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1、高三化学一轮专题训练一化学反应原理综合题1.(2022浙江杭州杭州高级中学校考模拟预测)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。(1)在 C 和O?的反应体系中：反应 1：C(s)+O2(g)=CO式 g)AH、=-394kJ-mor1反应 2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)A/2=-566kJ mor反应 3：2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH,0设 y-AH-TAS,反 应 1、2 和 3 的 y 随温度的变化关系如图所示.图中对应于反应3 的线条是,MX)UM)MK)MM)KKJO 1200 140
2、0(2)雨水中含有来自大气的C O?,溶于水中的C0?进一步和水反应，发生电离:CO2(g)=CO,(aq)CO2(aq)+H,O(l)=H+(aq)+HCO-(aq)25时，反应的平衡常数为七。溶液中COz的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压X物质的量分数)，比例系数为ymol.L-.kPa ,当大气压强为p k P a,大气中CC2(g)的物质的量分数为x 时，溶液中H 浓度为 moLL-i(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO；的电离)(3)在某CO?催化加氢制C H Q H 的反应体系中，发生的主要反应有：I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)A/7)=+41.1k
3、J mol1ILCO(g)+2H2(g).CH,OH(g)H2=-90.0kJ-moK1in.CO2(g)+3H2(g).CH,OH(g)+H,O(g)A/7,=-48.9kJ-mol-15MPa时，往某密闭容器中按投料比(H J:(CC)2)=3:1充入H?和CO?。反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。YZX0 -1-1-2 0 0 2 2 0 2 4 0 2 6 0 2 8 0温度/图中Y代表.(填化学式)。体系中C O?的物质的量分数受温度的影响不大，原因是在下图中画出n(H?)/n(C O?)随温度变化趋势图(%)t z?(CO2)3-I-1-1-1-1_
4、 汨 府/o-220 240 260 280 的反/c2.(2 0 2 3 浙江高三统考专题练习)卤素的单质和化合物在生产和生活中应用广泛。(1)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为2 9 8 K 时的稳定状态)。(一。金)面积图中四种M g X2的热稳定由小到大的顺序是：。M g Bn(s)+C 1 2(g)M g C h(s)+Br2(g)H=k J-m o l某温度下，在密闭恒容容器中放入一定量M g Br?和 C b(g)进行该反应，一定时间后不能说明该反应已经达 到 平 衡 的 是。(选填序号)。A.容器内的压强不再改变 B.混合气体的密度不再改变试卷第2页，共 2
5、5 页C.混合气体的颜色不再改变 D.混合气体的平均相对分子质量不再改变E.容器内的固体的质量不再改变工业上用金属M g 与 12反应制取Mgl 2 时，常加入少量水，水的作用是A gB r 常用作感光剂和镇静剂，工业制得的A gB r 固体常含有A gC l 固体。现有含A gC l 质量分数为1 4.3 5%的 A gB r 固 体 1 0 0.0 0 g,可用饱和K B r 溶液一次性浸泡，恰好溶解除去A gC l 固体，需要5.0 1 5 m oHJ 的饱和 KB r 溶液的体积至少为mL(保留4位有效数字)(已知常温下K、/,(A B r)=5.4 1 8 x l O 3,K（A g
6、C l）=1.8 0 6 x 1 0*(2)将一定量的PC k(g)在 T 、Po 压强下发生反应：PC k(g)PC 1 3(g)+C h(g),测得平衡时PC 15的分解率为a,求该温度下此反应的平衡常数KP=。(用含a 的式子表示。其中Pp c u、P0 2、Pr o s为各组分的平衡分压，如Pp 5=X p C L5 P，p为平衡总压，X.5 为平衡系统中PC 1 5 的物质的量分数)(3)向 l l mLO.4 0 mo i 1-旧2 0 2 溶液中加入适量F eC b溶液，1 6 分钟时测得生成02的体积(已折算为标准状况)为 4 4.8 mL。资料显示，反应分两步进行：2 F e
