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1、专题十五化学反应原理综合题目录：2023年真题展现真题考查解读近年真题对比命题规律解密名校模拟探源易错易混速记1(2023全国甲卷)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：3O2g=2O3g K1 H1=285kJmol-12CH4g+O2g=2CH3OH l K2 H2=-329kJmol-1反应CH4g+O3g=CH3OH l+O2g的H3=kJmol-1，平衡常数K3=(用K1、K2表示)。(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310
2、K下(其他反应条件相同)进行反应MO+CH4=M+CH3OH，结果如下图所示。图中300K的曲线是(填“a”或“b”。300K、60s时MO+的转化率为(列出算式)。(3)MO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。1化学反应原理综合题-2023年高考化学真题题源解密（全国通用）()步骤和中涉及氢原子成键变化的是(填“”或“”)。()直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线(填“c”或“d”)。()MO+与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DODCHD2OH(填“”“
3、IIIC.三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：tIIItIItI4(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡：M+LML K1ML+LML2 K2研究组配制了L起始浓度c0(L)=0.02molL-1、M与L起始浓度比c0(M)/c0(L)不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。c0(M)/c0(L)S(L)S(ML)S ML201.0000ax0.010.64b0.010.4
4、00.60【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“0.01”表示未检测到。c0(M)/c0(L)=a时，x=。c0(M)/c0(L)=b时，平衡浓度比c平ML2:c平(ML)=。(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当c0(L)=1.010-5molL-1时，测得平衡时各物种c平/c0(L)随c0(M)/c0(L)的变化曲线如图。c0(M)/c0(L)=0.51时，计算M的平衡转化率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。5(2023山东卷)一定条件下，水气变换反应CO+H2OCO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶
5、液在密封石英管中的分子反应：HCOOHCO+H2O(快)HCOOHCO2+H2慢研究发现，在反应、中，H+仅对反应有催加速作用；反应速率远大于反应，近似认为反应建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：(1)一定条件下，反应、的焓变分别为H1、H2，则该条件下水气变换反应的焓变H=(用含H1、H2的代数式表示)。(2)反应正反应速率方程为：v=kc H+c HCOOH，k为反应速率常数。T1温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为xmolL-1时，H+浓度为molL-1，此时反应应速率v=molL-1h-1(用含Ka、x和k的代数式表示)。(3)
6、T3温度下，在密封石英管内完全充满1.0molL-1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70molL-10.16molL-1，反应达平衡时，测得H2的浓度为ymolL-1。体系达平衡后c COc CO2=(用含y的代数式表示，下同)，反应的平衡常数为。5相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有0.10molL-1盐酸，则图示点a、b、c、d中，CO的浓度峰值点可能是(填标号)。与不同盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度(填“增大”“减小”或“不变”)，c COc
7、 HCOOH的反应(填“增大”“减小”或“不变”)。6(2023北京卷)尿素 CO NH22合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。(1)十九世纪初，用氰酸银 AgOCN与NH4Cl在一定条件下反应制得CO NH22，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是。(2)二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：CO2和NH3生成NH2COONH4；NH2COONH4分解生成尿素。结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是(填序号)。a活化能：反应”“”“0C.加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离D.H原子在Pd膜表面上结合为H2的过程为放热反
8、应同温同压下，等物质的量的CO和H2O通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反14应器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中H2的质量比为。(3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。固体电解质采用(填“氧离子导体”或“质子导体”)。阴极的电极反应式为。同温同压下，相同时间内，若进口处n(CO)：n(H2O)=a：b，出口处气体体积为进口处的y倍，则CO的转化率为(用a，b，y表示)。15(2022湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1
