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1、2023届 高 考 化 学 一 轮 专 题 复 习-化 学 反 应 原 理 综 合 专 题 训 练 1.苯 乙 烯 作 为 一 种 重 要 的 基 础 有 机 化 工 原 料，广 泛 用 于 合 成 塑 料 和 橡 胶。工 业 以 乙 苯 为 原 料，通 过 如 下 反 应 I或 反 应 II制 取 苯 乙 烯。回 答 下 列 问 题：（1）工 业 常 采 用 乙 苯 脱 氢 的 方 法 制 备 苯 乙 烯，其 原 理 如 下：反 应 I：C6H5-CH2cH3（g）U C 6H5-CH=CH2（g）+H2（g）AHi 近 期 科 技 工 作 者 结 合 实 验 与 计 算 机 模 拟 结 果
2、，研 究 了 一 个 乙 苯 分 子 在 催 化 剂 表 面 脱 氢 制 苯 乙 烯 的 反 应，其 历 程 如 图 所 示（吸 附 在 催 化 剂 表 面 的 物 种 用*标 注）：2rC6卡 C H 2 c H 3(g)过 渡 态-0.15/0.94eV-.-0-73/1-1-1.09/-C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)1.35过 渡 态 2,/0.40 z 1.56eV丁、-0.21/|1.49eV-.,C6H5-CHCH2*+2H*C6H5-CH2cH2*+H*C6H5-CH2cH3*反 应 历 程 1-乙 苯 脱 氢 制 苯 乙 烯 反 应 的 焰 变 A H 产,该 反 应
3、 历 程 的 决 速 步 骤 反 应 方 程 式 为。在 高 温 恒 压 条 件 下，乙 苯 可 能 会 裂 解 产 生 积 碳 覆 盖 在 催 化 剂 的 表 面，使 催 化 剂“中 毒 因 此 在 原 料 气 中 通 入 水 蒸 气 的 目 的 是。在 温 度 为 550,总 压 恒 定 为 3 P的 密 闭 容 器 中 通 入 体 积 比 为 2：1 的 乙 苯（g）和 H?O（g）混 合 气 体 发 生 反 应，达 到 平 衡 时 乙 苯 的 转 化 率 为 a,计 算 反 应 的 压 强 平 衡 常 数 K p=。乙 苯 脱 氢 制 苯 乙 烯 的 反 应 往 往 伴 随 着 副 反
4、 应，生 成 苯、甲 苯 和 聚 苯 乙 烯 等。在 一 定 温 度 和 压 强 下，为 了 提 高 苯 乙 烯 的 选 择 性，应 当 _。（2）工 业 上 利 用 CO2氧 化 乙 苯 制 苯 乙 烯，其 原 理 为：反 应 n：C6H5-CH2cH3（g）+C O 2=C 6H5-CH=CH2（g）+CO+H2O（g）AH2=158.7kJ/molo 相 同 反 应 条 件 下，采 用 C O 2替 代 水 蒸 气 进 行 乙 苯 脱 氢 反 应，苯 乙 烯 生 产 能 耗 有 效 降 低，而 且 乙 苯 转 化 率 也 明 显 提 高。请 利 用 平 衡 原 理 分 析 乙 苯 转 化
5、 率 提 高 的 原 因。在 常 压 下,段 分 别 为 a、b、乙 苯 平 衡 转 化 率 随 温 度 变 化 的 关 系 如 图 所 示:100-1-1-1-600 700 800 900 1000反 应 温 度/K则 a、b、c的 大 小 关 系 为 o2.人 们 应 用 原 电 池 原 理 制 作 多 种 电 池，以 满 足 不 同 的 需 要。请 根 据 题 中 提 供 的 信 息，填 写 空 格。（1）如 图 利 用 氧 化 还 原 反 应 设 计 而 成 的 原 电 池：左 边 烧 杯 内 发 生 _（填“氧 化”或 还 原”）反 应。右 边 烧 杯 内 的 电 极 反 应 式
6、是。外 电 路 中 电 子 的 流 向 是。电 池 总 反 应 离 子 方 程 式 是。盐 桥 M 中 装 有 KC1溶 液 和 琼 脂，其 作 用 是 o HCOOH燃 料 电 池。研 究 HCOOH燃 料 电 池 性 能 的 装 置 如 图-2所 示，两 电 极 区 间 用 允 许 K+、通 过 的 半 透 膜 隔 物 质 A02 K2so4 电 池 负 极 电 极 反 应 式 为:放 电 过 程 中 需 补 充 的 物 质 A 为（填 化 学 式）。图-2所 示 的 HCOOH燃 料 电 池 放 电 的 本 质 是 通 过 HCOOH与 02的 反 应，将 化 学 能 转 化 为 电 能