7、3+H 2 O 2=2 F e2+O 2 T+2 H+,2 F e2+H 2 O 2+2 H+=2 F e3+2 H 2。反应过程中能量变化如图1 所示，在图2中画出在。1 6 分钟内产生0 2 的物质的量随时间的变化示意图Q.M123.(2 0 2 2 秋黑龙江牡丹江高三牡丹江一中校考专题练习)氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。已知：2 c（s）+C）2（g）=2 C O（g）A H=-2 2 1 k Jmo l-C（S）+O 2（g）=C C 2（g）A H=-3 93.5 k J mo l-N 2（g）+C 2（g）=2 N O（g）A H=+1 8 1 k J m o
8、 r1c(N,)c2(C O,)若某反应的平衡常数表达式为KC是(N。),请写出此反应的热化学方程式:(2)汽车尾气中的NO和 CO在一定条件下可发生反应生成无毒的N,和C O2。将 NO和 CO以一定的流速通过两种不同的催化剂（c at l、c a进行反应，相同时间内测得的脱氮率（脱氮率即NO的转化率）如图所示,M 点（填“是 或 不是”）对应温度下的平衡脱氮率，理由是N O+H2O+H,0soj_N0(增湿)某同学设计用N O 空气质子交换膜燃料电池探究将雾霾中的S O?、NO转化为（N H,）2 s o4的原理。（NHJSO4浓溶液和物质A|Pt（I）|P；（n）石墨（i）l.t.I石墨
9、（ii）O2H+H N O3质子交换膜 网 心 忖。4稀溶液甲 乙 燃 料 电 池 放 电 过 程 中 负 极 的 电 极 反 应 式 为。若甲装置中消耗2 2.4 L。2（标况），则乙装置中S 0?和 NO转化的物质的量共有 m o l。（4）某温度下，在一密闭容器中充入一定量N O（g）发生反应4 N O（g）.N2（g）+2 N O2（g）AH0,其正反应速率表达式为丫正=%8（?4 0）（“为速率常数，只与温度有关），测得反应速率和NO浓度的数据如表所ZjSo序号c(N O)/(m o l-L)v正/(m o l L T4$T)0.1 04.0 0 x 1 0-90.2 06.4 0
10、x 1 O-80 3 03.2 4 x 1 0-7则L=m o r L5-1；下 列 对 于 该 反 应 的 说 法 正 确 的 是（填标号）。A.当混合气体颜色保持不变时，反应达到化学平衡状态试卷第4页，共 2 5 页7?(NO)B.当一条冬的比值保持不变时，反应达到化学平衡状态H(NO2)C.反应达到化学平衡状态时，每消耗0.1 mol NO就会消耗0.05 mol NO?D.反应达到平衡状态后，若降低温度，则混合气体的颜色变浅E.反应达到平衡状态后，若减小压强，则混合气体的平均相对分子质量减小4.(2022秋江西赣州高三校联考专题练习)研究CO、CO?在一定条件下与H?催化合成CH&等有
11、机化工产品，对实现 碳中和目标具有重要的意义。回答下列问题：在一定条件下CO与H2可发生反应：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)凶，结合下图信息，该反应I,CO2(g)+4H2(g)；CH4(g)+2H,O(g)AHCO(g)+H2O(g)AH0在密闭容器中通入3moi%和1mo ic 0?,分别在压强为IMPa和5MPa下进行反应。实验中对平衡体系的含碳物质(CO?、CO、CH&)进行分析，其中温度对CO和C%在三种物质中的体积分数影响如图所示。平衡体积分数加则5MPa时，表示CH4和CO平衡体积分数随温度变化关系的曲线分别是 和；图中M 点CO?的平衡转化率为若在一定温度下
12、，在体积可变的密闭容器中充入I mol C 0?和3 moi H,，此时测得容器内的压强为MPa ,发生反应I 和 I I,l Omin达到平衡后，测得反应前后容器中气体的物质的量之比是5：4,且H 2(g)物质的量 为 在 此 温 度 下，l Omin内用C 0?分压变化表示的速率v(C Oj 为 MPa-min ,反 应 I 的平衡常数/=(MPa)-2(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压x物质的量分数)。5.(2 0 2 2 河北邯郸 邯郸一中校考模拟预测)碳的化合物在工业上应用广泛。I.C O?和乙烷反应制备乙烯。2 9 8 K时，相关物质的相对能量如图，能量、(kJmoc-8 4
