《高中化學(xué)》專題突破卷10化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（二）（解析版）

專題突破卷10化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（二）（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分）考點(diǎn)04化學(xué)反應(yīng)的方向、化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控考點(diǎn)05化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像一、選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一項(xiàng)是符合題目要求的）1．實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，該反應(yīng)過程中能量的變化如圖，下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是()A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0【答案】D【解析】由方程式可知，該反應(yīng)的ΔS<0，由題圖可知該反應(yīng)的ΔH<0，D項(xiàng)正確。2．（24-25高三上·湖北·階段練習(xí)）在-30℃時(shí)，陽離子和分子耦合生成陽離子，反應(yīng)中自由能變化示意圖如下。下列說法正確的是A．該過程可以自發(fā)進(jìn)行 B．三種微粒互為同素異形體C．有兩種化學(xué)環(huán)境的磷原子 D．單電子氧化可制備分子【答案】A【解析】由圖可知，產(chǎn)物總自由能小于反應(yīng)物總自由能，即，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，A正確；同素異形體是指由同種元素組成而性質(zhì)不同的單質(zhì)，和是離子，不是單質(zhì)，則三種微粒不互為同素異形體，B錯(cuò)誤；中所有磷原子均為sp3雜化，只有一種化學(xué)環(huán)境的磷原子，C錯(cuò)誤；制備需要得到一個(gè)電子，發(fā)生還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。3．(2024·遼寧朝陽中學(xué)聯(lián)考)下列說法不正確的是()A．Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行B．反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH<0C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等條件下二者對(duì)H2O2分解速率的改變相同D．Hg(l)＋H2SO4(aq)=HgSO4(aq)＋H2(g)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說明ΔH>0【答案】C【解析】Na與H2O反應(yīng)生成NaOH和H2，該反應(yīng)有氣體生成且放熱，為熵增的放熱反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)的ΔS<0，在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則ΔG＝ΔH－TΔS<0，該反應(yīng)的ΔH<0，B項(xiàng)正確；FeCl3和MnO2都可以催化H2O2分解，加快分解速率，但同等條件下二者對(duì)H2O2分解速率的改變程度不同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則ΔG＝ΔH－TΔS>0，又因ΔS>0，所以ΔH>0，D項(xiàng)正確。4．(2024·江西紅色十校模擬)溫度為T℃時(shí)，向某密閉容器中分別加入足量活性炭和1molNO2，發(fā)生反應(yīng)2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH，并達(dá)到平衡。下列說法正確的是()A．使用催化劑可以改變?cè)摲磻?yīng)的ΔH和活化能B．粉碎活性炭固體，正反應(yīng)速率增大，平衡正向移動(dòng)C．降低壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)K增大D．恒壓下，充入稀有氣體，利于提高NO2的轉(zhuǎn)化率【答案】D【解析】使用催化劑可降低反應(yīng)的活化能，但不能改變?cè)摲磻?yīng)的ΔH，故A錯(cuò)誤；粉碎活性炭固體，可增大反應(yīng)物間的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率，但對(duì)平衡無影響，故B錯(cuò)誤；平衡常數(shù)K為溫度函數(shù)，不受壓強(qiáng)影響，故C錯(cuò)誤；恒壓下，充入稀有氣體，容器體積增大，平衡向氣體分子數(shù)增大的正向進(jìn)行，從而利于提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率，故D正確。5．