7、，其 反 应 的 离 子 方 试 卷 第 2 页，共 19页程 式 为 O(3)CO无 色 无 味 有 毒，世 界 各 国 每 年 均 有 不 少 人 因 C O中 毒 而 失 去 生 命。一 种 C O分 析 仪 的 工 作 原 理 如 图 所 示，该 装 置 中 电 解 质 为 氧 化 钮 一 氧 化 钠(N A SIC O N),其 中 O%可 以 在 固 体 介 质 NAS1CON中 自 由 移 动。传 感 器 中 通 过 的 电 流 越 大，充 入 气 体 中 C O的 含 量 越 高，请 回 答：-co|传 感%|NASICON 空 气 a 极 电 极 反 应 式 为。工 作 时，
8、CP-由 电 极(填“a”或 b，下 同)向 电 极 移 动。(4)利 用 电 化 学 原 理，将 CO、O2和 熔 融 K2cO3制 成 燃 料 电 池，模 拟 工 业 电 解 法 处 理 含 Cr2。歹 的 废 水，如 图。电 解 过 程 中 溶 液 中 发 生 如 下 反 应：5 0 歹+6Fe2+1 4H+=2CN*+6Fe3+7 H20。(甲)含 5。洌 稀 H2s。4的 废 水(乙)如 图，C O在 石 墨 I 电 极 放 电 生 成 Y,Y 可 循 环 使 用。甲 池 工 作 时，石 墨 n 附 近 发 生 的 电 极 反 应 式 为 甲 中 消 耗 0.12m olC O,最
9、多 可 以 处 理 含 C r 2 O;m o l 的 废 水。3.工 业 合 成 氨 是 人 类 科 学 技 术 的 一 项 重 大 突 破，目 前 已 有 三 位 科 学 家 因 其 获 得 诺 贝 尔 奖，其 反 应 为：N2(g)+3H2(g)i2N H,(g)AH=-92.4kJ-mol AS=-200J-K-1-mol1 回 答 下 列 问 题：(1)合 成 氨 反 应 在 常 温 下(填 能 或“不 能”)自 发。(2)_ 温(填“高”或“低，下 同)有 利 于 提 高 反 应 速 率，_ 温 有 利 于 提 高 平 衡 转 化 率，综 合 考 虑 催 化 剂(铁 触 媒)活 性
10、 等 因 素，工 业 常 采 用 400 500。针 对 反 应 速 率 与 平 衡 产 率 的 矛 盾，我 国 科 学 家 提 出 了 两 种 解 决 方 案。(3)方 案 一：双 温-双 控-双 催 化 剂。使 用 Fe-TiC H，双 催 化 剂，通 过 光 辐 射 产 生 温 差(如 体 系 温 度 为 495 时，Fe的 温 度 为 547,而 T iC H y的 温 度 为 415)。热 Fe冷 T风 温 催 化 下 列 说 法 正 确 的 是 0a.氨 气 在“冷 Ti”表 面 生 成，有 利 于 提 高 氨 的 平 衡 产 率 b.N三 N在“热 Fe”表 面 断 裂，有 利
11、于 提 高 合 成 氨 反 应 速 率 c.“热 Fe”高 于 体 系 温 度，有 利 于 提 高 氨 的 平 衡 产 率 d.“冷 Ti”低 于 体 系 温 度，有 利 于 提 高 合 成 氨 反 应 速 率（4）方 案 二：M-LiH复 合 催 化 剂。10000c-!q 10000二 1000%8000V101O.CoNiCU-M眼 回 史 剂 化.-F e-L iH,Mn-LiH-C r-L iH.6000400020005（）100 150 200 250 300 35（）400 温 度/冤 下 列 说 法 正 确 的 是 Oa.300 时，复 合 催 化 剂 比 单 一 催 化 剂
12、 效 率 更 高 b.同 温 同 压 下，复 合 催 化 剂 有 利 于 提 高 氨 的 平 衡 产 率 c.温 度 越 高，复 合 催 化 剂 活 性 一 定 越 高（5）某 合 成 氨 速 率 方 程 为：v=kca（N2）cp（H2）cY（NH3）,根 据 表 中 数 据，户 实 验 c（N2）/m ol-E,c（H2）/m ol-E,c（NH3）/mol-Ev/mol L1-s11 m np q2 2m np 2q试 卷 第 4 页，共 1 9页3 m n O.lp lOq4 m 2nP2.828q在 合 成 氨 过 程 中，需 要 不 断 分 离 出 氨 的 原 因 为 Oa.有 利
