《化学反应原理综合题-2023年新高考化学真题题源解密（解析版）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学反应原理综合题-2023年新高考化学真题题源解密（解析版）.pdf（76页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、专题十四化学反应原理综合题目录：目录：2023年真题展现2023年真题展现考向一 考查反应热、平衡常数、转化率、反应历程考向二 考查反应热、反应速率、平衡常数、转化率、晶胞计算考向三 考查反应热、转化率、平衡移动、化学图像考向四 考查反应机理、基元反应、平衡常数、反应速率的影响因素考向五 考查反应热、平衡常数、影响平衡移动的因素考向六 考查反应热、平衡常数、转化率、影响反应速率的元素真题考查解读近年真题对比真题考查解读近年真题对比考向一 考查反应热、反应速率、转化率考向二 考查反应热、平衡常数、电化学考向三 考查合成氨的条件控制、速率方程、晶胞计算、价电子排布式考向四 考查反应热、产率、平衡常
2、数、平衡移动的影响因素考向五 考查反应热、转化率、自发反应考向六 考查热化学方程式、平衡常数、转化率、电极方程式命题规律解密名校模拟探源易错易混速记命题规律解密名校模拟探源易错易混速记考向一考查反应热、平衡常数、转化率、反应历程1 1(2023全国甲卷第28题)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=2O3gK1H1=285kJmol-12CH4g+O2g=2CH3OH lK2H2=-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
3、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310K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)。1化学反应原理综合题-2023年新高考化学真题题源解密（解析版）(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)。()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
4、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“”“Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1molCO2和0.4molH2，反应平衡后测得容器中n CH4=0.05mol。则CO2的转化率为，反应温度t约为。(3)在相同条件下，CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应：CO2(g)+3H2(g)催化剂H2O(g)+CH3OH(g)，在反应器中按n CO2:n H2=1:4通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min
5、时，测得反应器中CH3OH、CH4浓度(molL-1)如下表所示。催化剂t=350t=400c(CH3OH)c CH4c CH3OHc(CH4)催化剂10.812722345.242780催化剂9.2107753438932在选择使用催化剂和350条件下反应，02min生成CH3OH的平均反应速率为molL-1min-1；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂和400的反应条件，原因是。考向二考查反应热、平衡常数、电化学2(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，向体积固定密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O
6、(g)，起始压强为0.2MPa9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)一种脱除和
7、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。考向三考查合成氨的条件控制、速率方程、晶胞计算、价电子排布式3(2022辽宁卷)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)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1S=-200JK-1mol-1回答下列问题：(1)合成氨反应在常温下(填“能”或“不能”)自发
8、。(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)方案二：M-LiH复合催化剂。下列说法正确的是。a300时。复合催化剂比单一催化剂效率更高10b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(4)某合成氨速率方程为：v=kcN2cH2cNH3，根据表中数据，=；实验c N2molL-1c H2molL-1c NH3molL-1vmolL-1s-11mnpq22mnp2q3mn0.1p10q4m2np2.8
9、28q在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为。a有利于平衡正向移动b防止催化剂中毒c提高正反应速率(5)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NH3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188gmol-1，则M元素为(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为。考向四考查反应热、产率、平衡常数、平衡移动的影响因素4(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(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
10、近似等于总压。回答下列问题：(1)以5.010-3molBL或BD为初始原料，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X”或“”或“”“”“0回答下列问题：(1)几种化学键的键能数据如表所示：化学键C-HC=CC-C键能/kJmol-1413612348则反应的H2=，若反应
11、I正反应活化能E正为akJmol-1，则逆反应活化能E逆为kJmol-1(用含a的代数式表示)。(2)在恒容密闭容器中投入1molCH3I g，实验测得平衡体系中乙烯、碘化氢和丁烯的物质的量分数与反应温度的关系如图所示：随着体系温度升高，HI的物质的量分数先增大后减小的原因可能是715K条件下，CH3I g的平衡转化率为，若起始压强为200kPa，则反应的标准平衡常数K=(已知：分压=总压该组分的物质的量分数，对于反应dD g+eE ggG g+hH g，K=pGpgpHphpDpdpEpe，其中p=100kPa，pD、pE、pG、pH为各组分的平衡分压)。(3)研究反应对提高反应I中CH3I