13、-1 1 01 0 0C 2 H 4(g)0H2(g)C 2 H 6(g)-1 0 0-2 0 0c o(g)H2O(g)-3 0 0H2O(I)C O2(g)5 20-2 4 2-2 8 6-3 9 3(1)C C)2 与乙烷反应生成乙烯、co 和气态水的热化学方程式为n.c o?制甲醇。以inQ,作催化剂，可使c o?在温和的条件下转化为甲醇，经历如下过程:还原i.催化剂活化：孙。3 (无活性).谭；孙0”(有活性)ii.c o?与在活化后的催化剂表面可逆的发生反应：C O 式 g)+3 H 式 g)C H,OH(g)+H2O(g)A H =-4 9.0 kJ-mol ，其反应历程如图 1
14、。试卷第6页，共 2 5 页同时伴随反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH=M1.2kJ-mo（2）C0?与H?混合气体以不同的流速通过反应器，气体流速与C0?转化率、CHQH选择性的关系如图2。()如壁姒假己知：CH,OH选择性=n（生成CHQH所消耗的CO,的量）/n（发生转化的C02的量）。CH,OH选择性随流速 增 大 而 升 高 的 原 因 是。同时，流速加快可减少产物中H?。的积累，减少反应（用化学方程式表示）的发生，减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。（3）对于以上CO?制甲醵的过程，以 下 描 述 正 确 的 是。A.碳的杂化方式没有发生改变B.反应中经历了
15、In-C、In-O 键的形成和断裂C.加压可以提高CO?的平衡转化率D.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性in.甲烷重整制合成气，主要反应如下:i.CH4(g)+H,o(g)=CO(g)+3H2(g)AH,ii.CH4(g)+CO2(g)=2C0(g)+2H2 (g)AH,（4）假设M、AS不随温度变化，平衡常数与温度间存在的关系为:InK.-lnK,R 为正常1 1数。则 AN 0（填“”或 ）；AH】AH?（填“”或通过调整投料比可调控平衡时合成气需的值。I000K,平衡 时 瑞=2,则瑞=,应控制投料比以凡。)c(CO2)6.（2022秋.黑龙江牡丹江.高三牡丹江一中校考专题练习）二氧
16、化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。L利用CO?和H?合成甲醇，涉及的主要反应如下:己知：a.CO2(g)+3H2(g).S CH3OH(g)+H2O(g)AH,=-49.5kJ-moE1b.CO(g)+2H2(g)-CH3OH(g)AW2=-90.4kJ-moF1c.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AW,计算AH、=o（2）一定条件下，向密闭容器中充入物质的量之比为1：3 的CO。和H?发生上述反应，使用不同催化剂经相同反应时间，CO?的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示；试卷第8 页，共 25页.A i时化利口-“mho三)4蔬 利 2、R 一A I210 22
17、0 2AO 241)250 260 270甲醇的选择性=”(CHQH)(CO)+n(CH,OH)xlOO%210-270间，在甲醇的选择性上，催化效果较好的是210-270间，催化剂2 条件下CO2的转化率随温度的升高而增大，可能原因为II.工业上用C0?和 N&通过如下反应合成尿素 CO(NH2)2：2N&(g)+CO2(g)CO(NH2%+H2O(g)ot时，向容积恒定为2L的密闭容器中充入2.0molNH3和1.6molCC)2发生反应。(3)下 列 能 说 明 反 应 达 到 化 学 平 衡 状 态 的 是(填 字 母)。a.相同时间内，6m oiN-H键断裂，同时有2moiH-O键形
18、成b.容器内气体总压强不再变化&2也(岫)3=加(2。)2d.容器内气体的密度不再改变(4)C 0)的物质的量随时间的变化如下表所示:时间/min0307080100n(CO)2/mol1.61.00.80.80.8CO2的 平 衡 转 化 率 为；F C 时，该反应的平衡常数K=HI.中科院研究所利用CO?和甲酸(HCOOH)的相互转化设计并实现了一种可逆的水系金属二氧化碳电池,结构如图所示:(5)放电时，正 极 上 的 电 极 反 应 为；若电池工作时产生a 库仑的电量，则理论上消耗锌的质量为g o (已知：转 移 I m o l 电子所产生的电量为9 6 5 0 0 库仑)7.(2 0
19、2 2 全国高三专题练习)乙醇是一种重要的工业原料，被广泛应用于能源、化工、食品等领域，以下两种方法可实现乙醇的制备。I .采用催化乙烯水合制乙醉，该反应过程中能量变化如下图所示：(1)反 应 物 分 子 有 效 碰 撞 几 率 最 大 的 步 骤 对 应 的 基 元 反 应 为。(2)制备的无水乙醇在2 5,lO lkP a 下，完全燃烧时放出热量Q k J,其燃烧生成的C O?用过量饱和石灰水吸收可得lO O g C a C O,沉淀，则 乙 醇 燃 烧 热 的 热 化 学 方 程 式 为。I I .以合成气催化合成乙醇是近年来研究的热点，其中乙酸甲酯C H 3 c o O C H、催化加