13、 于 平 衡 正 向 移 动 b.防 止 催 化 剂 中 毒 c.提 高 正 反 应 速 率(6)某 种 新 型 储 氢 材 料 的 晶 胞 如 图，八 面 体 中 心 为 M 金 属 离 子，顶 点 均 为 NH，配 体；四 面 体 中 心 为 硼 原 子，顶 点 均 为 氢 原 子。若 其 摩 尔 质 量 为 188g.mo，则 M 元 素 为(填 元 素 符 号)；在 该 化 合 物 中，M 离 子 的 价 电 子 排 布 4.金 属 钛(Ti)在 航 空 航 天、医 疗 器 械 等 工 业 领 域 有 着 重 要 用 途，目 前 生 产 钛 的 方 法 之 一 是 将 金 红 石(Ti
14、C2)转 化 为 TiCl4,再 进 一 步 还 原 得 到 钛。回 答 下 列 问 题：(I)TiC)2转 化 为 TiCL有 直 接 氯 化 法 和 碳 氯 化 法。在 1000C时 反 应 的 热 化 学 方 程 式 及 其 平 衡 常 数 如 下：(i)直 接 氯 化：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)AH,=172kJ-mol-1,Kp l=1.Ox IO2(ii)碳 氯 化：TiO?(s)+2Cl式 g)+2C(s)=TiCL(g)+2CO(g)AH2-5 1 k J moF,Kp2=1.2xlOl2Pa 反 应 2C(s)+O2(g)=2CO(g)的 A
15、 H为 kJ.mol,Kp=Pa,碳 氯 化 的 反 应 趋 势 远 大 于 直 接 氯 化，其 原 因 是。对 于 碳 氯 化 反 应：增 大 压 强，平 衡 移 动(填“向 左”“向 右”或 不”)；温 度 升 高，平 衡 转 化 率(填”变 大，“变 小，或“不 变，)。在 L O x lO P a,将 TiO?、C、以 物 质 的 量 比 1：2.2：2 进 行 反 应。体 系 中 气 体 平 衡 组 成 比 例(物 质 的 量 分 数)随 温 度 变 化 的 理 论 计 算 结 果 如 图 所 示。0.7 反 应 C(s)+C O g)=2CO(g)的 平 衡 常 数 Kp(1400
16、)=Pa。图 中 显 示，在 200c平 衡 时 TiO?几 乎 完 全 转 化 为 TiCl4，但 实 际 生 产 中 反 应 温 度 却 远 高 于 此 温 度，其 原 因 是 T 0 碳 氯 化 是 一 个“气 固 固”反 应，有 利 于 TiO?-C“固 固，接 触 的 措 施 是。5.TiO?和 TiCl 均 为 重 要 的 工 业 原 料。已 知：TiCl4(g)+O2(g)T i O2(s)+2C1,(g)AW,=-175.4 kj.moL I2c+C)2(g)U 2co(g)A W2=-220.9kJ mor II请 回 答 下 列 问 题：(l)TiCg)与 CO(g)反 应
17、 生 成 TiOz(s)、C(s)和 氯 气 的 热 化 学 方 程 式 为 o 升 高 温 度 对 该 反 应 的 影 响 为 _ O(2)若 反 应 II的 逆 反 应 的 活 化 能 为 EkJ.mor1,则 E(填，或=)220.9。(3)t 时，向 10L恒 容 密 闭 容 器 中 充 入 ImolTiC-和 2moi。2,发 生 反 应 I。5min时 达 到 平 衡，测 得 TiO?的 物 质 的 量 为 0.2mol。05min内，用 C1?表 示 的 反 应 速 率 丫(。2)=。TiCl4的 平 衡 转 化 率 为。下 列 措 施，既 能 加 快 逆 反 应 速 率 又 能
18、 增 大 TiCl,的 平 衡 转 化 率 的 是(填 字 母)。A.缩 小 容 器 容 积 B.加 入 催 化 剂 C.分 离 出 部 分 Tit)?D.增 大。2浓 度 6.碳 化 学 是 以 分 子 中 只 含 一 个 碳 原 子 的 化 合 物 为 原 料 生 产 化 工 产 品 的 方 法。合 成 气(CO和 H?的 混 合 气 体)是 一 碳 化 学 的 重 要 原 料，焦 炭 与 水 蒸 气 在 刚 性 密 闭 容 器 中 会 发 生 如 下 两 个 反 应：试 卷 第 6 页，共 19页I：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)II：co(g)+H2O(g)C O2(g)
19、+H,(g)下 表 是 几 种 物 质 的 标 准 生 成 热(由 对 应 稳 定 单 质 生 成 Imol某 种 物 质 的 焰 变 叫 做 该 物 质 的 标 准 生 成 热)。物 质 C(s)H2O(g)c o(g)H2(g)标 准 生 成 热/5 m o L0.0-241.8-110.5 0.0(1)反 应 I 的 焙 变=kJ.mof1(2)若 在 绝 热 恒 容 容 器 中 仅 发 生 反 应 H,则 下 列 事 实 能 说 明 反 应 达 到 平 衡 状 态 的 是。A.容 器 内 气 体 的 压 强 不 变 B.容 器 内 温 度 不 变 C.容 器 内 气 体 的 密 度 不
