2022屆高考化學(xué)復(fù)習(xí)反應(yīng)原理綜合題

2022屆高考化學(xué)復(fù)習(xí)專題反應(yīng)原理綜合題

1.(河北省張家口市2021屆高三第二次模擬)氯乙烯是制備塑料的重要

中間體，可通過乙煥選擇性催化加氫制備。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.部分化學(xué)鍵的鍵能如表所示。

化學(xué)鍵C-Cc=cC-HC-ClH-Cl

鍵能

347.7X413.4340.2431.8

/(kJ-mol-1)

回答下列問題：

⑴表中x=

(2)較低溫度下乙烘選擇性催化加氫過程只發(fā)生反應(yīng)I和II。一定溫度

下，向盛放催化劑的恒容密閉容器中以物質(zhì)的量之比為1:1充入C2H2(g)和

HCl(g),發(fā)生反應(yīng)I和n。實驗測得反應(yīng)前容器內(nèi)壓強(qiáng)為PoPa,lOmin達(dá)到平

衡時C2H3cl(g)、HCl(g)的分壓分別為pFa、p2Pao

①0?lOmin內(nèi)，反應(yīng)的平均速率v(HCl)=Pa-minT(用分壓表示，

下同)。

②C2H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為o

③反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=o

(3)高溫度下，會發(fā)生反應(yīng)III而形成積碳，其可能導(dǎo)致的后果為(答

出一點即可)；不同壓強(qiáng)下，向盛放催化劑的密閉容器中以物質(zhì)的量之比為1：1

充入C2H2(g)和HCl(g)發(fā)生反應(yīng)，實驗測得乙快的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如

圖1所示。P,、Pb、Pc由大到小的順序為;隨溫度升高，三條曲線逐漸

趨于重合的原因為o

1(1

0，00

弓80

工60

)40

、20

唱-

學(xué)20

?140

-60

T80

T00

T20

(*(

40M8

))-TS2U.8

UIU)

DHSI

H+HO

H*E

++ZSH

G*HS

)ZZ

ZH

HZ。

ZU

。

圖2

(4)結(jié)合試驗和計算機(jī)模擬結(jié)果，有學(xué)者提出乙煥選擇性催化加氫的反應(yīng)

歷程，如圖2所示，其中吸附在催化劑表面的物種用“*”標(biāo)注，TS表示過渡

態(tài)。下列說法正確的是(填選項字母)。

A.該歷程中的最大能壘為97.8kTmo『

B.存在非極性鍵斷裂和極性鍵形成

C.選擇不同催化劑，最大能壘不發(fā)生變化

2.甲醇是重要的化工原料，也可作燃料。工業(yè)上可用CO?和乩在一定條件

下合成甲醇?；卮鹣铝袉栴}。

(1)已知：CO和H2的燃燒熱分別為283.0kJ?mol，285.8kJ?moF

11

,水的汽化熱為44.OkJ-mol-,反應(yīng)①C0+H20=C02+H2是生成合成甲醇的

原料氣(CO。、Hj的重要反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為：C0(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)

AH=kJ?mol：

(2)某同學(xué)設(shè)計實驗對反應(yīng)①進(jìn)行研究。將ImolHzO(g)和ImolCO充

入一個恒容密閉容器中，在催化劑和一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡。如圖是C0的

平衡轉(zhuǎn)化率(盼隨溫度變化的曲線，260C時反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=o

（3）CO?和不在催化劑、一定溫度下合成甲醇。圖為在容積為1L的恒容

密閉容器中，加入3mol'和ImolCOz時經(jīng)過相同時間甲醇產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的

關(guān)系曲線：

260T℃

圖（b）

曲線上A點（填“是”或“不是”）對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，理由是

，C點甲醇的產(chǎn)率低于B點的原因可能是（填標(biāo)號）。

A.反應(yīng)活化能增大B.催化劑活性低C.副反應(yīng)多D.平衡常

數(shù)變大E.平衡逆向移動

（4）C0和乩在一定條件下也可以合成甲醇。在容積為1L的恒容密閉容

器中，加入amolHz和2.0molC0,在催化劑和260C溫度條件下發(fā)生反應(yīng)：

C0+2H2=CH30HO圖為甲醇的濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線，tP時的。逆_____tQ

時的，逆（填大于、小于或等于），判斷的依據(jù)是,達(dá)平衡時氫氣的濃度

為1.0mol/L,則起始時加入的氫氣的物質(zhì)的量為mole

3.(重慶市鳳鳴山中學(xué)2020屆高三第一次診斷)乙烯是重要的化工原

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

<0

(1)若該反應(yīng)體系的能量隨反應(yīng)過程變化關(guān)系如圖所示，則該反應(yīng)的△

盾—kj/molo(用含a、b的式子表示)

