2025年高考化學復(fù)習熱搜題速遞之化學反應(yīng)速率與化學平衡（2024年7月）

第1頁（共1頁）2025年高考化學復(fù)習熱搜題速遞之化學反應(yīng)速率與化學平衡（2024年7月）一．選擇題（共16小題）1．（2024春?南充期末）工業(yè)制硫酸中的一步重要反應(yīng)是SO2的催化氧化：2SO2+O22SO3，該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，如果反應(yīng)在密閉容器中進行，下列說法錯誤的是（）A．該反應(yīng)中，SO2不能完全轉(zhuǎn)化為SO3 B．使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率 C．升高溫度可以減慢SO2的反應(yīng)速率 D．通過調(diào)控反應(yīng)條件，可以提高該反應(yīng)進行的程度2．（2024春?濱海新區(qū)期末）在一定溫度下，某容器內(nèi)的某一反應(yīng)中，X、Y的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間的變化曲線如圖所示，下列表述正確的是（）A．反應(yīng)的化學方程式為2Y（g）═X（g） B．平衡時Y的轉(zhuǎn)化率為75% C．若t1＝4，0～t1時間段，Y的平均反應(yīng)速率為0.5mol/（L?min） D．t2時，反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)3．（2024?兩江新區(qū)校級模擬）CO2與H2在固載金屬催化劑上存在以下兩個反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）+H2（g）?HCOOH（g）反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+H2（g）?H2O（g）+CO（g）在恒壓條件下，按n（H2）：n（CO2）＝1：1投料比進行反應(yīng)，CO2的轉(zhuǎn)化率與HCOOH選擇性隨溫度的變化如圖所示，A點H2分壓為aMPa。下列說法正確的是（）A．反應(yīng)Ⅱ的ΔH＞0 B．A點，反應(yīng)Ⅰ的Qp＝0.057aMPa﹣ C．充入He能提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率 D．T＞673.15K，升高溫度，v（Ⅰ）比v（Ⅱ）增加更多4．（2024春?無錫期末）對于反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），下列說法正確的是（）A．該反應(yīng)的ΔS＞0 B．升溫、加壓或使用催化劑能增大SO3的生成速率 C．使用高效催化劑能降低反應(yīng)的焓變 D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K＝5．（2024?石景山區(qū)一模）下列對化學反應(yīng)速率增大原因的分析錯誤的是（）A．有氣體參加的化學反應(yīng)，增大壓強使容器容積減小，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多 B．向反應(yīng)體系中加入相同濃度的反應(yīng)物，使活化分子百分數(shù)增大 C．升高溫度，使反應(yīng)物分子中活化分子百分數(shù)增大 D．加入適宜的催化劑，使反應(yīng)物分子中活化分子百分數(shù)增大6．（2024?宣城二模）由γ﹣羥基丁酸生成γ﹣丁內(nèi)酯的反應(yīng)如下：+H2O，在298K下，γ﹣羥基丁酸水溶液的初始濃度為0.180mol?L﹣1，隨著反應(yīng)的進行，測得γ﹣丁內(nèi)酯的濃度隨時間變化的數(shù)據(jù)如下表所示。下列說法錯誤的是（）t/min215080100120160220∞c/（mol?L﹣1）0.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132A．其他條件相同時，升高溫度，化學反應(yīng)速率加快 B．在80～100min內(nèi)，以γ﹣丁內(nèi)酯的濃度變化表示的反應(yīng)速率為5.0×10﹣4mol?L﹣1?min﹣1 C．120min時γ﹣羥基丁酸的轉(zhuǎn)化率為60% D．298K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.757．（2024春?建鄴區(qū)校級期末）在一定條件下，將3molA和1molB兩種氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）。2min末該反應(yīng)達到平衡，生成0.8molD，并測得C的濃度為0.2mol?L﹣1。下列判斷不正確的是（）A．x＝1 B．2min內(nèi)D的反應(yīng)速率為0.3mol?L﹣1?min﹣1 C．A的轉(zhuǎn)化率為40% D．若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，則表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)8．（2024春?長沙期中）氮化硅陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動機的效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅，其反應(yīng)為3SiCl4（g）+2N2（g）+6H2（g）?Si3N4（s）+12HCl（g）ΔH＜0。一定條件下，在恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列說法錯誤的是（）A．Si3N4屬于共價晶體 B．N2（g）與H2（g）生成NH3（g）的反應(yīng)屬于固氮反應(yīng) C．當混合氣體的密度不再隨時間變化時，該反應(yīng)達到平衡 D．該反應(yīng)的能量變化形式與鹽酸和碳酸氫鈉反應(yīng)的能量變化形式相同9．（2024?宿遷一模）以CuZnOAl2O3作催化劑發(fā)生反應(yīng)2CH3CHO（g）+H2O（g）?C2H5OH（g）+CH3COOH（g）ΔH＜0，下列說法正確的是（）A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ B．反應(yīng)物的鍵能總和小于生成物的鍵能總和 C．該反應(yīng)中每消耗1molH2O（g），轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1023 D．將C2H5OH移出一段時間后，v正增大10．（2024春?南開區(qū)校級期中）為研究不同狀態(tài)（塊狀、粉末狀）碳酸鈣固體與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率，某同學通過實驗測定數(shù)據(jù)得出如圖所示的曲線。下列有關(guān)說法中正確的（）A．曲線乙表示的是粉末狀碳酸鈣固體與鹽酸反應(yīng) B．隨著反應(yīng)進行，鹽酸濃度降低，反應(yīng)速率不斷降低 C．若用單位時間內(nèi)CO2的體積變化來表示該反應(yīng)的速率，則t2～t3時間內(nèi)平均反應(yīng)速率為 D．兩次實驗，粉末狀固體最終生成的CO2的量更多11．（2024春?無錫期末）反應(yīng)：2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g），起始時，n（SiHCl3）＝1mol，恒容1L容器。已知：x為物質(zhì)的量分數(shù)。不同溫度下x（SiHCl3）隨時間的變化如題圖所示。下列說法正確的是（）A．T1＞T2 B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C．K（T1）＞K（T2） D．K（T1）＝156.25×10﹣412．（2024春?濟南期末）工業(yè)上可利用CO廢氣與H2合成甲醇，原理是CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。某研究團隊實驗?zāi)M該反應(yīng)，在一定溫度下2L恒容密閉容器中，充入1mol廢氣（其中CO體積分數(shù)為40%，其余物質(zhì)此條件下不反應(yīng)）和1molH2，在第5分鐘達到平衡時，測得容器內(nèi)壓強為0.8p0kPa（起始壓強為p0kPa）。下列說法正確的是（）A．混合氣體密度不再改變，能說明此反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) B．平衡時刻CO的轉(zhuǎn)化率小于H2的轉(zhuǎn)化率 C．在0﹣5min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率2v（H2）＝v（CH3OH）＝0.02mol?L﹣1?min﹣1 D．若向此體系中再加入1molH2，平衡時氣體總物質(zhì)的量一定大于2.2mol13．（2024?石家莊模擬）將1molCO2（g）和3molH2（g）充入2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：Ⅰ．CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＜0（慢反應(yīng)）Ⅱ．CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2＞0（快反應(yīng)）測得相同時間內(nèi)c（CO2）、v正（CO2）與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．200℃前，加入催化劑可使a線轉(zhuǎn)化為b線 B．300℃時，M點對應(yīng)的反應(yīng)體系中，v正（CO2）＞v逆（CO2） C．400℃時，若5min時達到平衡，則v（CO2）＝0.04mol?L﹣1?min﹣1 D．400℃后，溫度對正反應(yīng)速率的影響比濃度大14．（2024春?豐臺區(qū)期中）變量控制是科學研究的重要方法。實驗室用相同質(zhì)量的大理石（主要成分為CaCO3）與相同體積的鹽酸分別在下列條件下反應(yīng)制取CO2，開始階段化學反應(yīng)速率最大的是（）選項ABCD鹽酸的濃度/（mol?L﹣1）0.530.53實驗溫度/℃25254040A．A B．B C．C D．D15．（2024?廣西模擬）工業(yè)上利用CO還原NO，從源頭上減少煤粉燃燒產(chǎn)生的大氣污染。