO3-CO32-+CO2③2CO2+12e-+12H+C2H4+4H2O13.(2022全國甲,28,14分)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領域有著重要用途。目前生產鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉化為TiCl4,再進一步還原得到鈦。回答下列問題:(1)TiO2轉化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時反應的熱化學方程式及其平衡常數(shù)如下:(ⅰ)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=172kJ·mol-1,Kp1=1.0×10(ⅱ)碳氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)ΔH2=-51kJ·mol-1,Kp2=1.2×10①反應2C(s)+O2(g)2CO(g)的ΔH為kJ·mol-1,Kp=Pa。

②碳氯化的反應趨勢遠大于直接氯化,其原因是。

③對于碳氯化反應:增大壓強,平衡移動(填“向左”“向右”或“不”);溫度升高,平衡轉化率(填“變大”“變小”或“不變”)。

(2)在1.0×105Pa,將TiO2、C、Cl2以物質的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例(物質的量分數(shù))隨溫度變化的理論計算結果如圖所示。①反應C(s)+CO2(g)2CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1400℃)=Pa。

②圖中顯示,在200℃平衡時TiO2幾乎完全轉化為TiCl4,但實際生產中反應溫度卻遠高于此溫度,其原因是。

(3)TiO2碳氯化是一個“氣—固—固”反應,有利于TiO2-C“固—固”接觸的措施是。

答案(1)①-2231.2×1014②碳氯化反應熵增、放熱且平衡常數(shù)遠大于105Pa③向左變小(2)①7.2×105②為了提高反應速率,在相同時間內得到更多的TiCl4產品,提高效益(3)攪拌或研磨固體成粉14.(2022全國乙,28,14分)油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫,需要回收處理并加以利用。回答下列問題:(1)已知下列反應的熱化學方程式:①2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-1036kJ·mol-1②4H2S(g)+2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g)ΔH2=94kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3=-484kJ·mol-1計算H2S熱分解反應④2H2S(g)S2(g)+2H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1。

(2)較普遍采用的H2S處理方法是克勞斯工藝,即利用反應①和②生成單質硫。另一種方法是,利用反應④高溫熱分解H2S。相比克勞斯工藝,高溫熱分解方法的優(yōu)點是,缺點是。

(3)在1470K、100kPa反應條件下,將n(H2S)∶n(Ar)=1∶4的混合氣進行H2S熱分解反應。平衡時混合氣中H2S與H2的分壓相等,H2S平衡轉化率為,平衡常數(shù)Kp=kPa。

(4)在1373K、100kPa反應條件下,對于n(H2S)∶n(Ar)分別為4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合氣,熱分解反應過程中H2S轉化率隨時間的變化如下圖所示。①n(H2S)∶n(Ar)越小,H2S平衡轉化率,理由是。

②n(H2S)∶n(Ar)=1∶9對應圖中曲線,計算其在0~0.1s之間,H2S分壓的平均變化率為kPa·s-1。

答案(1)+170(2)高溫熱分解能夠獲得H2,H2可作燃料,且副產物少能耗高(3)50%4.76(4)①越高(或越大)H2S的熱分解反應為氣體分子數(shù)增大的反應,恒壓條件下,不斷充入Ar,導致H2S的分壓降低,相當于減壓,平衡正向移動,H2S的平衡轉化率升高②d24.915.(2022山東,20,11分)利用γ-丁內酯(BL)制備1,4-丁二醇(BD),反應過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反應,涉及反應如下:已知:①反應Ⅰ為快速平衡,可認為不受慢反應Ⅱ、Ⅲ的影響;②因反應Ⅰ在高壓H2氛圍下進行,故H2壓強近似等于總壓?；卮鹣铝袉栴}:(1)以5.0×10-3molBL或BD為初始原料,在493K、3.0×103kPa的高壓H2氛圍下,分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時,以BL為原料,體系向環(huán)境放熱XkJ;以BD為原料,體系從環(huán)境吸熱YkJ。忽略副反應熱效應,反應Ⅰ焓變ΔH(493K,3.0×103kPa)=kJ·mol-1。