下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)的預(yù)測(cè)正確的是()選項(xiàng)化學(xué)方程式已知條件預(yù)測(cè)AA(s)=B(g)＋C(s)ΔH>0它一定是非自發(fā)反應(yīng)BA(g)＋2B(g)=2C(g)＋3D(g)能自發(fā)反應(yīng)ΔH一定小于0CM(s)＋aN(g)=2Q(g)ΔH<0，自發(fā)反應(yīng)a可能等于1、2、3DM(s)＋N(g)=2Q(s)常溫下，自發(fā)進(jìn)行ΔH>0【答案】C【解析】A(s)=B(g)＋C(s)為氣體系數(shù)增大的反應(yīng)，ΔS＞0，ΔH＞0，在高溫條件下能自發(fā)進(jìn)行，故A錯(cuò)誤；A(g)＋2B(g)=2C(g)＋3D(g)為氣體系數(shù)增大的反應(yīng)，ΔS＞0，所以當(dāng)ΔH＜0時(shí)，一定滿足ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)一定能夠自發(fā)進(jìn)行，當(dāng)ΔH＞0時(shí)，高溫下，ΔH－TΔS＜0成立，也可以自發(fā)進(jìn)行，故B錯(cuò)誤；M(s)＋N(g)=2Q(s)為氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，ΔS＜0，當(dāng)ΔH＞0時(shí)，ΔH－TΔS＞0，一定不能自發(fā)進(jìn)行，故D錯(cuò)誤。6．（2024·山東聊城·二模）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種新型雙溫催化劑，該催化劑催化和合成(反應(yīng)體系溫度為495℃)的原理如圖所示，下列分析錯(cuò)誤的是A．“熱”上的變化屬于焓增、熵增的變化B．“熱”有利于快速轉(zhuǎn)化為NC．“冷”低于體系溫度，有利于提高合成氨反應(yīng)速率D．該催化劑能較好地解決傳統(tǒng)合成氨工藝中存在的反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率的矛盾【答案】C【解析】由圖可知，“熱”上的變化為：N2=N，“冷”上發(fā)生的變化為：H2=3H，氮原子和氫原子在“冷”上生成氨氣，合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，“熱”高于體系溫度，有利于氮氮共價(jià)鍵的斷裂，加快反應(yīng)速率，“冷”低于體系溫度，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高氨氣的產(chǎn)率。由分析可知，“熱”上的變化為：N2=N，氮?dú)夥肿影l(fā)生共價(jià)鍵斷裂的變化為焓增、熵增的變化，A正確；由分析可知，“熱”高于體系溫度，有利于氮氮共價(jià)鍵的斷裂，加快反應(yīng)速率，B正確；由分析可知，“冷”低于體系溫度，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高氨氣的產(chǎn)率，但降低溫度不利于提高合成氨反應(yīng)速率，C錯(cuò)誤；由分析可知，“熱”高于體系溫度，有利于氮氮共價(jià)鍵的斷裂，加快反應(yīng)速率，“冷”低于體系溫度，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高氨氣的產(chǎn)率，所以該催化劑能較好地解決傳統(tǒng)合成氨工藝中存在的反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率的矛盾，D正確。7．（23-24高三上·河北石家莊·階段練習(xí)）在不同壓強(qiáng)下向密閉容器中充入X、Y、Z三種氣體，發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．該反應(yīng)的B．該反應(yīng)的C．、大小比較：D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的逆反應(yīng)速率：【答案】A【解析】根據(jù)方程式可知，該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，，A錯(cuò)誤；由圖可知，隨著溫度的升高，Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸減小，說明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即，B正確；該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，所以，C正確；a點(diǎn)壓強(qiáng)高于b點(diǎn)，溫度也高于b點(diǎn)，所以，D正確。8．（2024·廣東惠州·三模）一定條件下，1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可與HCl發(fā)生催化加成，反應(yīng)如下：反應(yīng)過程中該炔烴及反應(yīng)產(chǎn)物的占比隨時(shí)間的變化如圖(已知：反應(yīng)I、Ⅲ為放熱反應(yīng))，下列說法不正確的是A．反應(yīng)活化能：反應(yīng)I<反應(yīng)ⅡB．反應(yīng)焓變：反應(yīng)I<反應(yīng)ⅡC．增加HCl濃度不會(huì)改變平衡時(shí)產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比例D．