一定溫度下，在1L的恒容密閉容器中，充入1molCO和1molNO，發(fā)生反應(yīng)2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g），達到平衡時，測得c（N2）＝0.2mol?L﹣1，下列說法不正確的是（）A．加入催化劑使正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)活化能減小 B．升高溫度，正、逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)不同 C．該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K≈0.25 D．若平衡時，往容器中通入2molCO和1molN2，則此時v正＜v逆16．（2024?海淀區(qū)校級模擬）某小組進行“反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率影響”實驗研究。分別取2mL不同濃度的葡萄糖溶液和H2C2O4溶液于試管中，再依次向試管中滴加4mL0.01mol?L﹣1酸性KMnO4溶液，通過色度計監(jiān)測溶液透光率隨時間的變化關(guān)系。實驗結(jié)果如圖所示。已知：（1）溶液透光率與溶液中顯色微粒的濃度成反比。（2）酸性KMnO4溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)時，某種歷程可表示如下。下列說法中不合理的是（）A．從圖1可知，該實驗條件下，葡萄糖溶液濃度越大，反應(yīng)速率越大 B．理論上，KMnO4和H2C2O4的反應(yīng)中參與反應(yīng)的n（KMnO4）：n（H2C2O4）＝2：5 C．圖2中曲線甲反應(yīng)速率加快的原因可能與反應(yīng)生成有催化作用的物質(zhì)有關(guān) D．圖2中H2C2O4溶液濃度不同時，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的原因是：隨H2C2O4濃度增大，反應(yīng)歷程中①、②、③、④速率均減小二．實驗題（共1小題）17．（2023春?贛縣區(qū)校級月考）將濃度均為0.01mol/L的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合，一定時間后溶液變?yōu)樗{色。該實驗是一種“碘鐘實驗”。某小組同學在室溫下對該“碘鐘實驗”的原理進行探究。資料：該“碘鐘實驗”的總反應(yīng)：H2O2+2S2+2H+＝S4+2H2O。反應(yīng)分兩步進行：反應(yīng)A為H2O2+2I﹣+2H+＝I2+2H2O，反應(yīng)B為??????（1）反應(yīng)B的離子方程式是。（2）為證明反應(yīng)A、B的存在，進行如下實驗。a.向酸化的H2O2溶液中加入試劑X的水溶液，溶液變?yōu)樗{色。b.再向得到的藍色溶液中加入Na2S2O3溶液，溶液的藍色褪去。試劑X是。（3）為探究溶液變藍快慢的影響因素，進行實驗Ⅰ、實驗Ⅱ。（溶液濃度均為0.01mol/L）實驗序號H2O2溶液/mLH2SO4溶液/mLNa2S2O3溶液/mLKI溶液（含淀粉）/mLH2O/mL實驗Ⅰ54830實驗Ⅱ52xyz溶液從混合時的無色變?yōu)樗{色的時間：實驗Ⅰ是30min、實驗Ⅱ是40min。①實驗Ⅱ中，x、y、z所對應(yīng)的數(shù)值分別是。②對比實驗Ⅰ、實驗Ⅱ，可得出的實驗結(jié)論是。三．解答題（共5小題）18．（2024?廣西三模）2023年第19屆杭州亞運會上，主火炬塔的燃料首次使用廢碳再生的綠色甲醇，實現(xiàn)循環(huán)內(nèi)的零排放，這也是首次在大型體育賽事上使用這種綠色燃料。回答下列問題：（1）已知：①2CH3OH（g）+3O2（g）?2CO2（g）+4H2O（l）ΔH1②2H2（g）+O2（g）?2H2O（l）ΔH2③H2O（l）?H2O（g）ΔH3則CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的反應(yīng)熱ΔH＝kJ?mol﹣1（用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)表示）。（2）在恒容的密閉體系中進行反應(yīng)CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）。下列示意圖正確且能說明該反應(yīng)進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是（填標號）。（3）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的反應(yīng)歷程如圖所示（吸附在催化劑表面的物質(zhì)用*標注，如*CO2表示CO2吸附在催化劑表面；圖中*H已省略）①上述合成甲醇的反應(yīng)歷程中，最大能壘（活化能）E正＝eV。②下列措施有利于提高平衡時CO2轉(zhuǎn)化率的有（填標號）。a．使用更高效的催化劑b．加壓c．增大CO2的初始投入量（4）恒壓下，將CO2和H2按體積比1：3混合，在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0和反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH＞0，在相同時間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖（其中，CH3OH的選擇性＝）。①溫度高于230℃時，CH3OH的產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因可能是。②恒壓下，通過上述過程合成甲醇的適宜條件是（填標號）。A．210℃B．230℃C．催化劑CZTD．催化劑CZ（Zr﹣1）T（5）一定條件下，將2molCO2和4molH2充入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、平衡總壓強的關(guān)系如圖所示。①p1、p2、p3由大到小的順序為。②在p3條件下255℃時，該反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp＝（MPa）﹣2（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）。19．（2024?江西）石油開采的天然氣含有H2S。綜合利用天然氣制氫是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。CH4和H2S重整制氫的主要反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CH4（g）+2H2S（s）?CS2（g）+4H2（g）?ΔH1＝+260kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CH4（g）?C（s）+2H2（g）?ΔH2＝+90kJ/mol反應(yīng)Ⅲ：2H2S（g）?S2（g）+2H2（g）?ΔH3＝+181kJ/mol回答下列問題：（1）H2S分子的電子式為。（2）反應(yīng)Ⅳ：CS2（g）?S2（g）+C（s）?ΔH4＝kJ/mol。（3）保持反應(yīng)器進料口總壓為100kPa。分別以8kPaCH4、24kPaH2S（He作輔氣）與25kPaCH4、75kPaH2S進料。CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1，含有He的曲線為，理由是。（4）假設(shè)在10L的恒溫剛性容器中，通入0.3molCH4和0.15molH2S發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始總壓為P0。CH4和H2S的轉(zhuǎn)化率與時間的關(guān)系如圖2，0～5min內(nèi)H2的化學反應(yīng)速率為mol/（L?min）；5min時，容器內(nèi)總壓為。（5）假設(shè)H2S和CH4的混合氣體在某固體催化劑上的吸附服從Langmuir等溫吸附（吸附分子彼此不發(fā)生相互作用，且氣體分子為單分子層吸附）。吸附等溫式為：其中a是氣體的吸附系數(shù)，Vm是氣體在固體表面的飽和吸附量（標態(tài)），P是氣體的分壓，V是氣體分壓為P時的平衡吸附量（標態(tài)）。在一定溫度下，H2S的吸附系數(shù)是CH4的4倍，當H2S的分壓為2MPa及4MPa，CH4和H2S的分壓相同時，H2S平衡吸附量分別為0.6m3/kg和0.8m3/kg（已換算成標態(tài)），則H2S的吸附系數(shù)為MPa﹣1。（6）與傳統(tǒng)天然氣制氫中需要脫硫?qū)2S轉(zhuǎn)化為硫黃和水相比，上述方法優(yōu)點是。20．（2024?阜陽模擬）甲醇（CH3OH）屬于基礎(chǔ)化工原料，在化學工業(yè)中占有重要地位?；卮鹣铝袉栴}：（1）工業(yè)上制備甲醇的熱化學方程式為CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH。已知CO2、H2、CH3OH、H2O的能量依次為akJ?mol﹣1、bkJ?mol﹣1、ckJ?mol﹣1、dkJ?mol﹣1，則ΔH＝kJ?mol﹣1。將物質(zhì)的量之比1：3的CO2和H2以相同的流速分別通過兩種催化劑（Cat﹣a或Cat﹣b），相同時間內(nèi)測得CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖1所示：兩種催化劑（Cat﹣a或Cat﹣b）相比效果好的是（填“Cat﹣a”或“Cat﹣b”），與另一催化劑相比，使用該催化劑存在的弊端是。（2）甲醇可分解生成水煤氣（CO、H2），反應(yīng)為CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g）。起始時，向某剛性容器中通入一定量的CH3OH（g），平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系如圖2所示。①圖2中曲線1表示的物質(zhì)是（填化學式）。②A點處體系中CO的體積分數(shù)為。③B點處，若容器的壓強為pkPa，則B點處CH3OH的轉(zhuǎn)化率為，此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝（kPa）2（用平衡壓強代替平衡濃度，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）。（3）甲醇可催化制備丙烯，反應(yīng)為3CH3OH（g）?C3H6（g）+3H2O（g），反應(yīng)的Arrhenius公式的實驗數(shù)據(jù)如圖3中a所示，已知Arhenius經(jīng)驗公式為Rlnk＝﹣+C（其中Ea為活化能，k為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，R和C為常數(shù)）。