20、氢是制取乙醇的关键步骤之一，包括以下主要反应：C H 3 c o O C H 3(g)+2 H 2(g)C2H5O H(g)+C H,O H(g)A H,=-71 kJ-m o P C H 3 c o O C H j g H H a Q).C H3c H 0(g)+C H 3 0 H(g)A H2=+1 3.6kJ-m o r 反应 C H 3 c H 0值)+凡(g)C2H5O H(g)的H=kJ/m o l。(4)若在体积为2 L 的密闭容器中，控制C H 3 c o O C 也 流速为2 2.4m 3 (已换算为标准状况)，C H,C O O C H3f i ”、“0 测得在同种催化剂下
21、分解的实验数据如下表所示:编号工、其应时间/min表面积020406080a3.02.62.21.81.42a3.02.21.41.01.0（4）根据组数据，随着反应进行，c（N H3）减 小，平均反应速率.（填“变大”“变小”或“不变”），对该变化的合理解释是.v(N H3)=k,p(N2)P W)p2(N H3)(5)在科学家推出合成氨反应在接近平衡时净反应速率方程式为：2/N H|0七)P厂 1,I,k,分别为正、逆反应速率常数，P代表各组分的分P (H2).压，如p(B)=p-x(B),其中x(B)为平衡体系中B的体积分数,p 为平衡总压强16MP a,以铁为催化剂时a=0.5,一定条
22、件下，向容器中充入5m0I N 2和 15moi出 的混合气体，平衡时氨气的质量分数为4 0%,试计算=10.(2022福建一模)雾霾中的NO对人体健康有严重危害，一种新技术用H?还原NO的反应原理为:2H2(g)+2N O(g)N2(g)+2H2O(g)A H 0.回答下列问题：(1)该反应的能量变化过程如图：2 0 (g)m l-c m o z,2N(g)-a N?(g)2O(g)2H-,(g八)-k-J-m-o-l-411(gx)-c/Urnol;ZHXXg)H=(用图中字母表示)。(2)该反应的机理如下：2N O(g);-N 2O 2(g)(快)N 2O 2(g)+H2(g).N 2O
23、(g)+H2O(g)(慢)N 2O(g)+H?(g).-N 2(g)+H2O(g)(快)下 列 各 反 应 的 活 化 能 最 大 的 是(填 标 号)。A.反应的正反应 B.反应或的正反应C.总反应的正反应 D.总反应的逆反应(3)现向甲、乙、丙三个体积均为2 L 的密闭容器中加入一定量H2和 NO发生反应，为研究H2和 N。最合适的起始投料比，分别在T J C、T 2、T 3 c 进行实验(TIT2T3),结果如图。试卷第14页，共 25页其中T/C 的 实 验 结 果 所 对 应 的 曲 线 是(填 标 号)；当曲线X、Y、Z 达到相同的NO平衡转化率时，对 应 的 反 应 温 度 与
24、投 料 比 的 规 律 是。T2时，若充入H2、NO分别为5mol、2 m o l,容器内的压强为poPa,反应进行到5min时达平衡，该反应的平衡常数KP=Pa”(用平衡分压代替平衡浓度写出计算表达式，分压=总压x物质的量分数)。(4)可利用如图装置，模拟电化学方法除去雾霾中的NO、S 0 2,则 a 极为 极(填“阳”或“阴)b极 的 电 极 反 应 式 为。梅港漕11.(2022 浙 江 一模)利 用 COz合成甲醇、二甲醛技术是有效利用CO2资源，实现“碳中和”目标的重要途径。(1)开发CO2直接催化加氢合成二甲醛技术是很好的一个研究方向。主反应：2co2(g)+6H2(g)WH30c
25、H3(g)+3H2O(g)Hi=-122.54kJmoH副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2已知 25和 lOlkPa 下，H2(g)、CO(g)的燃烧热 H 分别为-285.8kJmoH、-283.0kJ.mol-,H2O(l)=H2O(g)H=+44kJmor,则4 H 2=k J/m o l 其他条件相同时，反应温度对CO2平衡转化率影响如下图所示。CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大的原因可能是 o%辨OO200 220 240 260 280 300 320 温的。C在催化剂作用下，向恒温恒压(250、3.0MPa)的密闭容器中充入反应气，n(CO)：(C