選擇相對(duì)較短的反應(yīng)時(shí)間，及時(shí)分離可獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物Ⅰ【答案】B【解析】短時(shí)間里反應(yīng)I得到的產(chǎn)物比反應(yīng)Ⅱ得到的產(chǎn)物多，說明反應(yīng)I的速率比反應(yīng)Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，則反應(yīng)活化能：反應(yīng)I<反應(yīng)Ⅱ，A正確；反應(yīng)I、Ⅲ為放熱反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ也是放熱反應(yīng)，相同物質(zhì)的量的反應(yīng)物，反應(yīng)I放出的熱量小于反應(yīng)Ⅱ放出的熱量，反應(yīng)放出的熱量越多，其焓變?cè)叫?，因此反?yīng)焓變：反應(yīng)I>反應(yīng)Ⅱ，B錯(cuò)誤；由圖可以看出產(chǎn)物I和產(chǎn)物Ⅱ存在可逆反應(yīng)，則產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比值即該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K，由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以增加HCl濃度平衡時(shí)產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比例不變，C正確；根據(jù)圖中信息，選擇相對(duì)較短的反應(yīng)時(shí)間，及時(shí)分離可獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物Ⅰ，D正確。9．（2024·河北邯鄲·一模）對(duì)于放熱的可逆反應(yīng)，某一給定轉(zhuǎn)化率下，最大反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)的溫度稱為最適宜溫度。反應(yīng)在催化劑作用下原料的總轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、原料的總平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線Ⅱ)的關(guān)系曲線示意圖最合理的是A． B．C． D．【答案】C【解析】對(duì)于放熱的可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，該反應(yīng)的最適宜溫度為催化劑的催化活性最好時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，在該溫度下化學(xué)反應(yīng)速率最大，SO2的轉(zhuǎn)化率也最大；當(dāng)溫度高于最適宜溫度后，催化劑的催化活性逐漸減小，催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響超過了溫度升高對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，因此化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小，SO2的轉(zhuǎn)化率也逐漸減小；由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減?。挥捎诜磻?yīng)混合物與催化劑層的接觸時(shí)間較少，在實(shí)際的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)反應(yīng)還沒有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故在相應(yīng)溫度下SO2的轉(zhuǎn)化率低于其平衡轉(zhuǎn)化率。因此，反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度(曲線I)、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線Ⅱ)的關(guān)系曲線示意圖可表示如下：，選C。10（24-25高三上·江西·開學(xué)考試）一定溫度下，向一密閉容器中充入和足量發(fā)生反應(yīng)：測(cè)得平衡時(shí)的物質(zhì)的量與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是A．上述正反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行B．曲線Ⅰ代表CH4的物質(zhì)的量與壓強(qiáng)的關(guān)系C．CH4消耗速率和CO消耗速率之比等于2：1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)D．M點(diǎn)氣體產(chǎn)物總分壓與氣體反應(yīng)物分壓之比等于2【答案】D【解析】正反應(yīng)是吸熱、熵增反應(yīng)，在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行，A項(xiàng)錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡向左移動(dòng)，曲線Ⅱ代表的物質(zhì)的量與壓強(qiáng)的關(guān)系，B項(xiàng)錯(cuò)誤；消耗速率與CO消耗速率為之比1∶2時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；M點(diǎn)當(dāng)P=2MPa時(shí)，平衡時(shí)n(CH4)=amol，n(H2)=n(NO)=amol，其他條件相同的情況下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，故M點(diǎn)氣體產(chǎn)物總分壓與氣體反應(yīng)物分壓之比等于2a:a=2，D項(xiàng)正確。