①該反應(yīng)的活化能Ea＝kJ?mol﹣1。②當使用更高效催化劑時，實驗數(shù)據(jù)變成圖3中的曲線（填“b”或“c”）。21．（2024?棗莊一模）到2024年，我國空間站天和號核心艙已在軌1000多天?？臻g站必須給航天員提供基本的生存條件，涉及氧氣供給、一氧化碳清除、水處理等。電解水技術(shù)除用于供氧外，生成的氫氣通過薩巴蒂爾反應(yīng)，實現(xiàn)了二氧化碳的清除，同時將氫氣轉(zhuǎn)化為更安全的甲烷，原理：CO2（g）+4H2（g）2H2O（g）+CH4（g）ΔH1＝﹣168.5kJ/mol?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知同條件下甲烷摩爾燃燒焓約是氫氣的3.1倍，H2O（g）═H2O（l）ΔH＝﹣44kJ/mol，CH4的摩爾燃燒焓約為kJ/mol。（2）在恒容密閉容器中加入等量CO2和H2，分壓均為20kPa，一定條件下發(fā)生薩巴蒂爾反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，CO2的體積分數(shù)會（填“變大”變小”或“不變”）。某時刻測得H2O（g）的分壓5kPa，若CH4的反應(yīng)速率v（CH4）＝1.2×10﹣6?p（CO2）?p4（H2）kPa?s﹣1，計算該時期v（H2）＝kPa?s﹣1；當測得CH4（g）的分壓為4kPa時，求得濃度商Qp＝。（3）某條件下，薩巴蒂爾反應(yīng)發(fā)生的同時也會發(fā)生副反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）反應(yīng)Ⅱ：CO（g）+3H2（g）?CH4（g）+H2O（g）將CO2和H2按體積比1：4混合（n總＝5mol），勻速通入裝有催化劑的反應(yīng)容器中發(fā)生以上反應(yīng)相同時間，CO2轉(zhuǎn)化率，CH4選擇性（選擇性；轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH4的百分比）隨溫度變化曲線分別如圖所示。已知反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng)，能較快建立平衡。圖中A、B、C三點，能表示薩巴蒂爾反應(yīng)達到平衡的點是。由圖分析320℃時反應(yīng)Ⅱ是否已經(jīng)平衡：（填“是”“否”或“不能確定”），原因是。22．（2024?天津三模）Ⅰ.環(huán)氧乙烷（）常用于醫(yī)學消毒，工業(yè)上常用乙烯氧化法生產(chǎn)，其反應(yīng)原理為：CH2＝CH2（g）+O2（g）?（g）ΔH＝﹣120kJ/mol。（1）該反應(yīng)在（填“高溫”或“低溫”）條件下自發(fā)進行。（2）化工生產(chǎn)設(shè)計時，常用串聯(lián)多個反應(yīng)器的工藝方法進行合成，并在兩個相同的反應(yīng)器中間加產(chǎn)物吸收裝置和熱交換降溫裝置，設(shè)計這種工藝的目的。Ⅱ.反應(yīng)過程中常伴隨副反應(yīng)CH2＝CH2（g）+3O2（g）?2CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣1350kJ/mol，在恒容密閉容器中充入1mol乙烯和含1molO2的凈化空氣，在Ag（耐熱）催化下發(fā)生上述兩個反應(yīng)，反應(yīng)相同時間后測得乙烯的轉(zhuǎn)化率α及O2的分壓隨溫度變化如圖所示：（3）比較a點：v正v逆（填“＞”“＜”或“＝”）。（4）若200℃時測得環(huán)氧乙烷的選擇性為（某產(chǎn)物的選擇性＝）計算該溫度下主反應(yīng)的平衡常數(shù)（用物質(zhì)分壓表示）Kp＝，（用含P0的式子表示）Ⅲ.我國化學工作者最新發(fā)明用電解法制乙烯，原理如圖所示。該電解池中用到了CeO2多孔單晶，其在氧化過程可以促進晶格氧向活性氧的轉(zhuǎn)變。（5）①陽極的電極反應(yīng)式為；②圖為CeO2的晶胞（●、〇分別表示Ce或O），該晶胞中Ce的配位數(shù)為，若晶胞邊長為apm，則該CeO2晶體的密度為g?cm﹣3（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，CeO2的摩爾質(zhì)量用M表示，1pm＝10﹣12m）。

2024年高考化學復(fù)習熱搜題速遞之化學反應(yīng)速率與化學平衡（2024年7月）參考答案與試題解析一．選擇題（共16小題）1．（2024春?南充期末）工業(yè)制硫酸中的一步重要反應(yīng)是SO2的催化氧化：2SO2+O22SO3，該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，如果反應(yīng)在密閉容器中進行，下列說法錯誤的是（）A．該反應(yīng)中，SO2不能完全轉(zhuǎn)化為SO3 B．使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率 C．升高溫度可以減慢SO2的反應(yīng)速率 D．通過調(diào)控反應(yīng)條件，可以提高該反應(yīng)進行的程度【分析】A.在可逆反應(yīng)中，反應(yīng)物不能100%轉(zhuǎn)化，故SO2不能完全轉(zhuǎn)化為SO3，B.使用正催化劑等能加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，C.升溫能加快反應(yīng)速率，D.對于可逆反應(yīng)，改變條件使平衡發(fā)生正向移動，就可以提高該反應(yīng)進行的程度?！窘獯稹拷猓篈.在可逆反應(yīng)該反應(yīng)中，反應(yīng)物不能100%轉(zhuǎn)化，由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以SO2不能完全轉(zhuǎn)化為SO3，故A正確；B.在這反應(yīng)中，催化劑能加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率，故B正確；C.升高溫度，化學反應(yīng)速率加快，不會減慢SO2的反應(yīng)速率，故C錯誤；D.對于可逆反應(yīng)在一定條件下達到平衡，當改變條件，使平衡正向移動，例如對于題目所給反應(yīng)，通過增大氧氣通入量，加壓，降低溫度等，使平衡正向移動，可以提高該反應(yīng)進行的程度，故D正確；故選：C。【點評】本題考查可逆反應(yīng)中的常見問題，包括轉(zhuǎn)化率問題、催化劑作用，溫度對速率的影響以及反應(yīng)的進行程度等問題。易錯點在于反應(yīng)放熱，升溫使平衡逆向移動。2．（2024春?濱海新區(qū)期末）在一定溫度下，某容器內(nèi)的某一反應(yīng)中，X、Y的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間的變化曲線如圖所示，下列表述正確的是（）A．反應(yīng)的化學方程式為2Y（g）═X（g） B．平衡時Y的轉(zhuǎn)化率為75% C．若t1＝4，0～t1時間段，Y的平均反應(yīng)速率為0.5mol/（L?min） D．t2時，反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)【分析】A.t3時，X、Y的物質(zhì)的量不再改變，達到平衡，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)；B.轉(zhuǎn)化率為已轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量與原有總物質(zhì)的量的比值，據(jù)此分析計算；C.容器容積不確定，無法計算濃度變化量，平均反應(yīng)速率無法計算；D.但隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物、生成物物質(zhì)的量不再改變即達平衡?！窘獯稹拷猓篈.從開始到t3，X、Y的物質(zhì)的量不再改變，達到平衡，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，期中，Y的物質(zhì)的量減少8mol﹣2mol＝6mol，X的物質(zhì)的量增加5mol﹣2mol＝3mol，物質(zhì)的量的變化量之比等于化學計量數(shù)之比，則反應(yīng)的化學方程式為2Y?x，故A錯誤；B.開始至平衡時，Y由8mol減少為2mol，轉(zhuǎn)化了8mol﹣2mol＝6mol，故平衡時Y的轉(zhuǎn)化率為＝75%，故B正確；C.若t1＝4，0～t1時間段，Y由8mol減少為6mol，但容器容積不確定，無法計算Y的濃度變化量，Y的平均反應(yīng)速率無法計算，故C錯誤；D.t2時，由圖可知X、Y物質(zhì)的量相等，但隨著反應(yīng)的進行，X繼續(xù)增多，Y繼續(xù)減少，即反應(yīng)繼續(xù)正向進行，未達平衡，故D錯誤；故選：B?！军c評】本題考查物質(zhì)的量隨時間的變化曲線，為高頻考點，把握圖中物質(zhì)的量的變化、平衡的判斷、轉(zhuǎn)化率的概念為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意化學計量數(shù)的確定方法，題目難度不大。3．（2024?兩江新區(qū)校級模擬）CO2與H2在固載金屬催化劑上存在以下兩個反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）+H2（g）?HCOOH（g）反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+H2（g）?H2O（g）+CO（g）在恒壓條件下，按n（H2）：n（CO2）＝1：1投料比進行反應(yīng)，CO2的轉(zhuǎn)化率與HCOOH選擇性隨溫度的變化如圖所示，A點H2分壓為aMPa。下列說法正確的是（）A．反應(yīng)Ⅱ的ΔH＞0 B．A點，反應(yīng)Ⅰ的Qp＝0.057aMPa﹣ C．充入He能提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率 D．T＞673.15K，升高溫度，v（Ⅰ）比v（Ⅱ）增加更多【分析】A．圖象中溫度在400～700K的轉(zhuǎn)化率與HCOOH選擇性隨溫度升高而增大，升溫二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大；B．