9、molH2O(g)，起始压强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气：.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H1=+131.4kJmol-1.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2=-41.1kJmol-1下列说法正确的是；A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应的平衡逆向移动B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡C.平衡时H2的体积分数可能大于23D.将炭块粉碎，可加快反应速率反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。此时，整个体系(填“吸收”或“放出”)热量kJ，反应的平衡常数Kp=(以分压表示，分压=总压物质的量分数)。(2)
10、一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，则该溶液的pH=(该温度下H2CO3的Kal=4.610-7,Ka2=5.010-11)；再生塔中产生CO2的离子方程式为；利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极反应式为。16(2022山东卷)利用-丁内酯(BL)制备1，4-丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃15(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：已知：反应为快速平衡，可认为不受慢反应、的影响；因反应在高压H2氛围下进行，故H2压强近似等于总压。回答下列问题：(1)以5.010-3molBL或BD为初始原
11、料，在493K、3.0103kPa的高压H2氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热XkJ；以BD为原料，体系从环境吸热YkJ。忽略副反应热效应，反应焓变H 493K,3.0103kPa=kJmol-1。(2)初始条件同上。xi表示某物种i的物质的量与除H2外其它各物种总物质的量之比，xBL和xBD随时间t变化关系如图甲所示。实验测得XY，则图中表示xBL变化的曲线是；反应平衡常数Kp=kPa-2(保留两位有效数字)。以BL为原料时，t1时刻xH2O=，BD产率=(保留两位有效数字)。(3)xBD/xBLmax为达平衡时xBD与xBL的比值。493K,2.510
12、3kPa、493K,3.5103kPa、513K,2.5103kPa三种条件下，以5.010-3molBL为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，xBD/xBLxBD/xBLmax随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，xBD/xBLmax最大的是(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到xBD/xBLxBD/xBLmax=1.0所需时间更长，原因是。17(2021全国乙卷)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相
13、似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现，该元素是。(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8时平衡常数Kp=1.0104Pa2，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8，碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa，则pICl=kPa，反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=(列出计算式即可)。(3)McMorris测定和计算了在136180范围内下列反应的平衡常数Kp。162NO(g)+2ICl(g)2NOCl
14、(g)+I2(g)Kp12NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)Kp2得到lgKp11T和lgKp21T均为线性关系，如下图所示：由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的H0(填“大于”或“小于”)反应2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=(用Kp1、Kp2表示)：该反应的H0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程。(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：NOCl+hv NOClNOCl+NOCl 2NO+Cl2其中hv表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收mol光子。18(20
15、21全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)H1=+41kJmol-1CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)H2=-90kJmol-1总反应的H=kJmol-1；若反应为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是(填标号)，判断的理由是。A.B.17C.D.(2)合成总反应在起始物n H2/n CO2=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(CH3O
16、H)，在t=250下的x CH3OHp、在p=5105Pa下的x CH3OHt如图所示。用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=；图中对应等压过程的曲线是，判断的理由是；当x CH3OH=0.10时，CO2的平衡转化率=，反应条件可能为或。19(2021山东卷)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：反应：+CH3OHK1H1反应：+CH3OHK2H2反应：K3H3回答下列问题：(1)反应、以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断，A和B中相对稳定的是_(用系统命名法命