11．合成氨工藝是人工固氮最重要的途徑，已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨的原料氣N2可通過分離空氣得到，H2可通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化制得，原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶2.8，常用工藝條件：鐵觸媒作催化劑、控制溫度773K、壓強(qiáng)3.0×107Pa。假設(shè)起始反應(yīng)物N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶3，且總物質(zhì)的量不變，在不同壓強(qiáng)和溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如下表所示400℃450℃500℃600℃20MPa0.3870.2740.1890.08830MPa0.4780.3580.2600.129則下列說法正確的是()A．上述任何條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比均為1B．體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越小，反應(yīng)一定越先達(dá)到平衡C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量均為92.4kJD．600℃、30MPa條件下加入更高效的催化劑，平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于0.129【答案】A【解析】轉(zhuǎn)化量之比等于物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，充入時(shí)氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量之比為1∶3，轉(zhuǎn)化量之比也為1∶3，故轉(zhuǎn)化率相同，故A正確；反應(yīng)是否達(dá)到平衡與氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大小無關(guān)，是否先達(dá)到平衡與溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑有關(guān)，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)中的ΔH＝－92.4kJ·mol－1，表示有1molN2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為92.4kJ，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)體系中始終存在反應(yīng)物和生成物，若充入1molN2和3molH2，則達(dá)到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的N2小于1mol，則放出的熱量小于92.4kJ，故C錯(cuò)誤；催化劑也不能改變平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。12．（2025·廣東·一模）甲烷催化氧化為合成氣、的主要反應(yīng)有：Ⅰ．Ⅱ．將與投入密閉容器中反應(yīng)，不同溫度下，相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率、H2選擇性與的選擇性[]隨溫度的變化如圖所示，下列說法正確的是A．時(shí)，副反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行程度很小B．在時(shí)，容器中生成的CO2的物質(zhì)的量為C．反應(yīng)Ⅰ在低溫下自發(fā)D．該過程中，低溫有利于合成氣的生成【答案】A【解析】時(shí)，H2選擇性和選擇性均接近，則副反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行程度很小，A正確；在時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率為0.8，即，的選擇性為，即，則解得，，B錯(cuò)誤；H2、的選擇性隨溫度升高而增大，則反應(yīng)Ⅰ的，又因?yàn)榉磻?yīng)Ⅰ的，反應(yīng)Ⅰ在高溫下自發(fā)，C錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅰ的，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，有利于合成氣的生成，D錯(cuò)誤。13．（23-24高三下·山東·階段練習(xí)）已知。