(2)初始條件同上。xi表示某物種i的物質的量與除H2外其他各物種總物質的量之比,xBL和xBD隨時間t變化關系如圖甲所示。實驗測得X<Y,則圖中表示xBL變化的曲線是;反應Ⅰ平衡常數(shù)Kp=kPa-2(保留兩位有效數(shù)字)。以BL為原料時,t1時刻xH2O=,BD產率=(保留兩位有效數(shù)字圖甲(3)(xBD/xBL)max為達平衡時xBD與xBL的比值。(493K,2.5×103kPa)、(493K,3.5×103kPa)、(513K,2.5×103kPa)三種條件下,以5.0×10-3molBL為初始原料,在相同體積的剛性容器中發(fā)生反應,xBD/xBL(xBD/xBL)max隨時間t變化關系如圖乙所示。因反應在高壓H2氛圍下進行,可忽略壓強對反應速率的影響。曲線a、b、c中,(xBD/xBL)max最大的是(圖乙答案(1)-200(X+Y)(2)ac8.3×10-80.0839%(3)c由于b和c代表的溫度相同,而壓強對反應速率的影響可忽略,壓強增大反應Ⅱ、Ⅲ均是逆向進行,(xBD/xBL)max增大,故xBD16.（2022浙江1月選考，29，10分)工業(yè)上,以煤炭為原料,通入一定比例的空氣和水蒸氣,經(jīng)過系列反應可以得到滿足不同需求的原料氣。請回答:(1)在C和O2的反應體系中:反應1C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-394kJ·mol-1反應22CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-1反應32C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH3①設y=ΔH-TΔS,反應1、2和3的y隨溫度T的變化關系如圖1所示。圖中對應于反應3的線條是。

圖1②一定壓強下,隨著溫度的升高,氣體中CO與CO2的物質的量之比。

A.不變B.增大C.減小D.無法判斷(2)水煤氣反應:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=131kJ·mol-1。工業(yè)生產水煤氣時,通常交替通入合適量的空氣和水蒸氣與煤炭反應,其理由是

。

(3)一氧化碳變換反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1。①一定溫度下,反應后測得各組分的平衡壓強(即組分的物質的量分數(shù)×總壓):p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa,則反應的平衡常數(shù)K的數(shù)值為。

②維持與題①相同的溫度和總壓,提高水蒸氣的比例,使CO的平衡轉化率提高到90%,則原料氣中水蒸氣和CO的物質的量之比為。

③生產過程中,為了提高變換反應的速率,下列措施中合適的是。

A.反應溫度愈高愈好B.適當提高反應物壓強C.選擇合適的催化劑D.通入一定量的氮氣④以固體催化劑M催化變換反應,若水蒸氣分子首先被催化劑的活性表面吸附而解離,能量—反應過程如圖2所示。圖2用兩個化學方程式表示該催化反應歷程(反應機理):步驟Ⅰ:;步驟Ⅱ:。

答案(1)①a②B(2)水蒸氣與煤炭反應吸熱,氧氣與煤炭反應放熱,交替通入空氣和水蒸氣有利于維持體系熱量平衡,保持較高溫度,有利于加快化學反應速率(3)①9.0②1.8∶1③BC④M+H2OMO+H2MO+COM+CO217.(2022浙江6月選考,29,10分)主要成分為H2S的工業(yè)廢氣的回收利用有重要意義。(1)回收單質硫。將三分之一的H2S燃燒,產生的SO2與其余H2S混合后反應:2H2S(g)+SO2(g)38S8(s)+2H2O(g)在某溫度下達到平衡,測得密閉系統(tǒng)中各組分濃度分別為c(H2S)=2.0×10-5mol·L-1、c(SO2)=5.0×10-5mol·L-1、c(H2O)=4.0×10-3mol·L-1,計算該溫度下的平衡常數(shù)K=。