(2)幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示，實驗測得上述反應(yīng)的△層-76kJ/moL

則表中的x=_。

化學(xué)鍵c=oH-HC=CC—HH—0

鍵能

X436612414464

/kJ?mol-1

(3)向1L恒容密閉容器中通入ImolCOz和nmolHz，在一定條件下發(fā)生上

述反應(yīng)，測得CO?的轉(zhuǎn)化率a(C02)與反應(yīng)溫度T、壓強(qiáng)P的關(guān)系如圖所示。

a(CO2)

①Pl_p2(填“>”、

②平衡常數(shù)及—及。

③若B點時投料比喘\=3,則平衡常數(shù)瓜=_(代入數(shù)據(jù)列出算式即

可，不用化簡)。

④其他條件不變時，能同時滿足增大反應(yīng)速率和提高C02轉(zhuǎn)化率的措施是

A.將產(chǎn)物從體系不斷分離出去B.給體系升溫

C.給體系加壓D.增大比的濃度

(4)①以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，利用太陽能電池將CO?轉(zhuǎn)化為乙烯的工作

原理如圖所示。則M極上的電極反應(yīng)式為—o

電池

質(zhì)子交候膜

②已知乙烯也能做燃料電池，當(dāng)消耗標(biāo)況下2.24L乙烯時，導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電

子的數(shù)目為_。

4.(四川省攀枝花市2021屆高三第二次統(tǒng)一考試)C0,制甲醇是極具前景

的資源化研究領(lǐng)域。CO?制甲醇有多種方法，其中C02催化加氫的主要反應(yīng)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

回答下列問題：

(1)CO(g)+2H2(g)^^CH30H(g)X聆kj/molo

3

(2)已知反應(yīng)I的速率方程為y正=kax(C()2)?[X(H2)],rjg=kA?X(CH30H)?

x(HzO),k正、k逆均為速率常數(shù)且只與溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。其物質(zhì)的

量分?jǐn)?shù)平衡常數(shù)放=(以k正、k逆表示)

(3)控制CO?和此初始投料比為1：3時，溫度對CO2平衡轉(zhuǎn)化率及甲醇和

CO的產(chǎn)率的影響如圖所示：

①溫度升高，CO產(chǎn)率上升的原因是o

②在250C以上，升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化率增大，但甲醇的產(chǎn)率降低，原因是

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

反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài)時，CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,甲醇的選擇性為60%(參與反應(yīng)的

CO2中轉(zhuǎn)化為甲醇的百分比)。則300c時反應(yīng)I的平衡常數(shù)ao

(5)電催化還原二氧化碳制甲醇是新的研究熱點。

①研究人員曾經(jīng)用覆蓋過渡金屬的石墨為陰極，稀硫酸為電解質(zhì)溶液，在

陰極通入C0,制得甲醇。陰極的電極反應(yīng)式為：o

②研究人員用表面附著ZnO薄膜的CuzO為電極，以電催化還原CO2制甲醇

獲得突破。附著ZnO薄膜的CuQ電極的制作方法是：在一定條件下，CuQ為陰

極，電解Zn(N0,溶液，在陰極表面沉積ZnO,電極反應(yīng)式為(請補充完整)：

Zn2++NO；+2e=,。

③研究發(fā)現(xiàn)：其他條件相同時，電解不同濃度的Zn(N0,溶液所得電極用

于電催化制備甲醇產(chǎn)量的關(guān)系如圖，其中最適宜制作電極的Zn(N0,溶液濃度

是mol/Lo

M

J

/

-

7J7

卷

=-

123456

時園」，

甲容產(chǎn)時丐辭離子濃度的關(guān)系

5.(四川省成都石室中學(xué)高2020屆高三二診)環(huán)境治理依然是當(dāng)今的熱

點問題。研究相關(guān)問題具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}：

(1)2N0(g)+02(g)n^2N()2(g)的反應(yīng)歷程分兩步：

①2N0(g)=^N2()2(g)快△冰0

②N2()2(g)+02(g)n^2N02(g)慢△冰0

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

應(yīng)①的活化能E1與反應(yīng)②的活化能瓦的大小關(guān)系為瓦_(dá)瓦(填或

“=”)。

(2)工業(yè)上常利用CHd來吸收CO2生成C0和H2,再用也和C0合成甲醇。

如在恒容密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為1.Omol?『的CH4與C02,在一定

條件下僅發(fā)生反應(yīng)：C02(g)+CHKg)=^2C0(g)+2H2(g),測得CH,的平衡轉(zhuǎn)化率

與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示：

貝!I：①該反應(yīng)的公心(填"=”或)0。

②壓強(qiáng)6、P2、P3、?由大到小的關(guān)系為_。判斷的理由是o壓強(qiáng)