20、 再 改 变 D.容 器 内 气 体 的 平 均 相 对 分 子 质 量 不 变 已 知 反 应 H 的 正 反 应 速 率 丫 正=般.p C O A p W q),逆 反 应 速 率 丫 逆=同.p(cc)2)-p(H2),&正、斯 分 别 为 正、逆 反 应 速 率 常 数，1g左(表 示%或)与 温 度 器 的 关 系 如 图 所 示，其 中 直 线 a、b 分 别 表 示 匕 E、%随 温 度 的 变 化。升 高 温 度，反 应 II的 平 衡 常 数 K(填“变 大”或“变 小”或“不 变”)。(4)在 上 图 A 点 对 应 的 温 度 下，向 某 刚 性 密 闭 容 器 中 加
21、 入 足 量 焦 炭 和 一 定 量 水 蒸 气，同 时 发 生 反 应 I和 反 应 II,已 知 起 始 时 容 器 内 压 强 为 8OkPa,10分 钟 后 体 系 达 到 平 衡 状 态，容 器 内 压 强 变 为 lOOkPa。平 衡 时 C O 的 分 压 p(C O)=k P a,平 衡 时 水 蒸 气 的 转 化 率 为%。进 一 步 提 高 水 蒸 气 平 衡 转 化 率 的 方 法 有、(写 两 种 不 同 的 方 法)。7.硫 酸 的 消 费 量 常 用 来 衡 量 一 个 国 家 工 业 发 展 水 平。其 中 SO2的 催 化 氧 化 是 重 要 的 一 步，其 反
22、 应 为:2SO2(g)+O2(g)=i2SO3(g)AH=-196kJ/mol0 回 答 下 列 问 题：(1)SO?催 化 氧 化 反 应 在 _温 下 自 发(填“高”或 低，下 同)，_ 压 有 利 于 提 高 反 应 速 率，压 有 利 于 提 高 平 衡 转 化 率。根 据 下 表 数 据(450 条 件 下 测 得)阐 述 实 际 工 业 生 产 选 择 O.IMPa的 理 由:压 强 O.IMPa 0.5MPa IMPa 5MPa lOMPa平 衡 时 S 2的 转 化 率 97.5%98.9%99.2%99.6%99.7%(2)科 研 人 员 使 用 CaCO：为 基 础 固
23、 硫 材 料，复 合 不 同 的 催 化 剂(V2O5、V2O5-MnOr VzCV G eO j催 化 SO?向 S O,的 转 化。同 时 研 究 了 不 同 温 度 下 使 用 三 种 催 化 剂 对 CaCC3固 硫 效 率(用 单 位 时 间 SC2转 化 率 表 示)的 影 响，结 论 如 下 图:求 福 衰 w/dsI.仅 使 用 CaCOa而 不 使 用 催 化 剂 获 得 的 X 线 的 实 验 目 的 是 I I.下 列 有 关 说 法 正 确 的 是 V2O5-MnO2a.三 种 催 化 剂 中 V2O5催 化 剂 效 率 最 低 b.同 温 同 压 下，使 用 复 合
24、催 化 剂 有 利 于 提 高 SO,的 平 衡 产 率 c.如 图 为 VaOs-MnO?为 催 化 剂 时 的 反 应 机 理，由 图 可 知 Mn4 比 M n更 易 获 得 电 子 d.温 度 越 高 一 定 越 有 利 于 催 化 剂 催 化 效 率 的 提 升(3)某 S 0?催 化 氧 化 生 成 SO3反 应 的 速 率 方 程 为：v=k p S O j p O j(S O3),根 据 表 中 数 据，p=实 验 p(SO2)/kPa p(O2)/kPa p(SO J/k P av/kPa-11 m np q2 2m np2q试 卷 第 8 页，共 1 9页3 m n O.l
25、p lOq4 m 2nP1.414q(4)某 种 晶 型 的 MnO?晶 胞 如 图，A 位 置 的 元 素 为(填 元 素 符 号)。8.丙 烯 是 重 要 的 有 机 合 成 原 料。由 丙 烷 制 备 丙 烯 是 近 年 来 研 究 的 热 点，主 要 涉 及 如 下 反 应。反 应 i：2c3H8(g)+C)2(g)=i2 c 3 H(,(g)+2 H q(g)AH,=-235kJ-m or反 应 ii：2C3H8(g)+7O2(g)6 C O(g)+8H2O(g)AH2=-2742kJ moE1回 答 下 列 问 题：反 应：2C3H6(g)+6O2(g)？=i6 C O(g)+6H