12、 g的平衡转化率有重要意义。T时，反应的正、逆反应速率与浓度的关系为v正=k正c2C2H4，v逆=k逆c C4H8(k正、k逆是速率常数)，正、逆反应速率方程分别对应图中曲线m、曲线n。T时，向2L的密闭容器中充入1molC2H4g和5molC4H8g，此时v正v逆(填“”“Tm时v逐渐减小的原因是。24一、化学能与热能、电能的相互转化一、化学能与热能、电能的相互转化化学能与热能、电能的相互转化是高考的必考热点内容。试题形式常与能量图像，电化学装置图为背景进行综合考查，一般难度中档。1.审题策略(1)利用盖斯定律确定热化学方程式或焓变H时要做到：明确待求热化学方程中的反应物和生成物；处理已知热
13、化学方程式中的化学计量数和焓变；叠加处理热化学方程式确定答案。(2)对电化学中的电极反应式的书写要做到：根据题意或装置图示明确“原电池”“电解池”或“电镀池”；明确电极；根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式。(3)对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。2.答题策略(1)对书写热化学方程式要注意注明状态；H的符号与单位；H与化学计量数的一致性。(2)对电极反应式的书写要注意配平(原子守恒、电荷守恒、电子守恒)；产物粒子在介质中能存在；得、失电子要填准，得电子写(+ne-)，失电子写(-ne-)。(3)对物理量的填写要填准单位，千万不要漏掉单位。【方法技巧】利用盖斯定律计算反
14、应热的两种方法(1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。(2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。流程如下：25二、化学反应速率与化学平衡试题的综合判断与计算二、化学反应速率与化学平衡试题的综合判断与计算化学反应速率与化学平衡是高考必考的热点内容，试题的呈现形式常结合图表、图像考查考生的综合分析能力和解题能力，综合性较强，一般难度为中档。1.审题策略(1)对于图像分析要明确三步“一看”-看图像。a.看面：弄清纵、横坐标的含义。b.看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。c.看点：弄清曲线上点的
15、含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。d.看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。e.看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。“二想”-想规律。看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。“三判断”-得结论。通过对比分析，作出正确判断。(2)对于反应速率、平衡常数、转化率计算要明确三种量：一是起始量(物质的量或浓度)二是变化量，三是平衡量；用变化量求反应速率和转化率，用平衡浓度求平衡常数。(3)对化学平衡状态的比较分析时要审清两个条件：恒温恒容；恒温恒压。2.答题策略(1)利用“三段式”计算v、K时，要特别注意用什么时量，用什么物
16、理量计算，心中要清楚，如计算平衡常数K时，不能用平衡时的物质的量，而用平衡时的物质的量浓度代入。(2)在填写某些物理量时要注意单位。(3)在填空时要注意题中要求。(4)在判断K变化时只考虑温度是否变化。(5)利用改变容器容积(p改变)判断平衡移动时，要注意体积变化的倍数与浓度变化的倍数的大小。【方法技巧】化学反应速率、平衡的常规图像题的解题方法26三、实际工业生产中图像问题分类突破三、实际工业生产中图像问题分类突破1.控制反应条件的目的(1)促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。(2)抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也
17、可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。2.控制反应条件的基本措施(1)控制化学反应速率的措施通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。(2)提高转化率的措施通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。3.化工生产适宜条件选择的一般原则条件原则从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的
18、利用率，从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制274.平衡类问题需考虑的几个方面(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。(2)原料的循环利用。(3)产物的污染处理。(4)产物的酸碱性对反应的影响。(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。28专题十四化学反应原理综合题目录：目录：20232023年真题展现年真题展现考向一 考查反应热、平衡常数、转化率、反应历程考向二 考查反应热、反应速率、平衡常数、转化率、晶胞计算考向三 考查反应热、转化率、平衡移动、化学图像考向四 考查反应机理
19、、基元反应、平衡常数、反应速率的影响因素考向五 考查反应热、平衡常数、影响平衡移动的因素考向六 考查反应热、平衡常数、转化率、影响反应速率的元素真题考查解读真题考查解读近年真题对比近年真题对比考向一 考查反应热、反应速率、转化率考向二 考查反应热、平衡常数、电化学考向三 考查合成氨的条件控制、速率方程、晶胞计算、价电子排布式考向四 考查反应热、产率、平衡常数、平衡移动的影响因素考向五 考查反应热、转化率、自发反应考向六 考查热化学方程式、平衡常数、转化率、电极方程式命题规律解密命题规律解密名校模拟探源名校模拟探源易错易混速记易错易混速记考向一考查反应热、平衡常数、转化率、反应历程1 1(202
20、3全国甲卷第28题)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=2O3gK1H1=285kJmol-12CH4g+O2g=2CH3OH lK2H2=-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310K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”。3
21、00K、60s时MO+的转化率为(列出算式)。1(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)。()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“”“”或“=”)。若MO+与CHD3反应，生成的氘代甲醇有种。【答案】(1)-307K2K112或K2K1(2)b100.1-1100.1100%(3)c2【解析】(1)根据盖斯定律可知