為P,時，在b點：v(正)—(填或“>”)v(逆)。

③對于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也

可表示平衡常數(shù)(記作4)，當(dāng)P4=0.36MPa,則a點的平衡常數(shù)4=—(保留3

位有效數(shù)字，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓義物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(3)燃煤煙氣中硫的回收反應(yīng)為2co(g)+S02(g)=2C02(g)+S(l)。在其他

條件相同、催化劑不同時，硫的回收反應(yīng)中SO?的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如

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

La?()3和NiO作催化劑均可能使SO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到很高，不考慮價格因素，選擇

La203的主要優(yōu)點是

(4)該小組用Na2s溶液充分吸收SO?得到NaHSOs溶液，然后電解該溶液

制得了硫酸。原理如圖3,寫出開始電解時陽極的電極反應(yīng)式

\aHSO；溶港]

圖3

6.(西南四省名校2021屆高三第三次大聯(lián)考)國內(nèi)外目前生產(chǎn)苯乙烯的

方法主要是乙苯脫氫法，反應(yīng)原理如下：

(1)已知：部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示:

共價鍵c-cC-HC=CH-H

鍵能/(kj?mo『)347.7413.4615436

貝！IAH產(chǎn)_______

(2)實際生產(chǎn)過程中，通常向乙苯中摻人水蒸氣，保持體系總壓為常壓

(lOlkPa)的條件下進(jìn)行反應(yīng)。乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比m[m=

的關(guān)系如圖1所示。

①摻入水蒸氣的目的是;

②投料比（mi、Hi?、nO由大到小的順序為；

③若投料比m=l：9,反應(yīng)溫度為600C,并保持體系總壓為常壓的條件下

進(jìn)行反應(yīng)，下列事實不能作為該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)的是（填選項字

母）。

①丫正（乙苯）土逆（乙苯）

b.容器內(nèi)氣體密度不再變化

c.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

d.苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)不再變化。

e.容器內(nèi)苯乙烯與&的物質(zhì)的量之比不再變化

④若ni2=l：9,保持體系總壓為常壓（lOlkPa）,則A點溫度下，該反應(yīng)的

平衡常數(shù)K=kPa（列出計算式即可，及為用平衡分壓代替平衡濃度表示的平

衡常數(shù)，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）；若其他條件不變，將A點對應(yīng)起始反應(yīng)

物置于某恒容密閉容器中，則乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率—（填或

“=”）60%?

（3）實驗測得，乙苯脫氫反應(yīng)的速率方程為v正二卜正?P乙苯，v逆二k逆?P苯乙醮?P氫

氣（k正、k逆為速率常數(shù)）。如圖2（Igk表示速率常數(shù)的對數(shù)；"表示表示溫度的

倒數(shù)）所示，①②③④四條斜線中，Igk逆隨（變化關(guān)系的是斜線③，則Igk正隨

孑變化關(guān)系的是斜線o

Igk①,

//

/\@

7(K-1)

圖2

(4)近年來，用CO,作為溫和氧化劑，選擇性氧化乙苯制苯乙烯的綠色反應(yīng)

體系不斷取得新進(jìn)展。在CO?氣氛下，乙苯脫氫反應(yīng)可能存在一步法和二步法

兩種途徑，如圖3所示。

g)

g3)

)/CO2(g)

A"3

1A&2，於

CO(g)+HO(g)

2途&OCO(g)+H2O(g)

則co2(g)+(J、(g)、催化劑、(g)+C0(g)+H20(g)反應(yīng)的平衡

常數(shù)K=(用含及、%的代數(shù)式表示)。

7.(云南省曲靖市第一中學(xué)2020屆高三二模)消除氮氧化物和硫氧化物

有多種方法。

(1)用活性炭還原法：某研究小組向某密閉容器中加入足量的活性炭和

N0,發(fā)生反應(yīng):C(s)+2N0(g)=N2(g)+C02(g)A^QkJ?moK1在TJC

下，反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

時間

(min)