26、2O(g)&=。(2)在 刚 性 绝 热 容 器 中 发 生 反 应 i,下 列 能 说 明 已 达 到 平 衡 状 态 的 有(填 标 号)。A.每 断 裂 1 mol 0=0 键，同 时 生 成 4 molO-H键 B.容 器 内 温 度 不 再 变 化 C.混 合 气 体 的 密 度 不 再 变 化 D.(C3H8)=(C3H6)(3)在 压 强 恒 定 为 100 k P a条 件 下，按 起 始 投 料(C3H8)：”(02)=2：1,匀 速 通 入 装 有 催 化 剂 的 反 应 器 中 发 生 反 应 i 和 反 应 i i,其 中 不 同 温 度 下 丙 烷 和 氧 气 的 转
27、 化 率 如 图。线(填 或“L2”)表 示 丙 烷 的 转 化 率。温 度 高 于 T iK后 曲 线 L2随 温 度 升 高 而 降 低 的 原 因 为。当 温 度 高 于(填“T/域 F”)时，可 判 断 反 应 i i不 再 发 生，a 点 对 应 的 温 度 下，丙 烯 的 分 压p（C3H6）=.kPa（保 留 3 位 有 效 数 字，下 同），反 应 i的 平 衡 常 数 K二 O（已 知：分 压 p 分=总 压 X该 组 分 物 质 的 量 分 数，对 于 反 应 dD（g）+eE（g）=i g G（g）+hH（g）,K/K zPG.PH、P总 J IP总 h、d（、ePD.，
28、其 中 PG、PH、PD、PE 为、P总，反 应 平 衡 时 各 组 分 的 分 压）（4）丙 烷 在 碳 纳 米 材 料 上 脱 氢 的 反 应 机 理 如 图。已 知 三 步 反 应 的 活 化 能:反 应 i 反 应 ni 反 应 n。则 催 化 过 程 的 决 速 反 应 为（填“反 应 i”“反 应 n”或“反 应 n r）09.C、C O、是 常 见 还 原 剂。不 同 的 反 应，选 择 合 理 的 还 原 剂 以 达 到 不 同 的 工 艺 意 图。工 业 上 常 见 几 种 还 原 反 应 如 下:反 应 I：C O（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）AH,=-41k
29、Jmor反 应 II：C O（g）+FeO=CC2（g）+Fe（s）AH2反 应 III：H2（g）+FeO（s）H2O（g）+Fe（s）AH 3反 应 IV：M g O（s）+C（s）=i M g（s）+CO（g）A/4=+491kJ-mor反 应 V：H2（g）+I2（g）=2 H I（g）回 答 下 列 问 题。从 AG=AH-TAS的 角 度，说 明 反 应 I 自 发 进 行 的 可 能 性:（2）其 他 条 件 不 变，分 别 测 定 C O 还 原 FeO、凡 还 原 FeO反 应 体 系 中，平 衡 时 H?、C O 体 积 分 数 与 温 度 的 关 系 如 图 所 示。关
30、于 该 类 还 原 反 应，有 关 说 法 不 正 确 的 是 试 卷 第 10页，共 19页B.温 度 越 低，也 还 原 生 成 铁 所 需 的 H?的 浓 度 越 大 C.若 还 原 FeO活 化 能 相 对 较 小，则 C O-也 混 合 气 体 系 中 的 还 原 FeO速 率 由 Ha+FeOFe+Hq决 定 D.4H2(g)+FeQ/s)=3Fe+4也 0 信)宜 在 低 温 下 进 行 结 合 反 应 I及 图 示 信 息，说 明 随 温 度 升 高，在 平 衡 体 系 中，也 与 C O 还 原 FeO的 能 力 发 生 变 化 的 原 因：计 算 576C反 应 III的
31、平 衡 常 数 K=。根 据 反 应 IV,在 如 图 中 分 别 画 出 C(s)f CO(g)、Mg(s)f MgO(s)的 能 量 变 化，并 进 行 必 要 的 标 注。lmolC(s)或 M g(8)反 应 过 程(4)已 知 基 元 反 应/A+B-P 的 速 率 方 程 可 表 示 为：n=h(Ac(B)(k为 速 率 常 数，下 同)。碰 撞 理 论 研 究 发 现，大 多 数 化 学 反 应 并 不 是 经 过 简 单 的 碰 撞 就 能 完 成，往 往 需 经 过 多 个 反 应 步 骤 才 反 应 过 程 能 实 现。用 H?还 原 4 合 成 HI的 反 应 k+H2=