在下列條件下發(fā)生該反應(yīng)，測(cè)定平衡時(shí)數(shù)據(jù)如表所示：實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)I實(shí)驗(yàn)II實(shí)驗(yàn)III起始投料2molSO2、1molO22molSO34molSO3溫度、壓強(qiáng)T℃、200kPa恒溫恒壓容器T℃、200kPa恒溫恒容容器T℃、400kPa恒溫恒容容器平衡時(shí)間t1t2t3能量放Q1kJ吸Q2kJ吸Q3kJc(SO2)c1(SO2、)c2(SO2)c3(SO2)轉(zhuǎn)化率(α)α1(SO2)α2(SO3)α3(SO3)下列說法錯(cuò)誤的是A．B．且C．且D．且【答案】A【解析】若實(shí)驗(yàn)II在恒壓條件下，與實(shí)驗(yàn)I達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，此時(shí)、、，但是實(shí)驗(yàn)II在恒容條件下，相比恒壓條件下，分解的少了，則、、，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度相同，平衡常數(shù)不變，根據(jù)可以推出。把實(shí)驗(yàn)III容器從中間隔開，此時(shí)為兩個(gè)容器每個(gè)容器投料與實(shí)驗(yàn)II相同，但是實(shí)驗(yàn)III壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡時(shí)時(shí)間短，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)III容器相當(dāng)于把兩個(gè)實(shí)驗(yàn)II容器合并，合并恢復(fù)到原來體積，假設(shè)平衡不移動(dòng)，此時(shí)對(duì)應(yīng)、、，但是合并時(shí)，平衡向生成方向移動(dòng)，則，B正確；由B可知，合并時(shí)，平衡向生成方向移動(dòng)，，C正確；由B可知，合并時(shí)，平衡向生成方向移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率減小，且，D正確。14．（2025·廣東·一模）與在恒容容器的不同溫度下發(fā)生反應(yīng)：，達(dá)到平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量濃度(c)隨溫度(T)變化如圖所示。下列說法正確的是A．該反應(yīng)的B．曲線Y表示隨溫度的變化關(guān)系C．升高溫度，加快，減慢，平衡產(chǎn)率減小D．其他條件不變，與在℃下反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)【答案】D【解析】溫度升高，的平衡濃度增大，說明平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，，A錯(cuò)誤；結(jié)合方程式可知，的變化量為變化量的，則曲線Y表示隨溫度的變化關(guān)系，則曲線Z表示隨溫度的變化關(guān)系，B錯(cuò)誤；升高溫度，加快，也加快，由于該反應(yīng)，反應(yīng)逆向反應(yīng)速率增加程度更大，平衡產(chǎn)率減小，C錯(cuò)誤；其他條件不變，與在下反應(yīng)，等效于增大壓強(qiáng)，平衡時(shí)該反應(yīng)向減弱這種改變的方向移動(dòng)，由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以平衡正向移動(dòng)，的濃度減小，減弱但不能抵消這種改變，則平衡時(shí)仍然大于與在下發(fā)生反應(yīng)時(shí)的平衡濃度，D正確。15．（24-25高三上·湖南永州·階段練習(xí)）二氧化碳加氫制甲醇的過程中的主要反應(yīng)(忽略其他副反應(yīng))為：①②下，將一定比例混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應(yīng)管。裝置及位點(diǎn)處(相鄰位點(diǎn)距離相同)的氣體溫度、CO和的體積分?jǐn)?shù)如圖所示。下列說法不正確的是A．處與處反應(yīng)①的平衡常數(shù)不相等B．反應(yīng)②的焓變C．處的的體積分?jǐn)?shù)大于處D．混合氣從起始到通過處，CO的生成速率小于的生成速率【答案】D【解析】裝置為絕熱反應(yīng)管，L4處與L5處的溫度不同，故反應(yīng)①的平衡常數(shù)K不相等，A正確；由圖像可知，L1-L3溫度在升高，該裝置為絕熱裝置，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，所以反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，ΔH2<0，B正確；從L5到L6，甲醇的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，說明反應(yīng)②在向右進(jìn)行，反應(yīng)②消耗CO，而CO體積分?jǐn)?shù)沒有明顯變化，說明反應(yīng)①也在向右進(jìn)行，反應(yīng)①為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，其向右進(jìn)行時(shí)，n(H2O)增大，反應(yīng)②為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，且沒有H2O的消耗與生成，故n總減小而n(H?O)增加，即H2O的體積分?jǐn)?shù)會(huì)增大，故L6處的H2O的體積分?jǐn)?shù)大于L5處，C正確；L1處CO的體積分?jǐn)?shù)大于CH3OH，說明生成的CO的物質(zhì)的量大于CH3OH，兩者反應(yīng)時(shí)間相同，說明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D錯(cuò)誤。