設(shè)起始時投料n（H2）＝n（CO2）＝1mol，發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，若A點反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)，CO2的轉(zhuǎn)化率為95%，HCOOH選擇性為0.3%，則平衡時n（H2）＝n（CO2）＝0.05mol，n（HCOOH）＝1mol×95%×0.3%＝0.00285mol，體系中CO2、H2的分壓均為aMPa，HCOOH的分壓為×aMPa＝0.057aMPa；C．恒壓條件下充入He氣，容器體積增大，相當于減壓，反應(yīng)Ⅰ為氣體體積減小的反應(yīng)，則壓強減小，平衡逆向進行；D．由圖可知，溫度在673.15K時CO2的轉(zhuǎn)化率及HCOOH選擇性均較高，溫度低于400K時CO2的轉(zhuǎn)化率及HCOOH選擇性均較低，所以適當升高溫度可提高甲酸選擇性，由圖可知當溫度高于673.15K，隨溫度升高，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，HCOOH選擇性明顯減小，說明CO的選擇性明顯增大?！窘獯稹拷猓篈．圖象中溫度在400～700K的轉(zhuǎn)化率與HCOOH選擇性隨溫度升高而增大，升溫二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向進行，反應(yīng)Ⅱ為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)的ΔH＞0，故A正確；B．不妨設(shè)初始投料為n（H2）＝n（CO2）＝1mol，673.15K時，CO2的轉(zhuǎn)化率為95%，HCOOH的選擇性為0.3%，所以n（HCOOH）＝1×95%×0.3%mol，由于反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ中H2和CO2都是1：1反應(yīng)，所以此時n（H2）＝n（CO2）＝1×5%mol，則此時p（CO2）＝p（H2）＝aMPa，p（HCOOH）＝×aMPa＝0.057aMPa，所以反應(yīng)Ⅰ的壓力商計算式Qp＝MPa﹣1＝MPa﹣1，故B錯誤；C．恒壓條件下充入He氣，容器體積增大，相當于減壓，反應(yīng)Ⅰ為氣體體積減小的反應(yīng)，則壓強減小，平衡逆向進行，CO2平衡轉(zhuǎn)化率減小，故C錯誤；D．由圖可知，當溫度高于673.15K，隨溫度升高，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，HCOOH選擇性明顯減小，說明CO的選擇性明顯增大，此時主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)速率增加高于反應(yīng)Ⅰ，故D錯誤；故選：A?！军c評】本題考查了化學平衡影響因素、平衡計算、圖象的分析判斷等知識點，注意知識的熟練掌握，題目難度中等。4．（2024春?無錫期末）對于反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），下列說法正確的是（）A．該反應(yīng)的ΔS＞0 B．升溫、加壓或使用催化劑能增大SO3的生成速率 C．使用高效催化劑能降低反應(yīng)的焓變 D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K＝【分析】A．反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)；B．升溫、加壓或使用催化劑可以加快反應(yīng)速率；C．催化劑降低反應(yīng)活化能，加快了反應(yīng)速率，不改變化學平衡；D．反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝?！窘獯稹拷猓篈．反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的ΔS＜0，故A錯誤；B．升溫、加壓或使用催化劑，能增大反應(yīng)速率，增大了SO3的生成速率，故B正確；C．催化劑降低反應(yīng)活化能，加快了反應(yīng)速率，不改變化學平衡，不改變反應(yīng)焓變，故C錯誤；D．反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），K＝，故D錯誤；故選：B?！军c評】本題考查了化學反應(yīng)速率影響因素分析、平衡常數(shù)表達式等知識點，注意周四的熟練掌握，題目難度不大。5．（2024?石景山區(qū)一模）下列對化學反應(yīng)速率增大原因的分析錯誤的是（）A．有氣體參加的化學反應(yīng)，增大壓強使容器容積減小，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多 B．向反應(yīng)體系中加入相同濃度的反應(yīng)物，使活化分子百分數(shù)增大 C．升高溫度，使反應(yīng)物分子中活化分子百分數(shù)增大 D．加入適宜的催化劑，使反應(yīng)物分子中活化分子百分數(shù)增大【分析】A．增大壓強后容器容積減小，活化分子總個數(shù)不變；B．向反應(yīng)體系中加入相同濃度的反應(yīng)物，活化分子總個數(shù)增多；C．溫度升高，反應(yīng)物獲得能量；D．催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，部分非活化分子轉(zhuǎn)化為活化分子。【解答】解：A．對有氣體參加的化學反應(yīng)，增大壓強使容器容積減小，活化分子總個數(shù)不變，則單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，故A正確；B．向反應(yīng)體系中加入相同濃度的反應(yīng)物，使活化分子總個數(shù)增多，但活化分子百分數(shù)不變，故B錯誤；C．升高溫度，反應(yīng)物分子獲得能量，部分非活化分子轉(zhuǎn)化為活化分子，可使反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)增大，故C正確；D．催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，部分非活化分子轉(zhuǎn)化為活化分子，則活化分子百分數(shù)增大，故D正確；故選：B?！军c評】本題考查外界條件對化學反應(yīng)速率影響，側(cè)重考查基礎(chǔ)知識的掌握和靈活運用能力，明確外界條件對化學反應(yīng)速率影響原理內(nèi)涵是解本題關(guān)鍵，題目難度不大。6．（2024?宣城二模）由γ﹣羥基丁酸生成γ﹣丁內(nèi)酯的反應(yīng)如下：+H2O，在298K下，γ﹣羥基丁酸水溶液的初始濃度為0.180mol?L﹣1，隨著反應(yīng)的進行，測得γ﹣丁內(nèi)酯的濃度隨時間變化的數(shù)據(jù)如下表所示。下列說法錯誤的是（）t/min215080100120160220∞c/（mol?L﹣1）0.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132A．其他條件相同時，升高溫度，化學反應(yīng)速率加快 B．在80～100min內(nèi)，以γ﹣丁內(nèi)酯的濃度變化表示的反應(yīng)速率為5.0×10﹣4mol?L﹣1?min﹣1 C．120min時γ﹣羥基丁酸的轉(zhuǎn)化率為60% D．298K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.75【分析】A．升高溫度，化學反應(yīng)速率加快；B．反應(yīng)速率υ（γ﹣丁內(nèi)酯）＝；C．γ﹣羥基丁酸轉(zhuǎn)化率＝×100%；D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。【解答】解：A．其他條件相同時，升高溫度，增大化學反應(yīng)速率，化學反應(yīng)速率加快，故A正確；B．在80～100min內(nèi)，以γ﹣丁內(nèi)酯的濃度變化表示的反應(yīng)速率＝＝5.0×10﹣4mol?L﹣1?min﹣1，故B正確；C．120min時，γ﹣丁內(nèi)酯的濃度為0.09mol/L，消耗γ﹣羥基丁酸的濃度為0.09mol/L，γ﹣羥基丁酸的轉(zhuǎn)化率＝×100%＝50%，故C錯誤；D．298K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝2.75，故D正確；故選：C?！军c評】本題考查化學平衡、平衡計算應(yīng)用、影響化學反應(yīng)速率的因素等，側(cè)重考查學生速率、轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)計算，題目難度中等。7．（2024春?建鄴區(qū)校級期末）在一定條件下，將3molA和1molB兩種氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g）。2min末該反應(yīng)達到平衡，生成0.8molD，并測得C的濃度為0.2mol?L﹣1。下列判斷不正確的是（）A．x＝1 B．2min內(nèi)D的反應(yīng)速率為0.3mol?L﹣1?min﹣1 C．A的轉(zhuǎn)化率為40% D．若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，則表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)【分析】平衡時生成的C的物質(zhì)的量為0.2mol?L﹣1×2L＝0.4mol，物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比，故0.4mol：0.8mol＝x：2，解得x＝1，利用三步計算法可知，3A（g）+B（g）?C（g）+2D（g）。起始量（mol/L）1.50.500變化量（mol/L）0.60.20.20.4平衡量（mol/L）0.90.30.20.4以此解答該題?！窘獯稹拷猓篈．由以上分析可知x＝1，故A正確；B．2min內(nèi)D的反應(yīng)速率為mol?L﹣1?min﹣1＝0.2mol?L﹣1?min﹣1，故B錯誤；C．A的轉(zhuǎn)化率為×100%＝40%，故C正確；D．反應(yīng)前后質(zhì)量不變，氣體體積變化，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終在變，若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故D正確；故選：B?！军c評】本題考查化學平衡計算，為高頻考點，側(cè)重考查判斷及計算能力，把握基本公式、平衡狀態(tài)判斷方法、各個物理量與計量數(shù)的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意：只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷標準，題目難度不大。