01020304050

濃度

mol/L

NO1.000.400.200.300.30

N200.400.600.60

C0200.600.60

一①0?10min內(nèi)，風(fēng)的平均反應(yīng)速率u（風(fēng)）=,TJC時，該反應(yīng)的

平衡常數(shù)於o

②30min后，若只改變一個條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度如

上表所示，則改變的條件可能是（填字母）

a.加入一定量的活性炭b.改變反應(yīng)體系的溫度c.縮小容器的

體積d.通入一定量的NO

③若30min后升高溫度至T2℃,重新達(dá)到平衡時，容器中N0、岫、C02的

濃度之比為7：3：3,則該反應(yīng)的0（填"="、或

“V”）

（2）加3催化還原法：原理如圖所示

催化劑

①若煙氣中c（N0。：c（N0）=l：1,發(fā)生如圖甲所示的脫氮反應(yīng)時，反應(yīng)

過程中轉(zhuǎn)移1.5mol電子時放出的熱量為113.8kJ,則發(fā)生該脫氮反應(yīng)的熱化

學(xué)方程式為o

②圖乙是在一定時間內(nèi)，使用不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應(yīng)的脫

氮率，由圖可知工業(yè)使用的最佳催化劑和相應(yīng)溫度分別為_；使用Mn作催化

劑時，脫氮率b?a段呈現(xiàn)如圖變化的可能原因是

（3）直接電解吸收也是脫硝的一種方法。用6%的稀硝酸吸收NO,生成亞

硝酸，再將吸收液導(dǎo)入電解槽電解，使之轉(zhuǎn)化為硝酸。電解裝置如圖所示。

①圖中b應(yīng)連接電源的.（填“正極”或“負(fù)極”）。

②將石墨電極設(shè)置成顆粒狀的目是O

③陽極的電極反應(yīng)式為。

8.(湖南省長郡中學(xué)2020屆高三第三次適應(yīng)性考試)減弱溫室效應(yīng)的方

法之一是將C0?回收利用，科學(xué)家研究利用回收的CO?制取甲醛，反應(yīng)的熱化學(xué)

方程式為CO2(g)+2H2(g)義也0(g)+H20(g)AHo請回答下列問題：

(1)己知：

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

②相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示：

化學(xué)鍵0=0H-H0-H

鍵能/kj?

498436464

mol1

貝(IC02(g)+2H2(g)式也0(g)+H20(g)AH=。

(2)一定條件下，將n(C02):n(H2)=l:2的混合氣體充入恒溫恒容的密閉

容器中，發(fā)生反應(yīng)C02(g)+2H2(g)之兄0(g)+H20(g)o

①下列說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是—(填選項字母)。

a.容器內(nèi)氣體密度保持不變

b.H20的體積分?jǐn)?shù)保持不變

c.該反應(yīng)的平衡常數(shù)保持不變

d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

②下列措施既能提高H?的轉(zhuǎn)化率又能加快反應(yīng)速率的是(填選項字

母)。

a.升高溫度b.使用高效催化劑c.縮小容器體積d.擴(kuò)大容器體

積

(3)實驗室在2L密閉容器中進(jìn)行模擬上述合成QW的實驗。TJC時，將

體積比為1：4的C0?和為混合氣體充入容器中，每隔一定時間測得容器內(nèi)氣體

壓強(qiáng)如表所示：

時間

0102030405060

/min

壓強(qiáng)

1.080.960.880.820.800.800.80

/kPa

①已知：vp(B)=W^2則反應(yīng)開始10min內(nèi)，用玲的壓強(qiáng)變化表示該反

應(yīng)的平均反應(yīng)速率為—kPa.min^o

②TJC時，反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp的代數(shù)式為Kp=kPa"居為用各氣體分

壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓義物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)時，向體積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的玲和CO?的混

合氣體，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2kPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時，CH,。的分壓與起始的

**關(guān)系如圖所示：

n(CO2)

I1.522,5

MCOZj

①當(dāng)/4=2時，反應(yīng)達(dá)到平衡后，若再向容器中加入C(Ug)和

n(CO2)

H20(g),使二者分壓均增大0.05kPa,則達(dá)到新平衡時，慶的轉(zhuǎn)化率將

(填“增大”“減小”或“不變”)。

②當(dāng)^^=2.5時，達(dá)到平衡狀態(tài)后，CU0的分壓可能是圖象中的點

n(CO2)