二、非選擇題（本題包括4小題，共55分）16．（15分）（23-24高三下·河南·階段練習(xí)）氨是重要的化工原料，我國(guó)目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位?；卮鹣铝袉栴}：(1)工業(yè)上通常采用鐵觸媒作催化劑，在400℃～500℃、10～30MPa，原料氣中和物質(zhì)的量之比為1.08：3的條件下合成氨，分析說明原料氣中過量的理由是。(2)若在1L的密閉容器中，一定量的氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行如下反應(yīng)：，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表所示。T/℃200300400K0.5①試比較、的大小，(填“>”“<”或“=”)。②400℃時(shí)，反應(yīng)中，當(dāng)測(cè)得、和物質(zhì)的量分別為3mol、2mol和1mol時(shí)，則該反應(yīng)(填“達(dá)到平衡狀態(tài)”“正向進(jìn)行”或“逆向進(jìn)行”)。(3)若在不同壓強(qiáng)下，以投料比的方式進(jìn)料，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氨的摩爾分?jǐn)?shù)與溫度的計(jì)算結(jié)果如圖所示：(物質(zhì)i的摩爾分?jǐn)?shù)：)①圖中壓強(qiáng)由小到大的順序?yàn)?lt;20MPa<，判斷依據(jù)是。②當(dāng)時(shí)，某溫度下。則該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)(化為最簡(jiǎn)式，為以平衡分壓代替平衡濃度表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×摩爾分?jǐn)?shù))。【答案】(1)原料氣中相對(duì)易得，適度過量有利于提高的轉(zhuǎn)化率（2分）(2)①>（2分）②逆向進(jìn)行（2分）(3)①（2分）（2分）該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，當(dāng)溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)越大，的摩爾分?jǐn)?shù)越大（2分）②（3分）【解析】(1)從制備途徑而言，原料氣中氮?dú)庀鄬?duì)易得，適度過量有利于增大反應(yīng)物濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，從而提高氫氣的轉(zhuǎn)化率。(2)①合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，則平衡常數(shù)大于。②400℃時(shí)，氨氣、氮?dú)夂蜌錃馕镔|(zhì)的量分別為、和時(shí)，則容器中反應(yīng)的濃度熵，則平衡逆向進(jìn)行。(3)①該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，當(dāng)溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)增大，由圖可知，、、條件下氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)依次增大，則壓強(qiáng)的大小順序?yàn)?，故答案為：。②設(shè)起始時(shí)氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量分別為和，平衡時(shí)生成氨氣為，由題意可建立如下三段式：由氨氣的摩爾分?jǐn)?shù)為0.2可得：，解得，氮?dú)?、氫氣、氨氣的平衡分壓分別為、、，反應(yīng)的平衡常數(shù)。17．（13分）（2025·北京·模擬預(yù)測(cè)）挑戰(zhàn)：“綠氫”的存儲(chǔ)、輸送成本和安全解決方案I：利用可再生資源生產(chǎn)綠氫和溫室氣體CO2生產(chǎn)甲醇是碳資源高效循環(huán)利用的有效途徑。CO2加氫氣制甲醇體系中，若不考慮生成烷烴和多碳醇等副反應(yīng)，主要反應(yīng)為：I：Ⅱ：Ⅲ：(1)計(jì)算反應(yīng)I的焓變。(2)以250℃、5MPa、n(H2)/n(CO2)=3的平衡為基礎(chǔ)，探討溫度，壓強(qiáng)和原料氣組成對(duì)平衡的影響，以下說法錯(cuò)誤的是___________。A．隨著溫度升高，甲醇的百分含量將降低B．隨著壓強(qiáng)增大，甲醇的產(chǎn)率將增大C．隨著n(H2)/n(CO2)的增加，CO的轉(zhuǎn)化率將下降D．若在原料氣里加入CO，則CO2轉(zhuǎn)化率將增大(3)若只關(guān)注反應(yīng)I，氫氣和甲醇的燃燒熱分別為285kJ/mol和726kJ/mol，則綠氫生產(chǎn)綠甲醇的理論能量轉(zhuǎn)化效率為。