32、2HI实 际 上 经 过 两 步 基 元 反 应 完 成 的：%2 卜(快)21 旬 凡)一 2Hl(慢)已 知 快 反 应 近 似 平 衡 态。若 在 温 度 为 T 下，c(l2)=moLU,f(H2)=/?m o l U1o写 出 T 下 1+凡=2用 反 应 的 速 率 方 程：v=(用 含 尤、白、&3、a、b 的 代 数 式 表 示)10.碳 以 及 碳 的 化 合 物 在 生 活 中 应 用 广 泛。利 用 CO?合 成 甲 醇 不 仅 能 够 使 二 氧 化 碳 得 到 有 效 合 理 的 利 用，也 能 解 决日 益 严 重 的 能 源 危 机。由 CO：合 成 甲 醇 的
33、过 程 可 能 涉 及 如 下 反 应：反 应 I：CO2(g)+3H2(g)Q C H 30H(g)+H20(g)AHi=-49.58 kJ-mol-1反 应 n：CO2(g)+H2(g)=C O(g)+H 2O(g)AH2=+41.19kJ mor反 应 III：CO(g)+2H2(g)=C H 30H(g)AHa回 答 下 列 问 题：(1)将 一 定 量 的 H2和 CO2充 入 恒 容 密 闭 容 器 中 并 加 入 合 适 的 催 化 剂，发 生 反 应 I、II、III。测 得 不 同 温 度 下 体 系 达 到 平 衡 时 CO2的 转 化 率(a)及 甲 醇 的 产 率(b)
34、如 图 所 示。%/芟 与 义 圈 务 00决/希 世 gHOffoi 该 反 应 达 到 平 衡 后，为 同 时 提 高 反 应 速 率 和 甲 醇 的 生 成 量，以 下 措 施 一 定 可 行 的 是(填 字 母)。A.改 用 高 效 催 化 剂 B.升 高 温 度 C.分 离 出 甲 醇 D.增 加 CO?浓 度 据 图 判 断,当 温 度 高 于 260 后,C O的 浓 度 随 着 温 度 的 升 高 而(填“增 大”“减 小”“不 变”或“无 法 判 断”),其 原 因 是 o(2)一 定 条 件 下，在 2 L 的 恒 容 密 闭 容 器 中 充 入 一 定 量 的 氏 和 C
35、O2(假 设 仅 发 生 反 应 I)。测 得 在 反 应 物 起 始 投 入 量 不 同 时，CO2的 平 衡 转 化 率 与 温 度 的 关 系 如 图 所 示。450 500 550 600 650 700 750 800 850温 度/K反 应 物 起 始 投 入 量：曲 线 I：n(H2)=3 moh n(CO2)=1.5 mol曲 线 II：n(H2)=3 mol,n(CCh)=2 moi 根 据 图 中 数 据 判 断，要 使 CCh平 衡 转 化 率 大 于 4 0%,以 下 条 件 中 最 合 理 的 是 A.n(H2)=3 mol,n(CO2)=2.5 mol；550 K试
36、 卷 第 1 2页，共 1 9页B.n(H2)=3 mol,n(CO2)=1.6 mol；550 KC.n(H2)=3 mol,n(CCh)=1.9 mol；600 KD.n(H2)=3 moh n(CO2)=1.5 mol；650 K 请 选 择 图 中 数 据 计 算 500 K 时 反 应 I 的 平 衡 常 数 K=。1 1.自 发 热 材 料 在 生 活 中 的 应 用 日 益 广 泛。某 实 验 小 组 为 探 究“小。-4-凡 0”体 系 的 发 热 原 理，在 隔 热 装 置 中 进 行 了 下 表 中 的 五 组 实 验，测 得 相 应 实 验 体 系 的 温 度 升 高 值
37、(7)随 时 间 的 变 化 曲 线，如 图 所 示。实 验 编 号 反 应 物 组 成 a0.20g ChO粉 末 5.0mL H2b 5g A l粉 5.0mL 乩。c015g A/粉 5.0/地 饱 和 石 灰 水 d015g A/粉 5.0 山 石 灰 乳 e0 1 5g 4 粉.2 g 粉 末 5.0mL H2O回 答 下 列 问 题：(1)已 知：。/0($)+乩 0(1)=Ca(OH(s)SHi=-65AlkJ-mol-Ca(。)，(s)=Ca2+aq)+2OH-aq)H2=-16.73口 ino尸 A/(s)+?”()+3HQ(l)=4(0)/(a)+-H2(g)AH3=-41