—(填“D”“E”或"F”),原因為o

9.(廣東省茂名市2021屆高三第二次綜合測試)有機(jī)氯化產(chǎn)品生產(chǎn)過程

中的副產(chǎn)品HC1可以在催化劑條件下轉(zhuǎn)化為重要的化工原料CU,反應(yīng)原理為

1

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

（1）科學(xué)家研究了壓力為0.5MPa、原料質(zhì)量空速為0.5hT和一定的進(jìn)料比

時，不同催化劑對HC1制C1?的影響，實驗數(shù)據(jù)如下圖所示。由數(shù)據(jù)可知：最

佳的催化劑是；圖中點a（填“是”或“否”）HC1的平衡轉(zhuǎn)化

率。RuO?作催化劑，溫度高于400。（2后繼續(xù)升溫，HC1的轉(zhuǎn)化率略有下降，其

原因是o

100

W

賣

O

H

360380400420

反應(yīng)溫度TC

（2）研究發(fā)現(xiàn)，在t℃（＞100℃）和0.2MPa下，當(dāng)HCl/O2進(jìn)料比為2：1

時，HC1的平衡轉(zhuǎn)化率為50%。

①其他條件不變的情況下，增大壓強(qiáng)，勺將（填“增大”“不變”

或“減小”）；為了提高HC1的平衡轉(zhuǎn)化率，除增大壓強(qiáng)外，還可以采取的措

施有（寫一條）。

②計算該條件下CU的平衡分壓P”和平衡常數(shù)Kp（寫出計算過

程）o

（3）下圖是在一定溫度和壓強(qiáng)下，以活性CuO為催化劑，HCI和。2在反應(yīng)

器中發(fā)生反應(yīng)，不同質(zhì)量空速WHSV［每小時內(nèi)通過每千克催化劑的HC1的質(zhì)

量（Kg）］對HC1轉(zhuǎn)化率的影響。

500——1——1——1——1——1——u

0.20.30.40.50.60.70.8

WHSV/h-1

①b點每小時每千克催化劑可以催化生產(chǎn)CLmol（結(jié)果保留一位小

數(shù))。

②從實驗數(shù)據(jù)可知，最佳的質(zhì)量空速為0.4hT~0.45hT。當(dāng)質(zhì)量空速高于

0.5hi時，HC1轉(zhuǎn)化率迅速下降的原因是。

10.(四川省成都七中2020屆高三理科綜合二診模擬)CO?的回收與利用是

科學(xué)家研究的熱點課題?？衫肅H4與CO,制備合成氣(CO、H2),還可制備甲

醇、二甲醛、低碳烯經(jīng)等燃料產(chǎn)品。

I.科學(xué)家提出制備“合成氣”反應(yīng)歷程分兩步：

反應(yīng)①：CH4(g)-C(ads)+2H2(g)(慢反應(yīng))

反應(yīng)②：C(ads)+C02(g)-2C0(g)(快反應(yīng))

上述反應(yīng)中C(ads)為吸附性活性炭，反應(yīng)歷程的能量變化如圖：

(DCH,與CO2制備合成氣的熱化學(xué)方程式為：該反應(yīng)在高溫

下可自發(fā)正向進(jìn)行的原因是,能量變化圖中：E5+E1—E4+E2(填

或“=”)。

II.利用“合成氣”合成申醇后，脫水制得二甲醛。

反應(yīng)為：2cH30H(g)0cH30cH3(g)+H2O(g)AH

經(jīng)查閱資料，在一定范圍內(nèi)，上述反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)與熱力學(xué)溫度存在如

下關(guān)系：］成尸2.205+270*7。其速率方程為：v正=k^c2(CH30H),v逆=1＜逆

?C(CH30CH3)?C(H20),k正、K逆為速率常數(shù)，且影響外因只有溫度。

(2)反應(yīng)達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)k逆增大的倍

數(shù)(填或"=")。

(3)某溫度下，Kc=200,在密閉容器中加入一定量CH3OH。反應(yīng)到某時刻測

得各組分的物質(zhì)的量如下:

物質(zhì)CH3OHCH30cH3H2O

物質(zhì)的量

0.40.40.4

/mol

此時正、逆反應(yīng)速率的大?。篤正—V逆(填或“=”)。

(4)500K下，在密閉容器中加入一定量甲醇CLOH,反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時,

體系中CH30cH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(埴標(biāo)號)

111

A.<—B.—C.>—D.無法確定

m.合成低碳烯經(jīng)

(5)強(qiáng)堿性電催化還原CO,制備乙烯研究取得突破進(jìn)展，原理如圖所示。b

極接的是太陽能電池的極(已知PTFE浸泡了飽和KC1溶液)o請寫出陰

極的電極反應(yīng)式o

K陽債電池

￥敢保護(hù)以琪乂

【參考答案及解析】

大題訓(xùn)練(共10題)

1.(河北省張家口市2021屆高三第二次模擬)氯乙烯是制備塑料的重要

中間體，可通過乙煥選擇性催化加氫制備。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.部分化學(xué)鍵的鍵能如表所示。

化學(xué)鍵c-cc=cC-HC-ClH-Cl

鍵能

347.7X413.4340.2431.8

/(kJ-mol-1)