(保留一位小數(shù))解決方案Ⅱ：合成“綠氨”運(yùn)輸?shù)绞褂玫胤纸庵茪洹熬G氫”合成氨技術(shù)成熟，加壓10bar，25℃就可以液化，液體的存儲(chǔ)和輸運(yùn)成本低，現(xiàn)有設(shè)備無需改造?！熬G氨”具有零碳排放的特點(diǎn)，且其儲(chǔ)氫質(zhì)量能量密度可高達(dá)17.6wt。%，故而被視為是種非常具有競(jìng)爭(zhēng)力且前景廣闊的儲(chǔ)氫載體。Ru基催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)(部分單位省略)樣品名稱Ru含量(理論值)(wt。%)Ru含量(wt。%)Ru分散度(%)H2消耗量Ru/Al2O31.001.091.010.201RuLa/Al2O31.001.040.110.247RuCs/Al2O31.000.971.910.193RuLaCs/Al2O31.000.993.010.595(4)加入Cs元素的作用是。(5)在400~500℃范圍內(nèi)，Ru基氨分解催化劑性能最佳的是。(6)合成氨反應(yīng)是工業(yè)上至關(guān)重要的反應(yīng)，與其有關(guān)的研究曾三獲諾貝爾獎(jiǎng)，有人提出另一種制備氨的路線：，已知ΔG=ΔH-TΔS，當(dāng)ΔG<0時(shí)，反應(yīng)正向自發(fā)；當(dāng)ΔG>0時(shí)，反應(yīng)逆向自發(fā)。計(jì)算并說明該反應(yīng)是否適合工業(yè)生產(chǎn)?！敬鸢浮?1)-49kJ/mol（2分）(2)CD（2分）(3)84.9%（3分）(4)提高Ru分散度，增強(qiáng)催化劑性能，增大氫氣消耗量（2分）(5)RuLaCs或者RLC（2分）(6)計(jì)算當(dāng)ΔG=0時(shí)候的溫度，T=-9769K，從而說明反應(yīng)不適合工業(yè)生產(chǎn)（2分）【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)I=反應(yīng)Ⅱ+反應(yīng)Ⅲ，故；（2）A．隨著溫度升高，反應(yīng)I、Ⅲ逆向移動(dòng)，反應(yīng)Ⅱ正向移動(dòng)，甲醇的百分含量將降低，A正確；B．隨著壓強(qiáng)增大，反應(yīng)I、Ⅲ正向移動(dòng)，甲醇的產(chǎn)率將增大，B正確；C．隨著n(H2)/n(CO2)的增加，相當(dāng)于二氧化碳量不變的基礎(chǔ)上增加氫氣，反應(yīng)Ⅲ正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率將升高，C錯(cuò)誤；D．若在原料氣里加入CO，反應(yīng)Ⅲ正向移動(dòng)，減少反應(yīng)I的進(jìn)行，則CO2轉(zhuǎn)化率將減小，D錯(cuò)誤；答案選CD。（3）根據(jù)，則綠氫生產(chǎn)綠甲醇的理論能量轉(zhuǎn)化效率為；（4）通過表格數(shù)據(jù)分析，第3、4組中加入Cs后，分散度顯著提高，故加入Cs的作用是提高Ru分散度，增強(qiáng)催化劑性能，增大氫氣消耗量；（5）從圖中可以看出，在400~500℃范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化率最高的是RLC，故Ru基氨分解催化劑性能最佳的是RLC；（6）根據(jù)，當(dāng)ΔG=ΔH-TΔS<0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)，數(shù)據(jù)代入計(jì)算出T<-9769K，故不適合工業(yè)生產(chǎn)。18．（15分）（23-24高三上·山西運(yùn)城·期中）CO2的回收與利用是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)課題，可利用CO2加氫合成甲醇。該工藝主要發(fā)生合成甲醇的反應(yīng)Ⅰ和逆水汽變換反應(yīng)Ⅱ。I．II．(1)反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)進(jìn)行的條件是。(填“低溫”或“高溫”或“任意溫度”)(2)根據(jù)下表中的鍵能數(shù)據(jù)，計(jì)算?；瘜W(xué)鍵H—HC≡O(shè)O—HC=O鍵能/()4361071464803(3)在催化劑作用下發(fā)生上述反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ，達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)的變化如下圖所示，則、、由大到小的順序?yàn)?，壓?qiáng)一定時(shí)，曲線隨溫度變化先降后升的原因。(4)在一定條件下，選擇合適的催化劑只進(jìn)行反應(yīng)Ⅱ．調(diào)整CO2，和H2初始投料比，測(cè)得在一定投料比和一定溫度下，該反應(yīng)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖(各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度可能相同，也可能不同)。①經(jīng)分析，E和G兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度相同，結(jié)合數(shù)據(jù)說明判斷理由。②已知反應(yīng)速率，、分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。