26、O2)：n(H2)=l：5：2 0 反应平衡时测得CO?的转化率为2 0%,二甲醛的选择性为80%(已知二甲醛的选择性=牛成二甲雄的C O 物质的量反后其耗C O 舄 质 油 量 100%)，则副反应CCh(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)的 KP=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。利用CO2合成甲醇也是有效利用CO2资源的重要途径。将原料气(C O/n(H2)=l：3 充入某一恒容密闭容器中，只发生CO2(g)+3H2(g)UCH：QH(g)+H2O(g)AH3H3CCH3 (g)+H2O(g)A W/PX反应2：CH3(g)+CH3 0 H(g)T(g)+
27、H2O(g)A/2OX反应3：CH3(g)+CH3 0 H(g)TMXC H3(g)+H2 0(g)A f t已知反应1 和反应3的平衡常数随温度变化如下表所示，则 0（填“温度1 5 0 2 5 0 3 5 0 l g&4.23.42.1I g K,4.63.92.7根据表中数据判断反应H 3C T-C H 3（g）-3-C H3（g）的M（填“”“=”或 v”）。PX赢（2）温度为7 0 0 K 时，在一刚性容器中加入hn o l 的甲苯和I m o l 的甲醇，充分反应达平衡后，测得容器中有3 0 0 5 0 0 7 0 0 9 0 0 1 1 0 07 7 K已知:P X的选择性=_
28、_ _ _ _ _ _ (P X)_ _ _ _ _ _ _n(P X)+(O X)+n(M X)xlOO%为提高PX的平衡选择性，在刚性容器中加入特定分子筛吸附P X,将一部分P X移出体系，达新平衡后测得容器中有三m o l 的水，PX的选择性提高到了 8 8%。则反应容器中的P X和被分子筛吸附走的PX的物质试卷第1 8 页，共 2 5 页的 量 之 比 为(3)为研究催化剂对于PX 的选择性的影响，将甲苯和甲醇以物质的量1：1 的比例混合后，以一定流速通过装有专一选择性催化剂(HZSM)的管道，在不同温度下经过相同时间测定对PX 的选择性和甲苯的转化率温度/K据图分析，催化剂(HZSM
29、)能降低(填“反 应 1”“反应2”“反应3”)的活化能。PX 的选择性随温度升高而下降的原因是 O甲苯的转化率随温度升高而上升的原因是 o(4)可用Feton间接电解法制备PTA。先利用图示装置电极产物产生羟基自由基(Fe2+H2O2+H+=Fe3 t+OH+H,O),再用羟基自由基将PX转化为PTA。PX、稀硫酸混合液F e电极是 极(填“阴”或“阳”)。写出PX转化为PTA的化学方程式：。每有ImolPX转化为P T A,外电路通过的电子数目为 治。14.(2022浙江一模)牙齿表面釉质层主要成分为羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH,含氟牙膏中添入一氟磷酸钠(Na2PChF)、氟化钠(Na
30、F)等，可将羟基磷灰石转化为氟磷灰石Ca5(PO4)3 F,有效预防弱齿。(1)表中是Na2Po3F中一种组成元素逐级失去电子的电离能：Ii12h14I5I6I718电离能/(kJmoH)10121903291249566273212682539729854该元素在Na2Po3F中的化合价为价，其基态原子的简化电子排布式为(2)磷酸盐在微生物作用下可转化为PM,PH.,的中心原子的杂化方式为一PH3键角为93.6。，小于VSEPR模型的预测值，原 因 为。H F的热稳定性比P E 强，原因为。(3)含氟牙膏中的F 在一定条件下可与摩擦剂CaCCh发生反应生成CaF2。CO：的空间构型为一。Ca
31、F2晶胞结构如图所示，晶胞中代表钙离子的是一(填A”或B”)，在该晶体中与B 最近且等距离的B 的数目为15.(2022全国高三专题练 习)利 用 CO2合成甲醇、二甲醛技术是有效利用CCh资源，实现 碳中和 目标的重要途径。(I)开发CO2直接催化加氢合成二甲醛技术是很好的一个研究方向。主反应：2co2(g)+6H2(g)除 力 CH30cH3(g)+3H2O(g)Hi=-122.54kJmoH副反应：CO2(g)+H2(g)e CO(g)+H2O(g)AH2已知 25和 lOlkPa 下，H2(g)、CO(g)的燃烧热AH 分别为-285.8kJmoH、-283.0kJ.mol1,H2O(
32、l)=H2O(g)H=+44kJm o H,则 氏 二 kJ/mol其他条件相同时，反应温度对C02平衡转化率影响如图所示。C02平衡转化率随温度的升高先减小后增大的原因可能是一。s,8200 220 240 260 280 300 320 温度/在催化剂作用下，向恒温恒压(250、3.0MPa)的密闭容器中充入反应气，n(CO)：(CO2)：n(H2)=l：5：2 0,反应平衡时测得CO2的转化率为2 0%,二甲醛的选择性为80%(已知二甲醛的选择性=牛成二甲雄的C O 物质的量反后我耗8 舄 所 高 量 100%)，则副反应CCh(g)+H2(g)峰 为 CO(g)+H?O(g)的 Kp=