17、名)；H1H2的数值范围是(填标号)。18A.1(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为。已知反应的平衡常数Kx3=9.0，则平衡体系中B的物质的量为mol，反应的平衡常数Kx1=。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应的化学平衡将_(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)：c(CH3OH)=。(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。
18、代表B的变化曲线为_(填“X”或“Y”)；t=100s时，反应的正反应速率v正_逆反应速率v逆(填“”“”或“=)。【答案】2-甲基-2-丁烯D0.910 1-1+2逆向移动1:10X”、“b)若CH3CH=CH2(g)+H2O(g)CH3CH(OH)CH3(g)H，该反应逆反应的活化能为ckJmol-1，则正反应的活化能为kJmol-1(用含a、b、c的代数式表示)。(2)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)+12O2(g)C3H6(g)+H2O(g)H”或“”)，原因是。M点时，O2的转化率是(保留三位有效数字)。(3)在HZSM-5催化下用甲醇可制取丙烯，反应为3CH3OH(g)C
19、3H6(g)+3H2O(g)H，一定温度下，向2L恒容密闭容器中通入3molCH3OH(g)，平衡时，n(C3H6)=0.6mol，下列说法正确的是(填字母)。A.HZSM-5能提高该反应的平衡转化率B.达到平衡时，再向容器中通入1.5molCH3OH(g)，重新达到平衡时C3H6的浓度增大C.达到平衡后，再通入物质的量均为0.6mol的CH3OH(g)、C3H6(g)、H2O(g)，此时平衡逆向移动D.若起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3molCH3OH(g)，平衡时，n(H2O)=1.6mol，则H”“”“=”或“不能确定”)。若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡
20、(填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的H。(3)氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为N2g+3H2g2NH3g，在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数()如图所示。其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是若在250、p1为105Pa的条件下，反应达到平衡，此时B点N2的分压p N2为Pa(分压=总压物质的量分数，保留一位小数)。25(2023湖南郴州统考三模)将煤炭转化为烯烃(乙烯、丙烯等)既可以减少CO2的排放，又可以制备重要的化
21、工原料。该过程先转化为二甲醚CH3OCH3，再转化为烯烃。(1)制备二甲醚的主要反应：反应：C s+H2O gCO g+H2gH1=+131.3kJmol-1反应：CO g+2H2gCH3OH gH2=-547.4kJmol-1反应：2CH3OH gCH3OCH3g+H2O gH3=+85.2kJmol-124“反应”能自发进行的条件是(填“高温”“低温”或“任意温度”)。某反应X的平衡常数表达式为Kp=p CH3OCH3p COp3H2，则反应X的热化学方程式为。(2)二甲醚制备烯烃的主要反应：反应：2CH3OCH3gC2H4g+2CH3OH gH4=+196.3kJmol-1反应：C2H4
22、g+CH3OCH3gC3H6g+CH3OH gH5=-48.1kJmol-1该反应过程常用的催化剂有两种，ZSM-5以及SAPO-34，它们都是多孔笼状结构，ZSM-5笼状孔径约为0.55nm，SAPO-34约为0.4nm。相同条件下，催化剂SAPO-34反应(如图1)获得的产物中，n(C2H4):n(C3H6)更大的原因是。一定温度下，在体积为1L的密闭容器中投入2mol CH3OCH3发生“反应”和“反应”，初始总压为po，反应到达平衡时总压为1.2po，且n(C2H4):n(C3H6)=1:1。则平衡时体系CH3OCH3转化率(CH3OCH3)=。“反应”的平衡常数Kp=。(3)用下图装
23、置电解二氧化碳可制取甲醇，控制在一定温度左右，持续通入二氧化碳，电解过程中HCO3-物质的量基本不变。a是电源的极，阴极电极反应式为。26(2023广西柳州统考三模)二氧化碳加氢合成甲醇是化学固碳的一种有效途径，不仅可以有效减少空气中的CO2排放.还可以制备出甲醇清洁能源。在CO2转化为甲醇过程中，伴随有副反应发生，因此常使用催化剂调节控制反应。科学研究者结合实验与计算机模拟，研究了CO2与H2分别在Zn/Cu、ZnO/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程(如图1所示)，其中ts-n表示过渡态。25回答下列问题：(1)图1表示的反应中，若每生成1mol甲醇，反应物与生成物总能量差
24、为58kJ，则反应的热化学方程式为，从反应原理分析，下列更利于该反应进行的条件是(填标号)。a.高压、高温 b.高压低温 c.低压、高温 d.低压低温已知CO2和H2可发生副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H=+41kJmol-1部分相关化学键的键能数据如表：化学键H-HC-OH-OC-HCOE/(kJmol-1)4363264644141061由此计算E(C=O)=kJmol-1。(2)在图1给出的反应历程中，若选择Zn/Cu作为催化剂则正反应最大的活化能发生在(用“ts-n”具体数字表示)。图示结果显示，选择ZnO/Cu作为催化剂更优于Zn/Cu，其主要原因是。(3)
25、图2为使用Zn/Cu催化剂、分别在525K和550K条件下(其它条件相同)，CO2和H2按投料比1：9进行反应生成CH3OH的过程中，CO2的转化率随时间变化图示。温度略为升高(从525K550K)，CO2的转化率明显增大的可能原因是。工业生产中，对于气相的反应体系，还可用反应体系中各组分的分压来表示化学平衡常数(Kp)。如反应：aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)达到平衡时，Kp=p(D)dp(Ee)p(Aa)p(Bb)，组分分压p(A)=P总n(A)n总。现保持550K、pkPa条件，CO2和H2按投料比(物质的量)1：9进行生成CH3OH反应，达到平衡时，CO2的转化率为，则反应