回答下列問題：

⑴表中X=

(2)較低溫度下乙烘選擇性催化加氫過程只發(fā)生反應(yīng)I和n。一定溫度

下,向盛放催化劑的恒容密閉容器中以物質(zhì)的量之比為1：1充入C2H2(g)和

HCl(g),發(fā)生反應(yīng)I和II。實驗測得反應(yīng)前容器內(nèi)壓強(qiáng)為p°Pa,lOmin達(dá)到平

衡時C2H3cl(g)、HCl(g)的分壓分別為P】Pa、p2Pao

①0?lOmin內(nèi)，反應(yīng)的平均速率v(HCl)=Pa-minT(用分壓表示，

下同)。

②C2H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為o

③反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=。

(3)高溫度下，會發(fā)生反應(yīng)m而形成積碳，其可能導(dǎo)致的后果為(答

出一點即可)；不同壓強(qiáng)下，向盛放催化劑的密閉容器中以物質(zhì)的量之比為1：1

充入C2H2(g)和HCl(g)發(fā)生反應(yīng)，實驗測得乙快的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如

圖1所示。Pa>Pb、Pc由大到小的順序為;隨溫度升高，三條曲線逐漸

趨于重合的原因為o

,(n0o

O8o-臂

ul6o

.4o

)32o

M/o

-2o■一'、T6.6—■

混-4o

錠6o

-8o

英-0o

2o

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

SS*TS*3

OOOo

HwO

HH+66

+、H

+RH6

SH6

溫度WO

圖2

圖1

(4)結(jié)合試驗和計算機(jī)模擬結(jié)果，有學(xué)者提出乙煥選擇性催化加氫的反應(yīng)

歷程，如圖2所示，其中吸附在催化劑表面的物種用標(biāo)注，TS表示過渡

態(tài)。下列說法正確的是(填選項字母)。

A.該歷程中的最大能壘為97.8kJ-molT

B.存在非極性鍵斷裂和極性鍵形成

C.選擇不同催化劑，最大能壘不發(fā)生變化

【答案】615；包含；(上二支+；)xlOO%；

2。Po」

——?「、;積碳會降低催化劑的活性或選擇性，導(dǎo)致氯乙烯產(chǎn)率

P2VP0+紂2)

下降；Pc>pb>pa；反應(yīng)in前后氣體分子數(shù)相等，高溫下以反應(yīng)HI為主；

B；

【分析】

通過乙快選擇性催化加氫制備氯乙烯，較低溫度下乙煥選擇性催化加氫過

程只發(fā)生反應(yīng)I和n?？山Y(jié)合該過程的Ap和At計算V(HCI),結(jié)合方程式計算

出各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，利用P分=P,當(dāng)X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計算。隨溫度升高，反

應(yīng)I、II、ni都向逆向移動，乙煥的轉(zhuǎn)化率逐漸減小，當(dāng)溫度升到一定程度

時，壓強(qiáng)對乙快轉(zhuǎn)化率無影響，說明高溫下以反應(yīng)m為主，因為反應(yīng)m前后氣

體分子數(shù)相等；

【詳解】

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

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

X4-340.2X2=-54.5,解得x=615,故答案為：615；

⑵①恒容密閉容器中以物質(zhì)的量之比為1：1充入C2H2(g)和HCl(g),實驗

測得反應(yīng)前容器內(nèi)壓強(qiáng)為P°Pa,則反應(yīng)前p(lU=?Pa,v(HCl)=

(?-P2)Pa_p°_2P之故答案為:Po-2P2

-------------------------------------------Jrd.?iimi20

10min20

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

②

轉(zhuǎn)化(Pa)PiPiPi

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

，則C2H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化

轉(zhuǎn)化(Pa)若P2PoPlP2

422

,PoPiP

Pni-----------2n—n1

率=---4__2_2_xl00%=(Pi.+“io。％,故答案為:

PoPo2

2

Pl~P2+J_)xlOO%

Po2

③平衡時pCH,吟-吟楞-華+pj=粵卡+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______煙外索頭t4Pl_______