8．（2024春?長沙期中）氮化硅陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動機的效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅，其反應(yīng)為3SiCl4（g）+2N2（g）+6H2（g）?Si3N4（s）+12HCl（g）ΔH＜0。一定條件下，在恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列說法錯誤的是（）A．Si3N4屬于共價晶體 B．N2（g）與H2（g）生成NH3（g）的反應(yīng)屬于固氮反應(yīng) C．當混合氣體的密度不再隨時間變化時，該反應(yīng)達到平衡 D．該反應(yīng)的能量變化形式與鹽酸和碳酸氫鈉反應(yīng)的能量變化形式相同【分析】A．根據(jù)Si3N4材料耐高溫、耐磨的性能；B．將游離氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程，稱為固氮；C．該反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量減小，氣體總體積不變，則混合氣體的密度減??；D．鹽酸和碳酸氫鈉的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。【解答】解：A．根據(jù)Si3N4材料耐高溫、耐磨的性能可知，其具有熔點高、硬度大的性質(zhì)，則氮化硅屬于共價晶體，故A正確；B．氮的固定是將游離氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程；N2（g）與H2（g）生成NH3（g）的反應(yīng)屬于固氮反應(yīng)，故B正確；C．該反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量減小，氣體總體積不變，則混合氣體的密度減小，當混合氣體的密度不再隨時間變化時，該反應(yīng)達到平衡，故C正確；D．鹽酸和碳酸氫鈉的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，其能量變化形式與題述反應(yīng)的能量變化形式不同，故D錯誤；故選：D。【點評】本題考查化學平衡，側(cè)重考查學生平衡狀態(tài)判斷的掌握情況，試題難度中等。9．（2024?宿遷一模）以CuZnOAl2O3作催化劑發(fā)生反應(yīng)2CH3CHO（g）+H2O（g）?C2H5OH（g）+CH3COOH（g）ΔH＜0，下列說法正確的是（）A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ B．反應(yīng)物的鍵能總和小于生成物的鍵能總和 C．該反應(yīng)中每消耗1molH2O（g），轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1023 D．將C2H5OH移出一段時間后，v正增大【分析】A．平衡常數(shù)是指平衡時生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值；B．ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和﹣生成物的鍵能總和＜0；C．CH3CHO轉(zhuǎn)化為CH3COOH相當于增加一個O原子，轉(zhuǎn)移2個電子；D．將C2H5OH移出生成物濃度減小，逆反應(yīng)速率減小，平衡正向移動?！窘獯稹拷猓篈．平衡常數(shù)是指平衡時生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝，故A錯誤；B．ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和﹣生成物的鍵能總和＜0，可得反應(yīng)物的鍵能總和小于生成物的鍵能總和，故B正確；C．CH3CHO轉(zhuǎn)化為CH3COOH相當于增加一個O原子，轉(zhuǎn)移2個電子，該反應(yīng)中每消耗1molH2O（g），轉(zhuǎn)移2mol電子，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2×6.02×1023，故C錯誤；D．將C2H5OH移出生成物濃度減小，逆反應(yīng)速率減小，平衡正向移動，一段時間后，反應(yīng)物濃度減小，則v正減小，故D錯誤；故選：B?！军c評】本題考查化學平衡，側(cè)重考查學生平衡常數(shù)的掌握情況，試題比較簡單。10．（2024春?南開區(qū)校級期中）為研究不同狀態(tài)（塊狀、粉末狀）碳酸鈣固體與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率，某同學通過實驗測定數(shù)據(jù)得出如圖所示的曲線。下列有關(guān)說法中正確的（）A．曲線乙表示的是粉末狀碳酸鈣固體與鹽酸反應(yīng) B．隨著反應(yīng)進行，鹽酸濃度降低，反應(yīng)速率不斷降低 C．若用單位時間內(nèi)CO2的體積變化來表示該反應(yīng)的速率，則t2～t3時間內(nèi)平均反應(yīng)速率為 D．兩次實驗，粉末狀固體最終生成的CO2的量更多【分析】A．粉末狀碳酸鈣固體與鹽酸反應(yīng)，生成二氧化碳的量不變，但接觸面積增大、反應(yīng)速率加快，時間減少；B．碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)放熱，升高溫度加快反應(yīng)速率，則反應(yīng)開始時，溫度對反應(yīng)速率的影響起主要作用；C．由題意，v＝，可知；D．探究反應(yīng)速率的影響因素時，只控制一個變量。【解答】解：A．粉末狀碳酸鈣固體與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的量不變，但接觸面積增大、反應(yīng)速率加快，時間減少，而曲線甲用時小，則曲線甲表示的是粉末狀碳酸鈣固體與鹽酸反應(yīng)，故A錯誤；B．碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)放熱，升高溫度加快反應(yīng)速率，則反應(yīng)開始時，溫度對反應(yīng)速率的影響起主要作用，導致0﹣t1內(nèi)的反應(yīng)速率逐漸增大，隨著反應(yīng)的進行，濃度降低起主要作用，反應(yīng)速率才不斷降低，故B錯誤；C．由v＝可知，t2﹣t3的速率v（CO2）＝mL?s﹣1，故C正確；D．研究不同狀態(tài)（塊狀、粉末狀）碳酸鈣固體與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率，兩次實驗所取碳酸鈣固體質(zhì)量一樣，與足量的鹽酸反應(yīng)，生成二氧化碳的量相同，故D錯誤；故選：C?！军c評】本題考查反應(yīng)速率，側(cè)重考查學生影響速率因素的掌握情況，試題難度中等。11．（2024春?無錫期末）反應(yīng)：2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g），起始時，n（SiHCl3）＝1mol，恒容1L容器。已知：x為物質(zhì)的量分數(shù)。不同溫度下x（SiHCl3）隨時間的變化如題圖所示。下列說法正確的是（）A．T1＞T2 B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C．K（T1）＞K（T2） D．K（T1）＝156.25×10﹣4【分析】A．先拐先平數(shù)值大；B．溫度升高，平衡向吸熱反應(yīng)分方向移動；C．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大；D．由圖可知，T1溫度下，反應(yīng)達到平衡時，x（SiHCl3）不能確定具體值，無法計算K（T1）?！窘獯稹拷猓篈．由圖可知，T2溫度下，反應(yīng)先達到平衡，根據(jù)先拐先平數(shù)值大，可知T1＜T2，故A錯誤；B．由圖可知，T2溫度下，反應(yīng)先達到平衡，x（SiHCl3）小，說明溫度升高，平衡正向移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故B正確；C．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大，K（T1）＜K（T2），故C錯誤；D．由圖可知，T1溫度下，反應(yīng)達到平衡時，x（SiHCl3）不能確定具體值，無法計算K（T1），故D錯誤；故選：B?！军c評】本題主要考查溫度對化學平衡的影響，同時考查化學平衡常數(shù)K的計算，對學生的能力要求較高，難度中等。12．（2024春?濟南期末）工業(yè)上可利用CO廢氣與H2合成甲醇，原理是CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。某研究團隊實驗?zāi)M該反應(yīng)，在一定溫度下2L恒容密閉容器中，充入1mol廢氣（其中CO體積分數(shù)為40%，其余物質(zhì)此條件下不反應(yīng)）和1molH2，在第5分鐘達到平衡時，測得容器內(nèi)壓強為0.8p0kPa（起始壓強為p0kPa）。下列說法正確的是（）A．混合氣體密度不再改變，能說明此反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) B．平衡時刻CO的轉(zhuǎn)化率小于H2的轉(zhuǎn)化率 C．在0﹣5min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率2v（H2）＝v（CH3OH）＝0.02mol?L﹣1?min﹣1 D．若向此體系中再加入1molH2，平衡時氣體總物質(zhì)的量一定大于2.2mol【分析】反應(yīng)的三段式為CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）起始量（mol）0.410變化量（mol）x2xx平衡量（mol）0.4﹣x1﹣2xx達到平衡時，測得容器內(nèi)壓強為0.8p0kPa（起始壓強為p0kPa），恒溫恒容條件下混合氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強之比，則（1+1）：（2﹣2x）＝p0：0.8p0，解得x＝0.2，結(jié)合v＝、轉(zhuǎn)化率＝×100%、化學平衡狀態(tài)判斷分析解答該題?！