26、的化学平衡常数Kp=(列出含、p计算式)。27(2023安徽蚌埠统考三模)能源的合理开发和利用，低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023 年2月21日，中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖，以表彰他在全球生态保护中做出的贡献26(1)在298K、100kPa时，已知：C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5 kJmol-1H2(g)+12O2(g)=H2O(1)H2=-285.8 kJ mol-12C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1)H3=-2599.0 kJmol-1在298K时由C(s，石墨)和H2(g)反应生成1mol C
27、2H2(g)的热化学方程式为。(2)在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H1=-156.9kJ mol-1副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41.1 kJmol-1工业合成甲烷通常控制温度为500C左右，其主要原因为。(3)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g)，保持总压为100kPa发生反应：CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H”或“0第二步Cu/Zn*+2H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH H 0第二步反应几乎不影响总反应达到
28、平衡所用的时间，由此推知以下能正确表示Cu/ZnO催化CO2和H2合成甲醇反应过程的示意图为。acd(2)工业上用CO2和H2催化合成甲醇存在如下反应：主反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H0一定条件下，在装有催化剂的密闭容器中投入amolCO2和3amolH2，发生上述合成反应。在相同时间内，测得甲醇产率与温度的关系如图所示。图中490K之后，甲醇的产率随温度的升高而减小的原因可能是。某温度下，达平衡时容器中CH3OH的物质的量为c mol，CO的物质的量为d mol。则此条件下CO2的转化率为(列式表示，下同)；此条件下副反应的平衡常数为。关于主反应CO2(g)+
29、3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)HAl。2、外因(只改变一个条件，其他条件不变)(1)浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响29(2)稀有气体对反应速率的影响恒温恒压恒温恒容三、影响化学平衡的因素三、影响化学平衡的因素1.改变下列条件对化学平衡的影响若其他条件不变，改变下列一个条件，对化学平衡的影响如下:平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任意平衡体系增大反应物的浓度v正、v逆均增大，且 v正v逆正向移动减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且 v逆v正逆向移动增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且 v逆v正 逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且 v正v逆 正向移动正
30、反应方增大压强v正、v逆均增大，且 v逆逆向移动30向为气体体积增大的放热反应或升高温度v正减小压强或降低温度v正、v逆均减小，且 v正v逆正向移动反应前后气体化学计量数之和相等的反应增大压强v正、v逆同等倍数增大不移动减小压强v正、v逆同等倍数减小2.温度不变时浓度因素的“决定性作用”-分析“惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响。3.勒夏特列原理对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。四、等效平衡四、等效平衡1.等效平衡分类及规律对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)反应特点a+bc+
31、da+b=c+d反应条件等温等容等温等压等温等容等温等压31起始投料的条件换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同换算为化学方程式同一边物质，其“量”比例相同换算为化学方程式同一边物质，其“量”比例相同平衡特点物质的量(n)相同成比例成比例成比例百分含量(w%)相同相同相同相同浓度相同相同成比例相同2.解题模板：等效平衡判断“四步曲”第一步，看：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；第二步，挖：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，倒：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数
32、之比转化成同一边的物质；第四步，联：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。五、平衡转化率的分析与判断方法五、平衡转化率的分析与判断方法(1)反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)的转化率分析若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率提高，A的转化率降低。若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器容积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。同倍增大c(A)和c(B)a+b=c+dA、B的转化率不变a+bc+dA、B的转化率增大a+bn+qA的转化率增大m”“”或“=”)。