(2)熱解H2S制H2。根據(jù)文獻,將H2S和CH4的混合氣體導入石英管反應器熱解(一邊進料,另一邊出料),發(fā)生如下反應:Ⅰ2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH1=170kJ·mol-1ⅡCH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g)ΔH2=64kJ·mol-1總反應:Ⅲ2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)投料按體積之比V(H2S)∶V(CH4)=2∶1,并用N2稀釋;常壓、不同溫度下反應相同時間后,測得H2和CS2體積分數(shù)如下表:溫度/℃9501000105011001150H2/(V%)0.51.53.65.58.5CS2/(V%)0.00.00.10.41.8請回答:①反應Ⅲ能自發(fā)進行的條件是。

②下列說法正確的是。

A.其他條件不變時,用Ar替代N2作稀釋氣體,對實驗結果幾乎無影響B(tài).其他條件不變時,溫度越高,H2S的轉化率越高C.由實驗數(shù)據(jù)推出H2S中的鍵強于CH4中的鍵D.恒溫恒壓下,增加N2的體積分數(shù),H2的濃度升高③若將反應Ⅲ看成由反應Ⅰ和反應Ⅱ兩步進行,畫出由反應原料經(jīng)兩步生成產物的反應過程能量示意圖。④在1000℃、常壓下,保持通入的H2S體積分數(shù)不變,提高投料比[V(H2S)∶V(CH4)],H2S的轉化率不變,原因是。

⑤在950℃~1150℃范圍內(其他條件不變),S2(g)的體積分數(shù)隨溫度升高發(fā)生變化,寫出該變化規(guī)律并分析原因。

答案(1)8.0×108L·mol-1(2)①高溫②AB③④1000℃時CH4不參與反應,相同分壓的H2S經(jīng)歷相同的時間轉化率相同⑤先升后降。在低溫段,以反應Ⅰ為主,隨溫度升高,S2(g)的體積分數(shù)增大;在高溫段,隨溫度升高,反應Ⅱ消耗S2的速率大于反應Ⅰ生成S2的速率,S2(g)的體積分數(shù)減小18.(2020天津,16,14分)利用太陽能光解水,制備的H2用于還原CO2合成有機物,可實現(xiàn)資源的再利用?；卮鹣铝袉栴}:Ⅰ.半導體光催化劑浸入水或電解質溶液中,光照時可在其表面得到產物(1)上圖為該催化劑在水中發(fā)生光催化反應的原理示意圖。光解水能量轉化形式為。

(2)若將該催化劑置于Na2SO3溶液中,產物之一為SO42-,另一產物為。若將該催化劑置于AgNO3溶液中,產物之一為O2,Ⅱ.用H2還原CO2可以在一定條件下合成CH3OH(不考慮副反應)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0(3)某溫度下,恒容密閉容器中,CO2和H2的起始濃度分別為amol·L-1和3amol·L-1,反應平衡時,CH3OH的產率為b,該溫度下反應平衡常數(shù)的值為。

(4)恒壓下,CO2和H2的起始物質的量比為1∶3時,該反應在無分子篩膜時甲醇的平衡產率和有分子篩膜時甲醇的產率隨溫度的變化如下圖所示,其中分子篩膜能選擇性分離出H2O。①甲醇平衡產率隨溫度升高而降低的原因為。