22、，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；(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2反应；根据上述分析结合图像可知，300K、60s时-lgc(MO+)c(MO+
23、)+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100.1-1100.1100%；(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
24、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。考向二考查反应热、反应速率、平衡常数、转化率、晶胞计算2 2(2023新课标卷第29题)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
25、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=0.675、xN2=0.225、xAt=0.10。(物质i的摩尔分数：xi=nin总)3图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是。进料组成中含有情性气体Ar的图是。图3中，当p2
26、=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)7.82783NA561030(4)P1P2P3合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大图433.33%1432【解析】(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，
27、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
28、中含有Fe的原子数为x，则-Fe晶体密度=56x1030NA2873gcm3=7.8gcm3，解之得x=7.82783NA561030，即-Fe晶胞中含有Fe的原子数为7.82783NA561030。(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4顺序为P1P20，升高温度，平衡右移，CH4平衡转化率增大；降低压强，平衡右移，CH4平衡转化率增大，故有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压；答案选C；(2)已知：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g
29、)H1=+247kJmol-1,K1：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2=+41kJmol-1,K2根据盖斯定律，由+2得反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)；故H=H1+2H2=+329kJmol-1，K=K1K22；（3）根据流程可知，Fe3O4转化为Fe，Fe又转化为Fe3O4，Fe3O4可循环利用；CaCO3受热分解生成CaO和CO2,CaO又与CO2反应生成CaCO3，CaO也可循环利用，A错误；过程，CaO吸收CO2使CO2浓度降低，促进Fe3O4氧化CO的平衡正移，B正确；过程CaO吸收CO2而产生的H2O最终未被CaO吸收，在过程被排出
30、，C正确；焓变只与起始物质的量有关，与过程无关，故相比于反应，该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量一样多，D错误；故选BC；通入He,CaCO3分解平衡正移，导致c CO2c(CO)增大，促进Fe还原CO2平衡正移，故过程平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升；(4)600以下，甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率，该阶段R减小，600以上，二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率，该阶段R增大，根据图1可知1000时，CH4转化率为100%，即n CH4=1mol,CO2转化率为60%,即n CO2=3mol60%=1.8mol，故R=n CO2/n CH4=
31、1.8mol1mol=1.8，故4001000间R的变化趋势如图：7R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应的速率，使单位时间内反应中CO2的转化率增大，n CO2增大的倍数比n CH4大，则R提高，A正确；根据表中数据可知，温度越低，CH4转化率越小，而R越大，n CO2增大的倍数比n CH4大，含氢产物中H2O占比越高，B正确；温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率也增大，且两个反应中的CO2转化率均增大，增大倍数多，故R值增大，C错误；改变催化剂使反应有选择性按反应而提高CH4转化率，若CO2转化率减小，则R值不一定增大，D正确；答案选C。考向四考查反应机理、基元反应、平衡常数、反应速率
32、的影响因素4 4(2023湖北卷第 19 题)纳米碗 C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由 C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)H C40H18(g)+H2(g)的反应机理和能量变化如下：回答下列问题：(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJmol-1和298.0kJmol-1，H-H键能为436.0kJmol-1。估算C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的H=kJmol-1。(2)图示历程包含个基元反应，其中速率最慢的是第个。(3)C40H10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为、。(4
33、)1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为，该反应的平衡常数KP为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。(5)C40H19(g)C40H18(g)+H(g)及C40H11(g)C40H10(g)+H(g)反应的lnK(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，lnK=-HRT+c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是。8(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是(填标号)。a