C、D、E三點(diǎn)中最大的是，計(jì)算E點(diǎn)所示的投料比在從起始到平衡的過程中，當(dāng)CO2轉(zhuǎn)化率達(dá)到20%時(shí)，。【答案】(1)低溫（2分）(2)+43kJ/mol（2分）(3)p1>p2>p3（2分）開始升溫時(shí)以反應(yīng)Ⅰ為主，反應(yīng)放熱，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減?。簧咭欢囟群?，以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，反?yīng)吸熱，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，的平衡轉(zhuǎn)化率增大（3分）(4)①因?yàn)?，平衡常?shù)相同，反應(yīng)溫度相同（2分）②C（2分）16（2分）【解析】（1）反應(yīng)是熵減的放熱反應(yīng)，，當(dāng)使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)I能自發(fā)進(jìn)行的條件是低溫。（2）=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能=2×803+436-1071-2×464=。（3）根據(jù)圖中信息，反應(yīng)①是體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)②是等體積反應(yīng)，固定溫度，從下到上，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，則對(duì)反應(yīng)②平衡不移動(dòng)，反應(yīng)①來說平衡正向移動(dòng)，說明是加壓，因此P1、P2、P3由大到小的順序?yàn)镻1>P2>P3；CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化先降后升的原因：開始升溫時(shí)以反應(yīng)Ⅰ為主，反應(yīng)放熱，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減?。簧咭欢囟群?，以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，反?yīng)吸熱，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，的平衡轉(zhuǎn)化率增大；（4）①因?yàn)槠胶獬?shù)只與溫度有關(guān)，故判斷溫度是否相同可通過計(jì)算平衡常數(shù)是否相同去分析。已知：Kx是以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的化學(xué)平衡常數(shù)。依據(jù)Kx的定義計(jì)算A、E和G三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)，設(shè)參加反應(yīng)的CO2為0.5mol，H2為1mol，E點(diǎn)列三段式有：，平衡后總物質(zhì)的量為mol，代入平衡常數(shù)表達(dá)式：Kx==。同理可求，E和G兩點(diǎn)的Kx=1，因?yàn)镵E=KG=1，平衡常數(shù)相同，反應(yīng)溫度相同。②已知反應(yīng)速率v=v正－v逆=k正x(CO2)x(H2)－k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。C、D、E三點(diǎn)中，因?yàn)檫M(jìn)料比相同，但CO2轉(zhuǎn)化率C>D>E，所以推出TC>TD>TE,故三點(diǎn)中C點(diǎn)溫度最高，k正變化幅度最大；在達(dá)到平衡狀態(tài)E點(diǎn)的反應(yīng)過程中，當(dāng)CO2轉(zhuǎn)化率剛好達(dá)到20%時(shí)，===，E點(diǎn)平衡常數(shù)K=1，當(dāng)CO2轉(zhuǎn)化率剛好達(dá)到20%時(shí)，列三段式有：Q=，==16；19．（12分）(2024·泰州模擬)甲烷是重要的資源，通過下列過程可實(shí)現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉(zhuǎn)化。(1)500℃時(shí)，CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)?CO(g)＋3H2(g)CO(g)＋H2O(g)?H2(g)＋CO2(g)已知CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)ΔH＝－178.8kJ·mol－1。向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO，其優(yōu)點(diǎn)是______________________________________。(2)CH4與CO2重整的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為反應(yīng)Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝246.5kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：2CO(g)=CO2(g)＋C(s)ΔH＝－172.5kJ·mol－11．01×105Pa下，將n起始