33、(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。利用CO2合成甲醇也是有效利用CO2资源的重要途径。将原料气(C O/n(H2)=l：3 充入某一恒容密闭试卷第2 0 页，共 25页容器中，只发生CCh(g)+3H2(g)峰”CH30H(g)+H2O(g)AH30,在不同催化剂作用下，反应tmin时 CCh的转化率随温度的变化如图所示。%榔7)灌6。T T2 r3 T4 Ts 温度/K 下 列 说 法 正 确 的 是。A.使用催化剂I 时，d 点已达到平衡B.T3K的平衡常数大于T4K的平衡常数C.若 a 点时，v(H2)正=3v(CH.QH)逆，则此条件下反应已达到最大限度D.c
34、点转化率比a 点低的原因一定是催化剂活性降低若图中a 点时反应已达平衡，现原料气按(C0：n(H2)=l：2.8充入同一恒容密闭容器中，在催化剂I 的作用下发生反应。请在图中用实线画出了 T3K T5K之间C02的 平 衡 转 化 率 变 化 曲 线-0水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为竣基机理,某催化剂催化C0*+H20*脩CO2*+H2(g)(*表示吸附态、Ea表示活化能)步骤如下：LH2O*TOH*+H*Eai=141.7kJ/molII.E a2=39.5kJ/m olIH.C00H*-CCh*+H*E；B=132.1 kJ/molIV.E a4=9 7.4 k J/m o
35、l请补充其中的一个反应式：n o反应C0*+H20*脩 为 CCh*+H2(g)的 决 速 步 骤 是(填 序 号)。16.(2022秋 河北高三校联考专题练习)研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术是科学研究热点问题，其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题：(1)常温常压下，一些常见物质的燃烧热如表所示：名称氢气甲烷一氧化碳甲爵化学式A/(kJm or)-285.8-890.3-283.0-726.5己知：CH30H(g)=CH30H(1)=-38.0kJ moL则CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)H2=kJ.moL,该反应在_(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。(2)在氢气
36、还原CO?的催化反应中，CO?可被催化转化为甲醇，同时有副产物CO生成，为了提高甲醇的选择 性，某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器，原理如图所示。保 持 压 强 为3M Pa,温 度 为260，向密闭容器中按投料比粤4=3投入一定量CO2和H2n(C O j不同反应模式 下CO?的平衡转化率和甲醇的选择性的相关实验数据如下表所示。实验组反应模式“应)n(CO2)温度/CO2的平衡转化率/%CH30H的选择性/%普通催化反应器326021.967.3分子筛膜催化反应器326036.1100分子筛膜催化反应器(恒温恒容)模式中，发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH,O
37、H(g)+H2O(g),下列说法能作 为 此 反 应 达 到 平 衡 状 态 的 判 据 的 是(填 标 号)。A.气体压强不再变化 B.气体的密度不再改变C.v正(C()2)=3v逆他)D.c(CO2):C(H2):C(CH3OH):C(H2O)=1:3:1:1由表中数据可知双功能的分子筛膜催化反应器模式下，C0?的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因：O(3)二氧化碳催化加氢制甲醇的反应中 CO2(g)+3H2(g)=CHQH(g)+H2O(g)AW 0在起始物舟=3时，在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为x(CHQH),在T=250 时,试 卷 第22页，共25页MC