窘獯稹拷猓悍磻?yīng)的三段式為CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）起始量（mol）0.410變化量（mol）x2xx平衡量（mol）0.4﹣x1﹣2xx恒溫恒容條件下混合氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強之比，則（1+1）：（2﹣2x）＝p0：0.8p0，解得x＝0.2；A．反應(yīng)為CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），體系中各物質(zhì)均為氣體，則恒容條件下混合氣體的質(zhì)量、密度始終不變，即混合氣體密度不再改變的狀態(tài)不一定是化學平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．由上述分析可知，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝50%，H2的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝40%＜50%，故B錯誤；C．反應(yīng)為CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），則0﹣5min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v（H2）＝2v（CH3OH）＝＝＝＝0.04mol?L﹣1?min﹣1，故C錯誤；D．1mol廢氣中n（CO）＝0.4mol，再加入1molH2時n（H2）＝2mol，反應(yīng)為CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△n＝2，若0.4molCO完全轉(zhuǎn)化為甲醇時，則反應(yīng)物總量減少0.8mol，剩余氣體為（1+1+1）mol﹣0.8mol＝2.2mol，但可逆反應(yīng)不可能反應(yīng)完全，所以平衡時氣體總物質(zhì)的量一定大于2.2mol，故D正確；故選：D。【點評】本題考查化學平衡計算、平衡狀態(tài)判斷，側(cè)重分析能力和計算能力考查，把握可逆反應(yīng)特點、平衡狀態(tài)特征及判定、反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率計算、三段式格式的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等。13．（2024?石家莊模擬）將1molCO2（g）和3molH2（g）充入2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：Ⅰ．CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＜0（慢反應(yīng)）Ⅱ．CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2＞0（快反應(yīng)）測得相同時間內(nèi)c（CO2）、v正（CO2）與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．200℃前，加入催化劑可使a線轉(zhuǎn)化為b線 B．300℃時，M點對應(yīng)的反應(yīng)體系中，v正（CO2）＞v逆（CO2） C．400℃時，若5min時達到平衡，則v（CO2）＝0.04mol?L﹣1?min﹣1 D．400℃后，溫度對正反應(yīng)速率的影響比濃度大【分析】A．由圖可知，200℃前，升高溫度，二氧化碳的濃度減小、反應(yīng)速率加快，說明反應(yīng)未達到平衡，則加入催化劑，二氧化碳的反應(yīng)速率加快，反應(yīng)消耗二氧化碳的濃度增大；B．由圖可知，300℃時，二氧化碳的濃度呈增大趨勢，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動；C．由圖可知，400℃時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，二氧化碳的濃度為0.3mol/L，據(jù)此計算；D．由圖可知，400℃后，二氧化碳正反應(yīng)速率增大，而二氧化碳的濃度減小，說明溫度對正反應(yīng)速率的影響比濃度大?！窘獯稹拷猓篈．由圖可知，200℃前，升高溫度，二氧化碳的濃度減小、反應(yīng)速率加快，說明反應(yīng)未達到平衡，則加入催化劑，二氧化碳的反應(yīng)速率加快，反應(yīng)消耗二氧化碳的濃度增大，可使a線轉(zhuǎn)化為b線，故A正確；B．由圖可知，300℃時，二氧化碳的濃度呈增大趨勢，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則二氧化碳的正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率，故B錯誤；C．由圖可知，400℃時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，二氧化碳的濃度為0.3mol/L，則5min內(nèi)二氧化碳的反應(yīng)速率為＝0.04mol/（L?min），故C正確；D．由圖可知，400℃后，二氧化碳正反應(yīng)速率增大，而二氧化碳的濃度減小，說明溫度對正反應(yīng)速率的影響比濃度大，故D正確；故選：B?！军c評】本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，試題側(cè)重考查學生的分析能力及化學計算能力，題目難度中等。14．（2024春?豐臺區(qū)期中）變量控制是科學研究的重要方法。實驗室用相同質(zhì)量的大理石（主要成分為CaCO3）與相同體積的鹽酸分別在下列條件下反應(yīng)制取CO2，開始階段化學反應(yīng)速率最大的是（）選項ABCD鹽酸的濃度/（mol?L﹣1）0.530.53實驗溫度/℃25254040A．A B．B C．C D．D【分析】反應(yīng)物濃度大，溫度高，反應(yīng)速率快?！窘獯稹拷猓河杀砀窨芍?，溫度為40℃，鹽酸濃度為3mol/L時，反應(yīng)速率最快，故選：D。【點評】本題考查化學反應(yīng)速率，題目難度中等，掌握化學反應(yīng)速率的影響因素是解題的關(guān)鍵。15．（2024?廣西模擬）工業(yè)上利用CO還原NO，從源頭上減少煤粉燃燒產(chǎn)生的大氣污染。一定溫度下，在1L的恒容密閉容器中，充入1molCO和1molNO，發(fā)生反應(yīng)2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g），達到平衡時，測得c（N2）＝0.2mol?L﹣1，下列說法不正確的是（）A．加入催化劑使正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)活化能減小 B．升高溫度，正、逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)不同 C．該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K≈0.25 D．若平衡時，往容器中通入2molCO和1molN2，則此時v正＜v逆【分析】A．加入催化劑使活化能減小，反應(yīng)速率加快；B．反應(yīng)一定伴隨能量變化，升高溫度，平衡一定發(fā)生移動，則正、逆反應(yīng)速率不同；C．一定溫度下，在1L的恒容密閉容器中，充入1molCO和1molNO，反應(yīng)2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）平衡時，測得c（N2）＝0.2mol/L，則可結(jié)合三段式列式計算平衡濃度，2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）起始量（mol/L）1100變化量（mol/L）0.40.40.20.4平衡量（mol/L）0.60.60.20.4得到平衡常數(shù)K＝；D．若往容器中再通入2molCO和1molN2，計算此時的Qc＝≈0.079＜K＝0.25，平衡正向移動。【解答】解：A．加入催化劑使活化能減小，反應(yīng)速率加快，則該催化劑降低正反應(yīng)的活化能，則逆反應(yīng)活化能減小，故A正確；B．反應(yīng)一定伴隨能量變化，升高溫度，平衡一定發(fā)生移動，則正、逆反應(yīng)速率不同，增大的倍數(shù)不同，故B正確；C．一定溫度下，在1L的恒容密閉容器中，充入1molCO和1molNO，反應(yīng)2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）平衡時，測得c（N2）＝0.2mol/L，則可結(jié)合三段式列式計算平衡濃度，2CO（g）+2NO（g）?N2（g）+2CO2（g）起始量（mol/L）1100變化量（mol/L）0.40.40.20.4平衡量（mol/L）0.60.60.20.4得到平衡常數(shù)K＝＝≈0.25，故C正確；D．若往容器中再通入2molCO和1molN2，計算此時的Qc＝≈0.079＜K＝0.25，平衡正向移動，v正＞v逆，故D錯誤；故選：D?！军c評】本題考查了化學反應(yīng)能量變化、影響化學反應(yīng)速率的因素、平衡常數(shù)的計算等知識點，題目難度中等。16．（2024?海淀區(qū)校級模擬）某小組進行“反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率影響”實驗研究。分別取2mL不同濃度的葡萄糖溶液和H2C2O4溶液于試管中，再依次向試管中滴加4mL0.01mol?L﹣1酸性KMnO4溶液，通過色度計監(jiān)測溶液透光率隨時間的變化關(guān)系。實驗結(jié)果如圖所示。已知：（1）溶液透光率與溶液中顯色微粒的濃度成反比。（2）酸性KMnO4溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)時，某種歷程可表示如下。下列說法中不合理的是（）A．從圖1可知，該實驗條件下，葡萄糖溶液濃度越大，反應(yīng)速率越大 B．理論上，KMnO4和H2C2O4的反應(yīng)中參與反應(yīng)的n（KMnO4）：n（H2C2O4）＝2：5 C．圖2中曲線甲反應(yīng)速率加快的原因可能與反應(yīng)生成有催化作用的物質(zhì)有關(guān) D．圖2中H2C2O4溶液濃度不同時，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的原因是：隨H2C2O4濃度增大，反應(yīng)歷程中①、②、③、④速率均減小【分析】A．由圖1，葡萄糖濃度越大，透光率上升越快；B．