P2(p°—2叩+2P2)，故口案為：p2(p0-2pj2P2)；

(3)高溫度下，會發(fā)生反應(yīng)in而形成積碳，其可能導(dǎo)致的后果為：積碳會

降低催化劑的活性或選擇性，導(dǎo)致氯乙烯產(chǎn)率下降；增大壓強(qiáng)使平衡正向移

動，乙快轉(zhuǎn)化率增大，壓強(qiáng)越大，乙快轉(zhuǎn)化率越大，故P0>Pb>Pa，隨溫度升

高，反應(yīng)I、II、III都向逆向移動，乙快的轉(zhuǎn)化率逐漸減小，當(dāng)溫度升到一定

程度時，壓強(qiáng)對乙快轉(zhuǎn)化率無影響，說明高溫下以反應(yīng)in為主，因為反應(yīng)m前

后氣體分子數(shù)相等；故答案為：積碳會降低催化劑的活性或選擇性，導(dǎo)致氯乙

烯產(chǎn)率下降；pc>pb>pa；反應(yīng)ni前后氣體分子數(shù)相等，高溫下以反應(yīng)III為主；

(4)A.該歷程中的最大能壘為123.0kJ-mo「，故A不符合；

B.由圖可知，存在非極性鍵斷裂和極性鍵形成，故B符合；

C.選擇不同催化劑，最大能壘發(fā)生變化，故C不符合；

綜上，本題選B。

2.甲醇是重要的化工原料，也可作燃料。工業(yè)上可用CO?和小在一定條件

下合成甲醇?；卮鹣铝袉栴}。

(1)已知：C0和H2的燃燒熱分別為283.0kJ?mor\285.8kJ?moF

11

,水的汽化熱為44.OkJ?mol,反應(yīng)①CO+H2O=CO2+H2是生成合成甲醇的

原料氣(C02、HJ的重要反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為：C0(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)

AH=kJ?molo

（2）某同學(xué)設(shè)計實驗對反應(yīng)①進(jìn)行研究。將ImolHzO（g）和ImolCO充

入一個恒容密閉容器中，在催化劑和一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡。如圖是C0的

平衡轉(zhuǎn)化率（盼隨溫度變化的曲線，260C時反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=。

（3）CO?和慶在催化劑、一定溫度下合成甲醇。圖為在容積為1L的恒容

密閉容器中，加入3moll和ImolCOz時經(jīng)過相同時間甲醇產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的

關(guān)系曲線：

260T'C

圖（b）

曲線上A點（填“是”或“不是”）對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，理由是

,C點甲醇的產(chǎn)率低于B點的原因可能是（填標(biāo)號）。

A.反應(yīng)活化能增大B.催化劑活性低C.副反應(yīng)多D.平衡常

數(shù)變大E.平衡逆向移動

（4）CO和H?在一定條件下也可以合成甲醇。在容積為1L的恒容密閉容

器中，加入amolHz和2.0molC0,在催化劑和260c溫度條件下發(fā)生反應(yīng)：

C0+2H2=CH30HO圖為甲醇的濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線，tP時的。逆_____tQ

時的，逆（填大于、小于或等于），判斷的依據(jù)是,達(dá)平衡時氫氣的濃度

為1.0mol/L,則起始時加入的氫氣的物質(zhì)的量為mole

【答案】(1)-41.2

(2)9

(3)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率隨溫度的升高而降低BCE

(4)小于tP時的甲醇濃度小于1時濃度，反應(yīng)速率更慢3.3

【解析】(析■的燃燒熱為-285.8kJ?molT,故熱化學(xué)方程式為L(g)+

102(g)=乩0(1)△層-285.8KJ?mol?CO的燃燒熱為-283.OkJ?mol，

1

故熱化學(xué)方程式為①CO(g)+1o2(g)=C02(g)A^-283.OKJ?mol-,②乩

(g)+02(g)=H20(1)△層-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故答案為：-41.2；

(2)對反應(yīng)①C0(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)進(jìn)行研究。

“2(g

CO(g)+%。腦)=co2(g)+

。開始1100

C變化0.750.750.750.75

C平衡0.250.250.750.75

260c時反應(yīng)①的平衡常數(shù)=9。故答案為：9；

(3)曲線上A點不是對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，理由是該反應(yīng)為放熱反

應(yīng)，平衡產(chǎn)率隨溫度的升高而降低，C點甲醇的產(chǎn)率低于B點的原因可能

是：A.反應(yīng)活化能增大，不影響產(chǎn)率，故錯誤；B.催化劑活性低，產(chǎn)率降

低，故正確；C.副反應(yīng)多，消耗大量原料，故正確；D.平衡常數(shù)變大，平衡

正向移動，產(chǎn)率升高，故錯誤；E.平衡逆向移動，產(chǎn)率降低，故正確；故選

BCE；故答案為：不是；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率隨溫度的升高而降低；

BCE；

(4)甲醇的濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系曲線可知，tP時的〃逆小于tq時的

/逆，tP時的甲醇濃度小于tq時濃度，反應(yīng)速率更慢；由圖平衡時C(CH30H)=

11

1.15mol?L-,由方程式C0+2H2=CH30H得氫氣的濃度變化量為2.3mol?L-,起

始時加入的氫氣的濃度為(2.3+1)mol?L=3.31noi?「,則起始時加入的氫

氣的物質(zhì)的量為3.3mol；故答案為：小于：tP時的甲醇濃度小于時濃度，

反應(yīng)速率更慢；3.3o

3.(重慶市鳳鳴山中學(xué)2020屆高三第一次診斷)乙烯是重要的化工原

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

<0

(1)若該反應(yīng)體系的能量隨反應(yīng)過程變化關(guān)系如圖所示，則該反應(yīng)的△

盾—kj/molo(用含a、b的式子表示)