38、H,OH)随压强(p)的变化及在p=5xlOPa时x(CHQH)随温度的变化，如图所示。p/103Pa200210 220 230 240 250 260 270 280t/图 中 对 应 等 压 过 程 的 曲 线 是(填“a”或b”)，判断的理由是恒温时(T=250),当x(CHQH)=0.10时，CO?的平衡转化率a=(保留小数点后一位)，此条件下该反应的K=Pa/。(保留小数点后两位)(对于气相反应，可以用分压表示，分压=总压x物质的量分数)。17.(2022全国一模)落实“双碳”目标，发展绿色能源，首先是对氢能源的开发利用。利用甲烷制氢是当前研究的热点。涉及的反应如下：反应 I：CH
39、.,(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)AH1=+206kJ-mol反应 H：CH.,(g)+2H2O(g).CO2(g)+4H2(g)AH2=+165kJ mol1反应HI：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH3-41kJ mor回答下列问题：反 应 I 的活化能为240.1kJ-mo，反 应 I 逆反应的活化能为 kJ mol o 研究发现，以单一负载型Ni催化反应I 时，反 应 I 的逆反应在催化剂表面存在两种活性中心，分别以“*”和“铲 表示，在活性位“*”上发生CO吸附，在活性位“#”上被吸附的CO发生分解反应生成表面碳，表面碳再与H?结合生成CH 其催化反应
40、机理的反应式如下：i .CO+*.CO*快速平衡ii.CO*+#O*+C#慢反应iii.C#+2H2 CH4+#快反应iv.快反应反应iv的 反 应 式 为；反 应 I 逆 反 应 的 决 速 步 骤 是(填 反 应 序 号).(2)TC 时，在某密闭容器中通入一定量的CH4(g)和 H Q(g),加入金属银做催化剂，在一定温度下发生上述反应。为提高CH式 g)的平衡转化率，除改变温度外，还 可 以 采 取 的 措 施 是。恒温恒容条件下，起始时CH式 g)和 H Q(g)的浓度分别为amoLL 和bmoLL，达平衡时CO和CO?的浓度分别为cmoLL 和dmol L。达平衡时，H,0 的浓度
41、是 mol.L1,反 应 I 的平衡常数K 是(用含a、b、c、d 的代数式表示)在该温度下，反应HI的标准平衡常数K=。已知：分压=总压x该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g).gG(g)+hH(g),其中p=100kPa,PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压(3)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对平衡体系中H?物质的量分数的影响如下图:400 500 600 700 800 900 100011001200温度/压强 由 大 到 小 的 顺 序 为，体系温度未达到400时，也 物质的量分数几乎为0 的原因是。18.(2022上海高二专题练习)为妥善处理氯甲烷生产企业的副
42、产物CC14,以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂作用下，通过下列反应：CCl4+H2 T CHCh+HCl使 CC14转化为重要的化工原料氯仿试卷第24页，共 25页(C H C 1 J,此反应伴随有副反应，会生成C H 2 c 1?、C H 3 c l和C H,等。已知C C L 的沸点为7 7,C H C b 的沸点为6 1.2。(1)在密闭容器中，该反应达到平衡状态后，测得如下数据(假设不考虑副反应)。实验序号温度/初始C C 1 4 的浓度(/mo h L )初始H 2 的浓度(/mo l-U)c c c 的平衡转化率11 1 00.81.2A21 1 0115 0%31 0
43、011B 此 反 应 的 化 学 平 衡 常 数 表 达 式 为,在 1 1 0 时平衡常数为 o实验1 中，C C 1 4 的转化率A 5 0%(填“大于”“小于”或“等于”)。实验2中，1 0 h 后达到平衡，山 的 平 均 反 应 速 率 为。实验3中，B的值_(填序号)。A.等于5 0%B.大于5 0%C.小于5 0%D.从本题资料无法判断(2)1 2 0 时,在相同条件的密闭容器中，分别进行H 2 的初始浓度为2m oi和 4m oi的实验，测得反应消耗C C 1 4 的百分率(x%)和生成物中C H C h 的百分含量(y%)随时间的变化关系如图(图中实线是消耗C C 1 4 的百
44、分率变化曲线，虚线是产物中C H C 1 3 的百分含量变化曲线)。在图中的四条线中，表示H 2 的起始浓度为2 mo i.1?的实验消耗C C L 的 百 分 率 变 化 曲 线 的 是(填 序号)。根据上图曲线，氢气的起始浓度为 mo l.L W,有利于提高C C L 的平衡转化率和产物中C H C b的百分含量。你判断的依据是 o参考答案:1.(D aQ W&p x y+K w(3)C H 3 0 H 温度升高时，反应I 吸热反应正向进行的程度和反应i n 放热反应逆向进行【详解】(1)由已知方程式：(2 x 反 应 I-反应2)可得反应3,结合盖斯定律得：A H 3=2 A HI-A