33、若MO+与CHD3反应，生成的氘代甲醇有种。【答案】(1)-307K2K112或K2K1(2)b1-10-0.11100%或100.1-1100.1100%(3)c2【详解】(1)根据盖斯定律可知，反应=12(反应-)，所以对应H3=12(H2-H1)=12(-329kJmol-1-285kJmol-1)=-307kJmol-1；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数K3=K2K112或K2K1，故答案为：-307；K2K112或K2K1；(2)根据图示信息可知，纵坐标表示-lgc(MO+)c(MO+)+c(M+)，即与MO+的微粒分布系数成反比，与M+的微粒分布系数
34、成正比。则同一时间内，b曲线生成M+的物质的量浓度比a曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，所以曲线b表示的是300 K条件下的反应；根据上述分析结合图像可知，300K、60s时-lgc(MO+)c(MO+)+c(M+)=0.1，则c(MO+)c(MO+)+c(M+)=10-0.1，利用数学关系式可求出c(M+)=(100.1-1)c(MO+)，根据反应MO+CH4=M+CH3OH可知，生成的M+即为转化的MO+，则MO+的转化率为1-10-0.11100%或100.1-1100.1100%；故答案为：b；1-10-0.11100%或100.1-1100.110
35、0%；(3)()步骤涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤；()直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线c；()MO+与CH2D2反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量CH2DODCHD2OH；根据反应机理可知，若MO+与CHD3反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH共2种，故答案为：；2。2(2023全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦
36、黑穗病，制造磁性2氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：(1)在N2气氛中，FeSO47H2O的脱水热分解过程如图所示：根据上述实验结果，可知x=，y=。(2)已知下列热化学方程式：FeSO47H2O s=FeSO4s+7H2O gH1=akJmol-1FeSO4xH2O s=FeSO4s+xH2O gH2=bkJmol-1FeSO4yH2O s=FeSO4s+yH2O gH3=ckJmol-1则FeSO47H2O s+FeSO4yH2O s=2 FeSO4xH2Os的H=kJmol-1。(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4sFe2O3s+SO2g+SO3g(
37、)。平衡时PSO3-T的关系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压P总=kPa、平衡常数Kp=(kPa)2。Kp随反应温度升高而(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3g2SO2g+O2g()，平衡时PO2=(用PSO3、PSO2表示)。在929K时，P总=84.6kPa、PSO3=35.7kPa，则PSO2=kPa，Kp=kPa(列出计算式)。【答案】(1)41(2)(a+c-2b)(3)32.25增大(4)PSO2-PSO3446.2646.2622.6435.72【详解】(1)由图中信息可知，当失重比为19.4%时，FeSO47H2O转化为Fe
38、SO4xH2O，则18(7-x)278=319.4%，解之得x=4；当失重比为38.8%时，FeSO47H2O转化为FeSO4yH2O，则18(7-y)278=38.8%，解之得y=1。(2)FeSO47H2O s=FeSO4s+7H2O gH1=akJmol-1FeSO4xH2O s=FeSO4s+xH2O gH2=bkJmol-1FeSO4yH2O s=FeSO4s+yH2O gH3=ckJmol-1根据盖斯定律可知，+-2可得FeSO47H2O s+FeSO4yH2O s=2 FeSO4xH2Os，则H=(a+c-2b)kJmol-1。(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生
39、分解反应：2FeSO4sFe2O3s+SO2g+SO3g()。由平衡时PSO3-T的关系图可知,660K时，PSO3=1.5kPa，则PSO2=1.5kPa，因此，该反应的平衡总压P总=3kPa、平衡常数Kp=1.5kPa1.5kPa=2.25(kPa)2。由图中信息可知，PSO3随着温度升高而增大，因此，Kp随反应温度升高而增大。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3g2SO2g+O2g()，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应()时PSO3=PSO2，则PSO3+2PO2=PSO2-2PO2，因此，平衡时PO2=PSO2-PSO34。在929K时，P
40、总=84.6kPa、PSO3=35.7kPa，则PSO3+PSO2+PO2=P总、PSO3+2PO2=PSO2-2PO2，联立方程组消去PO2，可得3PSO3+5PSO2=4P总，代入相关数据可求出PSO2=46.26kPa，则PO2=84.6kPa-35.7kPa-46.26kPa=2.64kPa，Kp=(46.26kPa)22.64kPa(35.7kPa)2=46.2622.6435.72kPa。3(2023新课标卷)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：(1)根据图1数据计算反应12N2(g)+32H2(g)=NH3(g)的H=kJmol-1。(2)研究
41、表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N2*表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为(填步骤前的标号)，理由是。(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原，生成-Fe包裹的Fe3O4。已知-Fe属于立方晶系，晶胞参数a=287pm，密度为7.8gcm-3，则-Fe晶胞中含有Fe的原子数为(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2=0.75、xN2=0.25，另一种为xH2=0.