②P點甲醇產率高于T點的原因為。

③根據(jù)上圖,在此條件下采用該分子篩膜時的最佳反應溫度為℃。

Ⅲ.調節(jié)溶液pH可實現(xiàn)工業(yè)廢氣CO2的捕獲和釋放(5)CO32-的空間構型為。已知25℃碳酸電離常數(shù)為Ka1、Ka2,當溶液pH=12時,c(H2CO3)∶c(HCO答案(1)光能轉化為化學能(2)H2Ag++e-Ag(3)b(4)①該反應為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動(或平衡常數(shù)減小)②分子篩膜從反應體系中不斷分離出H2O,有利于反應正向進行,甲醇產率升高③210(5)平面(正)三角形1012·Ka11024·K19.(2019天津理綜,10,14分)多晶硅是制作光伏電池的關鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程。回答下列問題:Ⅰ.硅粉與HCl在300℃時反應生成1molSiHCl3氣體和H2,放出225kJ熱量,該反應的熱化學方程式為。SiHCl3的電子式為。

Ⅱ.將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法,對應的反應依次為:①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3(1)氫化過程中所需的高純度H2可用惰性電極電解KOH溶液制備,寫出產生H2的電極名稱(填“陽極”或“陰極”),該電極反應方程式為。

(2)已知體系自由能變ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0時反應自發(fā)進行。三個氫化反應的ΔG與溫度的關系如圖1所示,可知:反應①能自發(fā)進行的最低溫度是;相同溫度下,反應②比反應①的ΔG小,主要原因是。

(3)不同溫度下反應②中SiCl4轉化率如圖2所示。下列敘述正確的是(填序號)。

a.B點:v正>v逆b.v正:A點>E點c.反應適宜溫度:480~520℃(4)反應③的ΔH3=(用ΔH1,ΔH2表示)。溫度升高,反應③的平衡常數(shù)K(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)由粗硅制備多晶硅過程中循環(huán)使用的物質除SiCl4、SiHCl3和Si外,還有(填分子式)。

答案Ⅰ.Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH=-225kJ·mol-1Ⅱ.(1)陰極2H2O+2e-H2↑+2OH-或2H++2e-H2↑(2)1000℃ΔH2<ΔH1導致反應②的ΔG小(3)a、c(4)ΔH2-ΔH1減小(5)HCl、H220.(2018課標Ⅱ,27,14分)CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}:(1)CH4-CO2催化重整反應為:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知:C(s)+2H2(g)CH4(g)ΔH=-75kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-394kJ·mol-1C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH=-111kJ·mol-1該催化重整反應的ΔH=kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡轉化率的條件是(填標號)。

A.高溫低壓 B.低溫高壓C.高溫高壓 D.低溫低壓某溫度下,在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進行重整反應,達到平衡時CO2的轉化率是50%,其平衡常數(shù)為mol2·L-2。

(2)反應中催化劑活性會因積碳反應而降低,同時存在的消碳反應則使積碳量減少。相關數(shù)據(jù)如下表:積碳反應CH4(g)C(s)+2H2(g)消碳反應CO2(g)+C(s)2CO(g)ΔH/(kJ·mol-1)75172活化能/(kJ·mol-1)催化劑X3391催化劑Y4372①由上表判斷,催化劑XY(填“優(yōu)于”或“劣于”),理由是。在反應進料氣組成、壓強及反應時間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關系如下圖所示。升高溫度時,下列關于積碳反應、消碳反應的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是(填標號)。

A.K積、K消均增加B.v積減小、v消增加C.K積減小、K消增加D.v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大②在一定溫度下,測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時,不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如下圖所示,則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為。

答案(1)247A1(2)①劣于相對于催化劑X,催化劑Y積碳反應的活化能大,積碳反應的速率小;而消碳反應活化能相對小,消碳反應速率大AD②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)21.(2018海南單科,16,9分)過氧化氫(H2O2)是重要的化工產品,廣泛應用于綠色化學合成、醫(yī)療消毒等領域?；卮鹣铝袉栴}:(1)已知:H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH1=-286kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O2(l)ΔH2=-188kJ·mol-1過氧化氫分解反應2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)的ΔH=kJ·mol-1。不同溫度下過氧化氫分解反應的平衡常數(shù)K313KK298K(填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)100℃時,在不同金屬離子存在下,純過氧化氫24h的分解率見下表:離子加入量/(mg·L-1)分解率/%離子加入量/(mg·L-1)分解率/%無—2Fe3+1.015Al3+102Cu2+0.186Zn2+1010Cr3+0.196由上表數(shù)據(jù)可知,能使過氧化氫分解反應活化能降低最多的離子是。貯運過氧化氫時,可選用的容器材質為(填標號)。