高錳酸鉀氧化草酸，生成二價錳離子和二氧化碳，錳化合價從+7變?yōu)?2，得5個電子，碳化合價+3變?yōu)?4，1個草酸分子失2個電子；C．由歷程圖，Mn2+可以作為高錳酸鉀和草酸反應(yīng)的催化劑；D．隨H2C2O4濃度增大，草酸根濃度增大?！窘獯稹拷猓篈．由圖1，葡萄糖濃度越大，透光率上升越快，即高錳酸根濃度下降越快，故反應(yīng)速率越大，故A正確；B．高錳酸鉀氧化草酸，生成二價錳離子和二氧化碳，錳化合價從+7變?yōu)?2，得5個電子，碳化合價+3變?yōu)?4，1個草酸分子失2個電子，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，KMnO4和H2C2O4的反應(yīng)中參與反應(yīng)的n（KMnO4）：n（H2C2O4）＝2：5，故B正確；C．由歷程圖，Mn2+可以作為高錳酸鉀和草酸反應(yīng)的催化劑，故圖2中曲線甲反應(yīng)速率加快的原因可能與反應(yīng)生成Mn2+有催化作用有關(guān)，故C正確；D．隨H2C2O4濃度增大，草酸根濃度增大，反應(yīng)歷程①中，草酸根是反應(yīng)物，隨濃度增大，歷程①速率是增大的，故D錯誤；故選：D?！军c評】本題考查化學反應(yīng)速率，為高頻考點，把握溫度、濃度對速率的影響為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾?，注意控制變量法的?yīng)用，題目難度不大。二．實驗題（共1小題）17．（2023春?贛縣區(qū)校級月考）將濃度均為0.01mol/L的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合，一定時間后溶液變?yōu)樗{色。該實驗是一種“碘鐘實驗”。某小組同學在室溫下對該“碘鐘實驗”的原理進行探究。資料：該“碘鐘實驗”的總反應(yīng)：H2O2+2S2+2H+＝S4+2H2O。反應(yīng)分兩步進行：反應(yīng)A為H2O2+2I﹣+2H+＝I2+2H2O，反應(yīng)B為??????（1）反應(yīng)B的離子方程式是。（2）為證明反應(yīng)A、B的存在，進行如下實驗。a.向酸化的H2O2溶液中加入試劑X的水溶液，溶液變?yōu)樗{色。b.再向得到的藍色溶液中加入Na2S2O3溶液，溶液的藍色褪去。試劑X是淀粉﹣KI。（3）為探究溶液變藍快慢的影響因素，進行實驗Ⅰ、實驗Ⅱ。（溶液濃度均為0.01mol/L）實驗序號H2O2溶液/mLH2SO4溶液/mLNa2S2O3溶液/mLKI溶液（含淀粉）/mLH2O/mL實驗Ⅰ54830實驗Ⅱ52xyz溶液從混合時的無色變?yōu)樗{色的時間：實驗Ⅰ是30min、實驗Ⅱ是40min。①實驗Ⅱ中，x、y、z所對應(yīng)的數(shù)值分別是8、3、2。②對比實驗Ⅰ、實驗Ⅱ，可得出的實驗結(jié)論是其它條件不變，增大氫離子（或硫酸）濃度可以加快反應(yīng)速率?！痉治觥吭摗暗忡妼嶒灐暗目偡磻?yīng)：①H2O2+2S2+2H+＝S4+2H2O的反應(yīng)，分兩步進行：反應(yīng)A：②H2O2+2I﹣+2H+＝I2+2H2O，反應(yīng)B：，根據(jù)淀粉遇碘變藍和控制變量法，改變單一變量探究溶液變藍快慢的影響因素?！窘獯稹拷猓海?）該“碘鐘實驗“的總反應(yīng)：①H2O2+2S2+2H+＝S4+2H2O的反應(yīng)，分兩步進行：反應(yīng)A：②H2O2+2I﹣+2H+＝I2+2H2O反應(yīng)B：①﹣②得到反應(yīng)的離子方程式：，故答案為：；（2）過氧化氫具有氧化性會將KI氧化為碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉變藍色，碘單質(zhì)具有氧化性，可以氧化Na2S2O3溶液，發(fā)生反應(yīng)：，碘單質(zhì)被還原為I﹣，則試劑X為淀粉﹣KI溶液，故答案為：淀粉﹣KI；（3）①為了方便研究在反應(yīng)中要采取控制變量方法進行研究，即只改變一個反應(yīng)條件，其它條件相同，依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，實驗Ⅲ跟實驗Ⅰ比硫酸體積減少，所以其它條件都相同，而且混合后總體積也要相同，故實驗Ⅰ中，x、y、z所對應(yīng)的數(shù)值分別是：8、3、2，故答案為：8、3、2；②對比實驗Ⅰ、實驗m，可得出的實驗結(jié)論是：其它條件不變，溶液酸性越強，氫離子濃度越大，即可得出其它條件不變，增大氫離子（或硫酸）濃度可以加快反應(yīng)速率的結(jié)論，故答案為：其它條件不變，增大氫離子（或硫酸）濃度可以加快反應(yīng)速率?！军c評】本題考查反應(yīng)速率，側(cè)重考查學生控制變量法的掌握情況，試題難度中等。三．解答題（共5小題）18．（2024?廣西三模）2023年第19屆杭州亞運會上，主火炬塔的燃料首次使用廢碳再生的綠色甲醇，實現(xiàn)循環(huán)內(nèi)的零排放，這也是首次在大型體育賽事上使用這種綠色燃料。回答下列問題：（1）已知：①2CH3OH（g）+3O2（g）?2CO2（g）+4H2O（l）ΔH1②2H2（g）+O2（g）?2H2O（l）ΔH2③H2O（l）?H2O（g）ΔH3則CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的反應(yīng)熱ΔH＝kJ?mol﹣1（用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)表示）。（2）在恒容的密閉體系中進行反應(yīng)CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）。下列示意圖正確且能說明該反應(yīng)進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是BC（填標號）。（3）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的反應(yīng)歷程如圖所示（吸附在催化劑表面的物質(zhì)用*標注，如*CO2表示CO2吸附在催化劑表面；圖中*H已省略）①上述合成甲醇的反應(yīng)歷程中，最大能壘（活化能）E正＝1.36eV。②下列措施有利于提高平衡時CO2轉(zhuǎn)化率的有b（填標號）。a．使用更高效的催化劑b．加壓c．增大CO2的初始投入量（4）恒壓下，將CO2和H2按體積比1：3混合，在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0和反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH＞0，在相同時間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖（其中，CH3OH的選擇性＝）。①溫度高于230℃時，CH3OH的產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因可能是反應(yīng)Ⅰ的ΔH＜0，溫度升高，平衡逆向移動，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率降低。②恒壓下，通過上述過程合成甲醇的適宜條件是BD（填標號）。A．210℃B．230℃C．催化劑CZTD．催化劑CZ（Zr﹣1）T（5）一定條件下，將2molCO2和4molH2充入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、平衡總壓強的關(guān)系如圖所示。①p1、p2、p3由大到小的順序為p3＞p2＞p1。②在p3條件下255℃時，該反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp＝3.645（或）（MPa）﹣2（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）?！痉治觥浚?）已知：①2CH3OH（g）+3O2（g）?2CO2（g）+4H2O（l）ΔH1，②2H2（g）+O2（g）?2H2O（l）ΔH2，③H2O（l）?H2O（g）ΔH3，蓋斯定律計算②×﹣①×+③得到CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的反應(yīng)熱ΔH；（2）A．反應(yīng)達到平衡時，甲醇的濃度將會保持不變；B．反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)不變；C．t1時刻后甲醇和二氧化碳的物質(zhì)的量之比不再發(fā)生變化，說明甲醇和二氧化碳的物質(zhì)的量均保持不變；D．t1時刻后甲醇的物質(zhì)的量仍在增加，二氧化碳的物質(zhì)的量在減少；（3）①決定反應(yīng)速率的步驟是活化能最大的步驟；②a．催化劑不影響轉(zhuǎn)化率；b．反應(yīng)CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）為氣體體積減小的反應(yīng)；c．增大CO2和H2的初始投料比，無法提高轉(zhuǎn)化率；（4）①反應(yīng)Ⅰ的ΔH＜0，溫度升高，平衡逆向移動；②由圖知，當溫度為230℃，催化劑為CZ（Zr﹣1）T催化劑時，CH3OH的產(chǎn)率最大；（5）①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向進行；②在p3條件下255℃時，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為60%，計算平衡分壓計算得到該反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp。【解答】解：（1）已知：①2CH3OH（g）+3O2（g）?2CO2（g）+4H2O（l）ΔH1，②2H2（g）+O2（g）?2H2O（l）ΔH2，③H2O（l）?H2O（g）ΔH3，蓋斯定律計算②×﹣①×+③得到CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的反應(yīng)熱ΔH＝，故答案為：（2）A．反應(yīng)達到平衡時，甲醇的濃度將會保持不變，圖中t1時刻之后，甲醇的濃度仍在減小，則t1時刻反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)不變，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故B正確；C．t1時刻后甲醇和二氧化碳的物質(zhì)的量之比不再發(fā)生變化，說明甲醇和二氧化碳的物質(zhì)的量均保持不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C正確；D．