45、H 2=2 x(-3 9 4)-(-5 6 6)kJ mo r =-2 2 2 kJ mo l l,反应 1 前后气体分子数不变，升温 y不变，对应线条b,升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，牖增，y 值增大，对应线条c,升温促进反应3 平衡逆向移动，气体分子数减少，牖减，y值减小，对应线条a,故答案为：a：(2)由题可知，C 0 2(g)uC C h(叫)，C C h(叫)+员0 UH+(叫)+H C O：(a q),K2=c(H+)c(H C 03)c(C 02)，又因为溶液中C 0 2 的浓度与其在空气中的分压成正比，则c(C O 2)=y(m ol,L l,k P a l)p(
46、C 0 2)=p*x,y,在忽略H C 0：的电离时,c(H+)-c(O H )=c(H C O ,),而c(H+)-c(O H )=K w,所以 K 2=UH)C，H )：(OH=1 ,可得 衣 丽 较 m ol-L1,故答案为：J(px y+K w ；(3)%(),A H 2 0,即生成甲醇的反应均为放热反应，所以温度升高平衡时甲醇的物质的量分数应减小，AH i。，生成CO的反应为吸热反应，所以随温度升高CO平衡时的物质的量分数会变大，二者共同作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇，所以Z 代表H 2 O,Y代表C H 3O H,X 代表CO,故答案为：C H3OH；依据主要反应的化学方程式可知，
47、反应1 H 消耗C 0 2,反 应 I 逆向产生C C h,最终体系内C 0 2 的物质的量分数与上述两个反应进行的程度相关。由于%()而 根 据 勒 夏 特列原理，温度改变时，反应H I 和反应I 平衡移动方向相反，且平衡移动程度相近，导致体系答案第1 页，共 2 3页内C 0 2的物质的量分数受温度的影响不大；故答案为：温度升高时，反应I吸热反应正向进行的程度和反应I I I放热反应逆向进行的程度相差不大；其他条件相同下，升高温度，反应I吸热反应正向进行的程度和反应I I I放热反应逆向进行的程度相差不大，即n(C 0 2)基本不变，反应n为放热反应，升高温度平衡逆向移动，n(H增大，则n
48、(H 2)/n(C O j随温度升高而增大，图示为:2.(1)M g l2M g Br2M g C h M g B r 2 M g C L M g F 2,物质所具有的能量越低，热稳定性越强，则热稳定由小到大的顺序是：M g h M g B r 2 M g C l 2 M g F2,M g Bn(s)+C L(g)-M g C h(s)+Br 2(g)77=(-641.3 k J,m ol1)-(-52 4 k J m or )=-1 1 7.3 k J-m ol eA.容器内反应前后气体分子数相等，则反应过程中压强始终保持不变，当压强不再改变时，反应不一定达平衡状态，A符合题意；B.反应前后
49、气体分别为C L(g)和Bn(g),气体的质量不相等，反应进行过程中密度在不断改变，当混合气体的密度不再改变时，反应达平衡状态，B不符合题意；C.0 2(g)和Bn(g)都是有色气体，当混合气体的颜色不再改变时，反应达平衡状态，C不符合题意；D.反应进行过程中，气体的物质的量不变，但质量在不断改变，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，反应达平衡状态，D不符合题意；E.在反应进行过程中，固体的质量在不断发生改变，当容器内固体的质量不再改变时，反答案第2页，共2 3页应达平衡状态，E 不符合题意；故选A。工业上用金属M g与 12反应制取M gh时，常加入少量水，水的加入，可迅速加快反应速率，
50、则水的作用是催化剂。100.00g X 14.35%AgCl(s)+Br(aq)AgBr(s)+Cl-(aq),(。-)=-:=0.1 m o l,溶液中 n(Br)=1 I J .J 1115.418x 10 xo Jm o|=3x 10-4mol,参加反应B r的物质的量为O.lmol,所以需要5.015 mo卜 U1.806x10-0的饱和KBr溶液的体积至少为电 吧 叶 J=0.0200L=20.00mL。答案为：Mgl25.015mol/LMgBr2MgC12MgF2；-117；A；催化剂；20.00；(2)将一定量的PCk(g)在 T、Po压强下发生反应：PCl5(g)PCl3(g