A.不銹鋼 B.純鋁 C.黃銅 D.鑄鐵(3)過氧化氫的Ka1=2.24×10-12,H2O2的酸性H2O(填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明,過氧化氫溶液中HO2-的濃度越大,過氧化氫的分解速率越快。常溫下,不同濃度的過氧化氫分解率與pH的關系如圖所示。一定濃度的過氧化氫,pH增大分解率增大的原因是;相同pH下答案(1)-196(1分)小于(1分)(2)Cr3+(1分)B(1分)(3)大于(1分)pH升高,HO2-的濃度增大,分解速率加快(2分)過氧化氫濃度越高,其電離程度越低,分解率越小(222.(2018浙江4月選考,30,10分)(一)以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]水溶液為原料,通過電解法可以制備四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH],裝置如圖1所示。圖1(1)收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是(填“a”“b”“c”或“d”)。

(2)寫出電池總反應。

(二)乙酸乙酯一般通過乙酸和乙醇酯化合成:CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l)ΔH=-2.7kJ·mol-1已知純物質和相關恒沸混合物的常壓沸點如下表:純物質沸點/℃恒沸混合物(質量分數(shù))沸點/℃乙醇78.3乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)70.4乙酸117.9乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08)+水(0.09)70.2請完成:(1)關于該反應,下列說法不合理的是。

A.反應體系中硫酸有催化作用B.因為化學方程式前后物質的化學計量數(shù)之和相等,所以反應的ΔS等于零C.因為反應的ΔH接近于零,所以溫度變化對平衡轉化率的影響大D.因為反應前后都是液態(tài)物質,所以壓強變化對化學平衡的影響可忽略不計(2)一定溫度下該反應的平衡常數(shù)K=4.0。若按化學方程式中乙酸和乙醇的化學計量數(shù)比例投料,則乙酸乙酯的平衡產率y=;若乙酸和乙醇的物質的量之比為n∶1,相應平衡體系中乙酸乙酯的物質的量分數(shù)為x,請在圖2中繪制x隨n變化的示意圖(計算時不計副反應)。

圖2(3)工業(yè)上多采用乙酸過量的方法,將合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加熱至110℃左右發(fā)生酯化反應并回流,直到塔頂溫度達到70~71℃,開始從塔頂出料,控制乙酸過量的作用有。

(4)近年,科學家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:2C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+2H2(g)在常壓下反應,冷凝收集,測得常溫下液態(tài)收集物中主要產物的質量分數(shù)如圖3所示。關于該方法,下列推測合理的是。

圖3A.反應溫度不宜超過300℃B.增大體系壓強,有利于提高乙醇平衡轉化率C.在催化劑作用下,乙醛是反應歷程中的中間產物D.提高催化劑的活性和選擇性,減少乙醚、乙烯等副產物是工藝的關鍵答案(10分)(一)(1)d(1分)(2)2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑(1分)(二)(1)BC(2分)(2)0.67或67%(1分)(2分)(3)提高乙醇轉化率;有利于后續(xù)產物分離(1分)(4)ACD(2分)23.(2017課標Ⅰ,28,14分)近期發(fā)現(xiàn),H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子,它具有參與調節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}:(1)下列事實中,不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是(填標號)。

A.氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應,而亞硫酸可以B.氫硫酸的導電能力低于相同濃度的亞硫酸C.0.10mol·L-1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1D.氫硫酸的還原性強于亞硫酸(2)下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。通過計算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為、,制得等量H2所需能量較少的是。

(3)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K時,將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中,反應平衡后水的物質的量分數(shù)為0.02。①H