38、5.0V-wo/-则 0 6)+24/3)+7也 0(1)=6，(的)+24(04)4丁 初)+3凡 伍)的 A a=kJ-mor(2)温 度 为 T 时，Kwc”(OH)J=x,则 C M。)?饱 和 溶 液 中 c(O H-)=(用 含 x 的 代 数 式 表 示)。(3)实 验 a 中，4min后 A T 基 本 不 变，原 因 是。(4)实 验 b 中，A T 的 变 化 说 明 A1粉 与 H20 在 该 条 件 下(填“反 应”或 不 反 应”)。实 验 c 中，前 3min的 AT有 变 化，其 原 因 是;3min后 基 本 不 变，其 原 因 是 微 粒 的 量 有 限。(5
39、)下 列 说 法 不 能 解 释 实 验 d 在 lOmin内 温 度 持 续 升 高 的 是(填 标 号)。A.反 应 的 发 生 促 使 反 应 平 衡 右 移 B.反 应 的 发 生 促 使 反 应 平 衡 右 移 C.气 体 的 逸 出 促 使 反 应 向 右 进 行 D.温 度 升 高 导 致 反 应 速 率 加 快(6)归 纳 以 上 实 验 结 果，根 据 实 验 e 的 特 征，用 文 字 简 述 其 发 热 原 理 o12.汽 车 尾 气 中 的 C O、NOx是 大 气 污 染 物。我 国 科 研 工 作 者 经 过 研 究，可 以 用 不 同 方 法 处 理 氮 的 氧
40、化 物，防 止 空 气 污 染。回 答 下 列 问 题：(1)已 知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)A H=+180kJ-mor4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)AH=-906kJ-mor请 写 出 NH3将 N O 转 化 成 无 毒 物 质 的 热 化 学 方 程 式：o试 卷 第 14页，共 19页(2)工 业 上 一 种 除 去 N O 的 一 种 反 应 机 理 如 图 所 示:oV-OHV-0.5H2O0.250,一 HIOIWHIOIW该 反 应 的 化 学 方 程 式 为：。(3)利 用 比 还 原 N O 的 反 应 2H2(g)+2NO(g)U
41、N2(g)+2H2O(g)的 速 率 方 程 为 v=kc(H2)cP(NO),该 反 应 在 不 同 条 件 下 的 反 应 速 率 如 下:温 度 c(H2)/molL-1c(NO)/mol-L-反 应 速 率 T,0.1 0.1 VT,0.3 0.1 3vTi 0.2 0.2 8v则 速 率 方 程 中，a=；P=。(4)科 研 人 员 进 一 步 研 究 了 在 C(s)+2NO(g)UN2(g)+CO2(g)反 应 中，活 性 炭 搭 载 钙、锢 氧 化 物 的 反 应 活 性 对 比。在 三 个 反 应 器 中 分 别 加 入 C、CaO/C、La2O3/C,通 入 N O 使 其
42、 浓 度 达 到 0.1 m o l L-1不 同 温 度 下，测 得 2 小 时 时 N O 去 除 率 如 图 所 示：r00%、树 差 出 ON0008642O0-1-1-1-1200 300 400 500 600 700Z7 据 图 分 析，490 以 下 反 应 活 化 能 最 小 的 是(用 a、b、c 表 示)。490 时 的 反 应 速 率 v(NO尸 mol-LH-hH1 3.利 用 CO2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
43、术 是 很 好 的 一 个 研 究 方 向。主 反 应：2co2(g)+6H2(g)熊”CH30cH3(g)+3H2O(g)Hi=-122.54kJ moH副 反 应:CO2(g)+H2(g)CO(g)的 燃 烧 热 HH 分 别 为-285.8kJ moH、-283.0kJ m olL H2O(l)=H2O(g)H=+44kJmorl,则 1=kJ/mol。其 他 条 件 相 同 时，反 应 温 度 对 CO2平 衡 转 化 率 影 响 如 图 所 示。CO2平 衡 转 化 率 随 温 度 的 升 高 先 减 小 后 增 大 的 原 因%榔 7部 00200 220 240 260 280
44、300 320 温 曲。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)：(CO2)：n(H2)=l：5：2 0,反 应 平 衡 时 测 得 CO2的 转 化 率 为 20%,二 甲 醛 的 选 择 性 为 80%(已 知 二 甲 醛 的 选 择 牛 成 性 一 扁 甲 酬 焉 的 C泊 O物 温 质 湍 的 量=X100%),则 副 反 应 CO2(g)+H2(g)峰 为 CO(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)。(2)利