34、升高温度b增大压强c加入催化剂【答案】(1)128(2)33(3)610(4)P021-2(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同(6)a【解析】(1)由C40H20和C40H18的结构式和反应历程可以看出，C40H20中断裂了2根碳氢键，C40H18形成了1根碳碳键，所以C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的H=4312-298-436kJmol-1=+128kJmol-1；(2)由反应历程可知，包含3个基元反应，分别为：C40H20+HC40H19+H2，C40H19+H2C40H19+H2,C40H19+H2C40H18+H+H2,其中第三个的活化能最大，反应速率最慢；(3
35、)由C40H20的结构分析，可知其中含有1个五元环，10个六元环，每脱两个氢形成一个五元环，则C40H10总共含有6个五元环，10个六元环；(4)1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为，设起始量为1mol，则根据信息列出三段式为：C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)起始量(mol)100变化量(mol)平衡量(mol)1-则P(C40H12)=P01-1+，P(C40H10)=P01+，P(H2)=P01+，该反应的平衡常数Kp=P01+P01+P01-1+=P(C40
36、H12)=P021-2；(5)C40H19(g)C40H18(g)+H(g)及C40H11(g)C40H10(g)+H(g)反应的lnK(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据lnK=-HRT+c(R为理想气体常数，c为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同；(6)由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转化率反应速率也加快，a符合题意；由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了平衡转9化率，b不符合题意；加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意
37、；故答案为a。考向五考查反应热、平衡常数、影响平衡移动的因素5 5(2023湖南卷第16题)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。苯乙烯的制备(1)已知下列反应的热化学方程式：C6H5C2H5g+212O2g=8CO2g+5H2O gH1=-4386.9kJmol-1C6H5CH=CH2g+10O2g=8CO2g+4H2O gH2=-4263.1kJmol-1H2g+12O2g=H2O gH3=-241.8kJmol-1计算反应C6H5C2H5gC6H5CH=CH2g+H2g的H4=kJmol-1；(2)在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应，其平衡转
38、化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；(3)在913K、100kPa下，以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：C6H5C2H5(g)C6H6(g)+CH2=CH2(g)C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S S=转化为目的产物所消耗乙苯的量已转化的乙苯总量100%随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是，理由是；(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是；A.X射线衍射技术可测
39、定Fe2O3晶体结构B.Fe2O3Fe2O3可改变乙苯平衡转化率C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能D.改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu()的配合物促进C6H5CH2X(引发剂，X表示卤素)生成自由基C6H5CH2，实现苯乙烯可控聚合。(5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是；(6)室温下，Cu+在配体L的水溶液中形成 Cu L2+，其反应平衡常数为K；CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为(所有方程式中计量系数关系均为最简整数
40、比)。10【答案】(1)+118(2)5(3)苯反应为主反应，反应为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温恒压下，随乙苯转化率的增大，反应正向移动，反应不移动，则曲线b代表产物苯(4)BD(5)C6H5CH2Cl(6)KKsp【解析】(1)根据盖斯定律，将-可得C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)H4=-4386.9kJ/mol-(-4263.1kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+118kJ/mol；(2)设充入H2O(g)物质的量为xmol；在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式n(起始)(mol
41、)n(转化)(mol)n(平衡)(mol)C6H5C2H5(g)10.50.5C6H5CH=CH2(g)00.50.5+H2(g)00.50.5，此时平衡时混合气体总物质的量为1.5mol，此时容器的体积为V；当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式n(起始)(mol)n(转化)(mol)n(平衡)(mol)C6H5C2H5(g)10.750.25C6H5CH=CH2(g)00.750.75+H2(g)00.750.75，此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75mol，混合气的总物质的量为(1.75+x)mol，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，此时容器的体积为1.75+x1.5V；