42、675、xN2=0.225、xAt=0.10。(物质i的摩尔分数：xi=nin总)4图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是。进料组成中含有惰性气体Ar的图是。图3中，当p2=20MPa、xNH3=0.20时，氮气的转化率=。该温度时，反应12N2(g)+32H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp=(MPa)-1(化为最简式)。【答案】(1)-45(2)()在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于NN的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为()(3)7.82873NA561030(4)P1P2P3合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大
43、平衡时氨的摩尔分数越大图433.33%1432【详解】(1)在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应12N2(g)+32H2(g)=NH3(g)的H=(473+654-436-397-339)kJmol-1=-45kJmol-1。(2)由图1中信息可知，12N2(g)=N(g)的H=+473kJmol-1，则NN的键能为946kJmol-1；32H2(g)=3H(g)的H=+654kJmol-1，则H-H键的键能为436kJmol-1。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属
44、于能垒，由于NN的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为()。(3)已知-Fe属于立方晶系，晶胞参数a=287pm，密度为7.8gcm-3，设其晶胞中含有Fe的原子数为x，则-Fe晶体密度=56x1030NA2873gcm3=7.8gcm3，解之得x=7.82873NA561030，即-Fe晶胞中含有Fe的原子数为7.82873NA561030。(4)合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数P1P2P3，因此，图中压强由小到大的顺序为P1P2IIIC.三组实验中，反应速率都随反
45、应进程一直减小D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：tIIItIItI(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡：M+LML K16ML+LML2 K2研究组配制了L起始浓度c0(L)=0.02molL-1、M与L起始浓度比c0(M)/c0(L)不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。c0(M)/c0(L)S(L)S(ML)S ML201.0000ax0.010.64b0.010.400.60【注】核磁共振氢谱中相对峰
46、面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“III，B正确；C观察图像可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，C错误；7D硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故tIIItIItI，D错误；故选AB。(3)c0(M)/c0(L)=a时，S ML2+S ML+S L=1，且S ML2=0.64，S(ML)0.01得x=0.36；S ML2相比于S ML含有两个配体，则S ML2与S ML的浓度比应为S ML2相对峰面积S的一半与S ML的相对峰面积S之比，即0.6 120.4=34。(4)c0M=0.51c0L=5.110-6molL-1；c平ML=c平
47、L=0.4c0L=4.010-6molL-1，由L守恒可知c平ML2=110-5molL-1-(410-6molL-1+410-6molL-1)2=1.010-6molL-1，则c转M=4.010-6molL-1+1.010-6molL-1=5.010-6molL-1；则M的转化率为5.0 10-65.1 10-6 100%98%。5(2023山东卷)一定条件下，水气变换反应CO+H2OCO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分子反应：HCOOHCO+H2O(快)HCOOHCO2+H2慢研究发现，在反应、中，H+仅对反应有催加速作用；反应速率远
48、大于反应，近似认为反应建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：(1)一定条件下，反应、的焓变分别为H1、H2，则该条件下水气变换反应的焓变H=(用含H1、H2的代数式表示)。(2)反应正反应速率方程为：v=kc H+c HCOOH，k为反应速率常数。T1温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为xmolL-1时，H+浓度为molL-1，此时反应应速率v=molL-1h-1(用含Ka、x和k的代数式表示)。(3)T3温度下，在密封石英管内完全充满1.0molL-1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化
49、关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70molL-10.16molL-1，反应达平衡时，测得H2的浓度为ymolL-1。体系达平衡后c COc CO2=(用含y的代数式表示，下同)，反应的平衡常数为。相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有0.10molL-1盐酸，则图示点a、b、c、d中，CO的浓度峰值点可能是(填标号)。与不同盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度(填“增大”“减小”或“不变”)，c COc HCOOH的反应(填“增大”“减小”或“不变”)。【答案】(1)H2-H1(2)Kaxkx Kax8(3)5-5y6y6y21-ya减小不
50、变【详解】(1)根据盖斯定律，反应II-反应I=水气变换反应，故水气变换反应的焓变H=H2-H1；(2)T1温度时，HCOOH建立电离平衡：HCOOHHCOO-+H+平衡浓度(molL-1)xc(HCOO-)c(H+)Ka=c(HCOO-)c(H+)c(HCOOH)，c(HCOO-)=c(H+)，故c(H+)=Kax。v=kc H+c HCOOH=kx Kax。(3)t1时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I达平衡状态。此时HCOOHCO+H2Ot1时刻转化浓度(molL-1)0.700.70HCOOHCO2+H2t1时刻转化浓度(molL-1)0.160.160.16故t1时刻c(HC