45、用 CO2合 成 甲 醇 也 是 有 效 利 用 CO2资 源 的 重 要 途 径。将 原 料 气(CO?)：n(H2)=l：3 充 入 某 一 恒 容 密 闭 容 器 中，只 发 生 CO2(g)+3H2(g)为 CH3OH(g)+H2O(g)丛 0,在 不 同 催 化 剂 作 用 下，反 应 tm in时 CO2的 转 化 率 随 温 度 的 变 化 如 图 所 示。试 卷 第 1 6页，共 1 9页%#、)灌 6。催 化 剂 I 催 化 剂 nTi T2 T3 T4 T5 温 度/K 下 列 说 法 正 确 的 是 oA.使 用 催 化 剂 I 时，d 点 已 达 到 平 衡 B.T3K
46、的 平 衡 常 数 大 于 T4K的 平 衡 常 数 C.若 a 点 时，V(H2%=3V(CH3OH)逆，则 此 条 件 下 反 应 已 达 到 最 大 限 度 D.c 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(CO?)：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 CO2的 平 衡 转 化 率 变 化 曲 线。(3)水 煤 气 变 换 反 应 的 机
47、 理 被 广 泛 研 究，其 中 有 一 种 为 假 基 机 理，某 催 化 剂 催 化 CO*+H2O*噜 CO2*+H2(g)(*表 示 吸 附 态、Ea表 示 活 化 能)步 骤 如 下：LH20*T 0H*+H*Eai=141.7kJ/molI I.E a 2=3 9.5 k J/m o lHI.COOH*一 CCh*+H*Ea3=132.1 kJ/molI V.E a 4=9 7.4 k J/m o l 请 补 充 其 中 的 一 个 反 应 式：I I。反 应 CO*+H2O*篷”CO2*+H2(g)的 决 速 步 骤 是(填 序 号)。1 4.丙 烷 脱 氢 氧 化 是 丙 烷
48、脱 氢 制 丙 烯 技 术 的 进 一 步 发 展，反 应 过 程 中 伴 有 生 成 甲 烷、乙 烷 等 物 质 副 反 应，涉 及 反 应 如 下：主 反 应 I：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)AH,=+124.3 kJ m o r1副 反 应 I I：C3H8(g)C H4(g)+C2H4(g)AH,峪=+135.4J K-Lm oLIII：C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)AH3=-136.9kJ m o r1IV：C3H8(g)+H2(g)0 C G(g)+C2H6(g)=-55.6 kJ.moK1(1)判 断 反 应 I I自 发 进 行 可 用 AG=A H-T
49、A S来 表 述，若 A G 0,反 应 能 自 发 进 行。反 应 I 在 1000K时 能 自 发 进 行 的 理 由 o(要 列 出 计 算 过 程)(2)若 仅 考 虑 主 反 应 I,一 定 温 度 下，向 恒 压 密 闭 容 器 中 通 入 一 定 量 丙 烷，反 应 后 测 得 的 组 分 的 平 衡 压 强(即 组 分 的物 质 的 量 分 数 x总 压）为：p（C,H8）=0.25MPa,p（H2）=0.75MPa 该 温 度 下 反 应 的 平 衡 常 数 Kp的 数 值 为。（单 位 用 M P a,保 留 3 位 有 效 数 字）平 衡 时 丙 烷 的 转 化 率 为。
50、（3）对 于 反 应 I,某 课 题 组 研 究 设 计 一 套 丙 烷 连 续 催 化 脱 氢 装 置 如 图。丙 烷 阶 段 一 阶 段 二 阶 段 三 将 Imol丙 烷（温 度 为 590）以 恒 定 的 流 速 依 次 逐 个 通 过 三 个 相 同 的 装 置，画 出 丙 烯 的 产 率 随 着 时 间 的 变 化 阶 段 二 和 阶 段 三 的 图 像。（每 个 阶 段 反 应 均 未 达 到 平 衡）丙 烯 产 率 阶 段 一 阶 段 二 阶 段 二 时 间 为 提 高 丙 烯 的 产 率，向 a、b 管 中 同 时 通 入 适 量 的。2,需 要 适 量 0?的 理 由 是