42、两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则0.5V20.5V=0.751.75+x1.5V20.251.75+x1.5V，解得x=5；(3)曲线a芳香烃产物的选择性大于曲线b、c芳香烃产物的选择性，反应为主反应，反应为副反应，则曲线a代表产物苯乙烯的选择性；反应的正反应为气体分子数增大的反应，反应的正反应是气体分子数不变的反应；在913K、100kPa(即恒温恒压)下以水蒸气作稀释气，乙苯的转化率增大，即减小压强，反应都向正反应方向移动，反应平衡不移动，故曲线b代表的产物是苯；答案为：苯；反应为主反应，反应为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温恒压下，随乙苯转化率的增大，反应正向移动，反应不移动，则曲
43、线b代表产物苯；(4)测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，即用X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构，A项正确；催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯的平衡转化率，B项错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，故Fe2O3可降低乙苯脱氢反应的活化能，C项正确；催化剂颗粒大小会影响接触面积，会影响反应速率，D项错误；故选BD。(5)电负性ClBrI，则极性C-Cl键C-Br键C-I键，则C6H5CH2Cl更易生成自由基，即活性最高的是C6H5CH2Cl；答案为：C6H5CH2Cl；(6)Cu+在配体L的水溶液中形成Cu(L)2+，则Cu+2LCu(L)2+的平衡常数K=cCu(L)2+c
44、(Cu+)c2(L)；CuBr在水中的溶度积常数Ksp=c(Cu+)c(Br-)；CuBr在配体L的水溶液中溶解反应为CuBr+2LCu(L)2+Br-，该反应的平衡常数为cCu(L)2+c(Br-)c2(L)=11cCu(L)2+c(Br-)c(Cu+)c2(L)c(Cu+)=KKsp。考向六考查反应热、平衡常数、转化率、影响反应速率的元素6 6(2023浙江卷第19题)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2kJmol-1该反应分两步完成：3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)H1=
45、-47.2kJmol-12Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)H2请回答：(1)H2=kJmol-1。(2)恒定总压1.70MPa和水碳比 n H2O/n(CO)=12:5投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压=总压该成分的物质的量分数)如下表：p CO2/MPap H2/MPap CH4/MPa条件10.400.400条件20.420.360.02在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K=。对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式。(3)下列说法正确的是。A.通入反应器的原料气中应避免混入O2B.恒定水碳
46、比 n H2O/n(CO)，增加体系总压可提高H2的平衡产率C.通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为FeD.通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是。A.按原水碳比通入冷的原料气B.喷入冷水(蒸气)C.通过热交换器换热若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线。(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分
47、子在催化剂表面的吸附(快速)、反应12及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是。【答案】(1)6(2)2CO+3H2CH4+H2O(3)AC(4)AC(5)温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小【解析】(1)设方程式CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2kJmol-13Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)H1=-47.2kJmol-12Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2
48、O3(s)+H2(g)H2根据盖斯定律可知，=-，则H2=H-H1=-41.2kJmol-1-47.2kJmol-1=6kJmol-1；(2)条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol和5mol，参加反应的一氧化碳为xmol，根据已知信息可得以下三段式：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)开始 mol51200转化 molxxxx平衡 mol5-x12-xxxx5-x+12-x+x+x1.7MPa=0.40MPa，解得x=4；则平衡常数K=4V4V5-4V12-4V=2；
49、根据表格中的数据可知，有甲烷生成，且该副反应没有二氧化碳参与，且氢气的产率降低，则该方程式为：CO+3H2CH4+H2O；(3)一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入O2，A正确；该反应前后气体计量系数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B错误；通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁，水蒸气不能将铁的氧化物还原为单质铁，但过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C正确；若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误；故选AC；(4)按原水碳比通入冷的原料气，可以降低
50、温度，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，A正确；喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导13致CO的转化率增大，与图中变化不符，B错误；通过热交换器换热，可以降低温度，且不改变投料比，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，C正确；故选AC；增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，则一氧化碳的的平衡转化率增大，会高于原平衡线，故图像为：；(5)反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