t1時刻后甲醇的物質(zhì)的量仍在增加，二氧化碳的物質(zhì)的量在減少，反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；故答案為：BC；（3）①決定反應(yīng)速率的步驟是活化能最大的步驟，由圖可知，該步驟的化學方程式為*HCOO+*H＝*CO+*H2O，最大能壘（活化能）E正＝（1.56﹣0.2）eV＝1.36eV，故答案為：1.36；②a．催化劑不影響轉(zhuǎn)化率，故a錯誤；b．反應(yīng)CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強可提高轉(zhuǎn)化率，故b正確；c．增大CO2和H2的初始投料比，無法提高轉(zhuǎn)化率，故c錯誤；故答案為：b；（4）①溫度高于230℃時，CH3OH的產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因可能是：反應(yīng)Ⅰ的ΔH＜0，溫度升高，平衡逆向移動，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故答案為：反應(yīng)Ⅰ的ΔH＜0，溫度升高，平衡逆向移動，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率降低；②由圖可知，在催化劑為CZ（Zr﹣1）T、230℃條件下，甲醇的選擇性和產(chǎn)率都較高，則合成甲醇的最佳條件為溫度為230℃、催化劑為CZ（Zr﹣1）T催化劑，故答案為：BD；（5）①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向進行，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，得到p3＞p2＞p1，故答案為：p3＞p2＞p1；②在p3條件下255℃時，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為60%，計劃三段式列式計算，CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）起始量（mol）2400變化量（mol）1.23.61.21.2平衡量（mol）0.80.41.21.2平衡狀態(tài)下氣體總物質(zhì)的量＝0.8mol+0.4mol+1.2mol+1.2mol＝3.6mol，平衡分壓p（CO2）＝p3×＝，p（H2）＝p3×＝，p（CH3OH）＝p（H2O）＝＝，Kp＝＝＝＝3.645，故答案為：3.645（或）?！军c評】本題主要考查化學反應(yīng)的能量變化、化學平衡的計算、平衡影響因素等知識，為高頻考點，題目難度中等。19．（2024?江西）石油開采的天然氣含有H2S。綜合利用天然氣制氫是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。CH4和H2S重整制氫的主要反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CH4（g）+2H2S（s）?CS2（g）+4H2（g）?ΔH1＝+260kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CH4（g）?C（s）+2H2（g）?ΔH2＝+90kJ/mol反應(yīng)Ⅲ：2H2S（g）?S2（g）+2H2（g）?ΔH3＝+181kJ/mol回答下列問題：（1）H2S分子的電子式為。（2）反應(yīng)Ⅳ：CS2（g）?S2（g）+C（s）?ΔH4＝169kJ/mol。（3）保持反應(yīng)器進料口總壓為100kPa。分別以8kPaCH4、24kPaH2S（He作輔氣）與25kPaCH4、75kPaH2S進料。CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1，含有He的曲線為M，理由是總壓一定，充入氦氣，相當于減壓，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均正向移動，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大。（4）假設(shè)在10L的恒溫剛性容器中，通入0.3molCH4和0.15molH2S發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始總壓為P0。CH4和H2S的轉(zhuǎn)化率與時間的關(guān)系如圖2，0～5min內(nèi)H2的化學反應(yīng)速率為0.012mol/（L?min）；5min時，容器內(nèi)總壓為1.067P0。（5）假設(shè)H2S和CH4的混合氣體在某固體催化劑上的吸附服從Langmuir等溫吸附（吸附分子彼此不發(fā)生相互作用，且氣體分子為單分子層吸附）。吸附等溫式為：其中a是氣體的吸附系數(shù)，Vm是氣體在固體表面的飽和吸附量（標態(tài)），P是氣體的分壓，V是氣體分壓為P時的平衡吸附量（標態(tài)）。在一定溫度下，H2S的吸附系數(shù)是CH4的4倍，當H2S的分壓為2MPa及4MPa，CH4和H2S的分壓相同時，H2S平衡吸附量分別為0.6m3/kg和0.8m3/kg（已換算成標態(tài)），則H2S的吸附系數(shù)為0.4MPa﹣1。（6）與傳統(tǒng)天然氣制氫中需要脫硫?qū)2S轉(zhuǎn)化為硫黃和水相比，上述方法優(yōu)點是H2S得到了綜合利用?！痉治觥浚?）H2S分子中含有2個H—S鍵；（2）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)Ⅱ+Ⅲ﹣Ⅰ＝Ⅳ，根據(jù)ΔH4＝ΔH2+ΔH3﹣ΔH1進行計算；（3）總壓一定時，充入氦氣，相當于減壓，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均正向移動，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大；（4）由圖可知，0～5min內(nèi)消耗的CH4為0.3mol×5%＝0.015mol，消耗的H2S為0.15mol×20%＝0.3mol，即兩者按照1：2恰好發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，則生成H2的物質(zhì)的量為4n（CH4）＝4×0.015mol＝0.06mol，0～5min內(nèi)H2的化學反應(yīng)速率為v（H2）＝進行計算，此時容器內(nèi)生成的CS2為0.015mol，容器內(nèi)氣體的總量為：（0.3﹣0.015）mol+（0.15﹣0.3）mol+0.015mol+0.06mol＝0.48mol，起始總壓為P0，氣體總量為0.45mol，根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，計算5min時，容器內(nèi)的總壓；（5）根據(jù)題意可知方程：①＝，②＝，聯(lián)立方程①與②，解出α1即可；（6）與傳統(tǒng)天然氣制氫中需要脫硫?qū)2S轉(zhuǎn)化為硫黃和水相比，上述方法優(yōu)點是H2S得到了綜合利用，3步反應(yīng)均生成了H2?！窘獯稹拷猓海?）H2S分子的電子式為：，故答案為：；（2）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)Ⅱ+Ⅲ﹣Ⅰ＝Ⅳ，則CS2（g）?S2（g）+C（s）?ΔH4＝ΔH2+ΔH3﹣ΔH1＝（260+90﹣181）kJ/mol＝169kJ/mol，故答案為：169；（3）保持反應(yīng)器進料口總壓為100kPa。分別以8kPaCH4、24kPaH2S（He作輔氣）與25kPaCH4、75kPaH2S進料。CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1，含有He的曲線為M，理由是總壓一定，充入氦氣，相當于減壓，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均正向移動，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：M；總壓一定，充入氦氣，相當于減壓，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均正向移動，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大；（4）由圖可知，0～5min內(nèi)消耗的CH4為0.3mol×5%＝0.015mol，消耗的H2S為0.15mol×20%＝0.3mol，即兩者按照1：2恰好發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，則生成H2的物質(zhì)的量為4n（CH4）＝4×0.015mol＝0.06mol，0～5min內(nèi)H2的化學反應(yīng)速率為v（H2）＝＝0.012mol/（L?min），此時容器內(nèi)生成的CS2為0.015mol，容器內(nèi)氣體的總量為：（0.3﹣0.015）mol+（0.15﹣0.3）mol+0.015mol+0.06mol＝0.48mol，起始總壓為P0，氣體總量為0.45mol，根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，可得5min時，容器內(nèi)總壓為P0≈1.067P0，故答案為：0.012；1.067P0；（5）根據(jù)題意可知方程：①＝，②＝，聯(lián)立方程①與②，解得：α1＝0.4MPa﹣1，故答案為：0.4；（6）與傳統(tǒng)天然氣制氫中需要脫硫?qū)2S轉(zhuǎn)化為硫黃和水相比，上述方法優(yōu)點是H2S得到了綜合利用，3步反應(yīng)均生成了H2，故答案為：H2S得到了綜合利用?！军c評】本題主要考查蓋斯定律的應(yīng)用，化學反應(yīng)速率的計算、化學平衡移動的影響因素，同時考查學生對信息的理解與應(yīng)用的能力，要求較高，難度較大。20．（2024?阜陽模擬）甲醇（CH3OH）屬于基礎(chǔ)化工原料，在化學工業(yè)中占有重要地位?；卮鹣铝袉栴}：（1）工業(yè)上制備甲醇的熱化學方程式為CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH。已知CO2、H2、CH3OH、H2O的能量依次為akJ?mol﹣1、bkJ?mol﹣1、ckJ?mol﹣1、dkJ?mol﹣1，則ΔH＝c+d﹣3b﹣akJ?mol﹣1。將物質(zhì)的量之比1：3的CO2和H2以相同的流速分別通過兩種催化劑（Cat﹣a或Cat﹣b），相同時間內(nèi)測得CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度