(2)幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示，實驗測得上述反應(yīng)的△年-76kJ/moL

則表中的X=一O

化學(xué)鍵c=oH—HC=CC-HH—0

鍵能

X436612414464

/kJ?mol-1

(3)向1L恒容密閉容器中通入ImolCOz和nmoll，在一定條件下發(fā)生上

述反應(yīng)，測得CO?的轉(zhuǎn)化率a(C02)與反應(yīng)溫度T、壓強(qiáng)P的關(guān)系如圖所示。

a(CO2)

①Pi_P2(填或“="，下同)。

②平衡常數(shù)及—及。

③若B點時投料比喘\=3,則平衡常數(shù)瓜=_(代入數(shù)據(jù)列出算式即

llyJ

可，不用化簡)。

④其他條件不變時，能同時滿足增大反應(yīng)速率和提高C02轉(zhuǎn)化率的措施是

A.將產(chǎn)物從體系不斷分離出去B.給體系升溫

C.給體系加壓D.增大比的濃度

(4)①以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，利用太陽能電池將CO?轉(zhuǎn)化為乙烯的工作

原理如圖所示。則M極上的電極反應(yīng)式為—o

電池

質(zhì)子交候膜

②已知乙烯也能做燃料電池，當(dāng)消耗標(biāo)況下2.24L乙烯時，導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電

子的數(shù)目為_。

【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=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，根據(jù)圖中信息，可知

為(a-b)kj/mol或為-(b-a)kj/mol；故答案為：(a-b)或者-(b-a)；

(2)△!!=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和，實驗測得上述反應(yīng)的△

^-76kJ/mol,帶入表中化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，△年

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

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

是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，C0,轉(zhuǎn)化率增大，則根據(jù)圖

中A、B兩點可判斷PKPz；該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反

應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)｛減小，則圖中平衡常數(shù)及〉4;

③平衡常數(shù)&心2再①辿&若B點時投料比喘\=3,可列三

3

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

CO??+3H2(g)=jC2H4(g)+2H2O(g)

段式如下：初始濃度1300

變化濃度0.752.250.3751.5

平衡濃度0.250.750.3751.5

則平衡常數(shù)常=03755x1.52,故答案為：0.375”1.52:

0.25x0.7530.25x0.753

④其他條件不變時，能同時滿足增大反應(yīng)速率和提高C0,轉(zhuǎn)化率的措施

A.將產(chǎn)物從體系不斷分離出去，反應(yīng)速率減慢，不符合題意；

B.給體系升溫，平衡逆向移動，減小CO2轉(zhuǎn)化率，不符合題意；

C.給體系加壓，平衡正向移動，反應(yīng)速率也加快，符合題意；

D.增大慶的濃度平衡正向移動，反應(yīng)速率也加快，符合題意；

故答案為：CD

(4)①由圖可知,M極消耗C0”產(chǎn)生C2H〃發(fā)生還原反應(yīng);N極上產(chǎn)生02,發(fā)

生氧化反應(yīng),所以M極作電解池陰極,N極作電解池陽極,已知稀硫酸為電解質(zhì)溶

+

液,所以M極上的電極反應(yīng)式為2C02+12e+12H=C2H4+4H20,

故答案為:2C02+12e+12H=C2H4+4H20；

②當(dāng)消耗標(biāo)況下2.24L乙烯時，由上題分析可知C2HL12e,則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)

移電子的數(shù)目為L2M，故答案為：1.2NA。

4.(四川省攀枝花市2021屆高三第二次統(tǒng)一考試)CO。制甲醇是極具前景

的資源化研究領(lǐng)域。CO?制甲醇有多種方法，其中CO2催化加氫的主要反應(yīng)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

回答下列問題：

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

3

(2)已知反應(yīng)I的速率方程為7iE=kIE*X(C02)?[x(H2)],v逆=卜逆?*((3130HA

x(HQ),k正、k逆均為速率常數(shù)且只與溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。其物質(zhì)的

量分?jǐn)?shù)平衡常數(shù)放=(以k正、k