化學(xué)反應(yīng)原理綜合-2021年高考化學(xué)真題模擬試題

(15)化學(xué)反應(yīng)原理綜合一一2021年高考化學(xué)真題模擬試題專項(xiàng)匯

編

1.【2021年山東卷，20】2一甲氧基一2一甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下,

可通過甲醇與烯燃的液相反應(yīng)制得，體系中同時(shí)存在如圖反應(yīng)：

反應(yīng)I：1+CHQH-U/OAH,

ATAME

回答下列問題:

(1)反應(yīng)I、II、III以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)K,與溫度T變化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖判斷，A

和B中相對(duì)穩(wěn)定的是(用系統(tǒng)命名法命名)；端的數(shù)值范圍是(填標(biāo)號(hào))。

(2)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME,控制溫度為353K,測

得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為a。已知反應(yīng)m的平衡常數(shù)K,3=9O,則平衡體系中B的物質(zhì)的量為

mol,反應(yīng)I的平衡常數(shù)K.=o同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫

吠喃稀釋，反應(yīng)I的化學(xué)平衡將(填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)

平衡時(shí)，A與CHQH物質(zhì)的量濃度之比c(A)：c(CHQH)=。

(3)為研究反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)行為，向盛有四氫吠喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控

制溫度為353K,A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為_(填“X”

或“Y”)；t=100s時(shí),反應(yīng)1H的正反應(yīng)速率匕e逆反應(yīng)速率5(填或“=)。

S

6

T

O。(100,0.112)

U

V12

US

08曲線X

ID曲線丫

0.00-1-------1-------1-------1-----r-1-------1—?

0100200300400500600

t/s

2.【2021年廣東卷，19】我國力爭于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4-^CO2M

整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：

a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)AW,

b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AW2

c)CH4(g)^C(s)+2H2(g)AW3

d)28(g).CO?(g)+C(s)AW4

e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)AW5

(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的尸(寫出一個(gè)代數(shù)式即可)。

(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說法正確的有o

A.增大CO?與CH&的濃度，反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加

B.移去部分C(s),反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)

C.加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率

D.降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a'e的正、逆反應(yīng)速率都減小

(3)一定條件下，CH」分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分一步進(jìn)行，其中,

第步的正反應(yīng)活化能最大。

(4)設(shè)KJ,為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。

氣體的相對(duì)分壓等于其分壓(單位為kPa)除以死(Fo=lOOkPa)。反應(yīng)a、c、e的In《隨半(溫

度的倒數(shù))的變化如圖所示。

107K7

①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有(填字母)。

r

②反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為KP=

③在圖8中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為〃(CC)2):〃(CH4)=l:l、初始總壓為lOOkPa的恒容密閉

容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa,計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過程。

(5)C02用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：一。

3.【2021年浙江卷，29】含硫化合物是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。

請(qǐng)回答：

(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO?：

Cu(s)+2H,SO4(1)=CUSO4(S)+SO2(g)+2H2O(1)A7￥=-11.9kJ-mof

判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說明理由。

(2)已知2so2(g)+C>2(g)02so3(g)AW=-198kJmor1

850K時(shí)，在一恒容密閉反應(yīng)器中充入一定量的SO?和當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測得SO?、O?和SO3

的濃度分別為6.0xl0-3mol-匚1、8.0xl（T3moi.廣和4.4xl0-2mol-U'?

①該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為。②平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為o

（3）工業(yè)上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。

①下列說法正確的是。

A.須采用高溫高壓的反應(yīng)條件使SO2氧化為SO,

B.進(jìn)入接觸室之前的氣流無需凈化處理

C.通入過量的空氣可以提高含硫礦石和SO?的轉(zhuǎn)化率

D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率

②接觸室結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中廣4表示催化劑層。圖2所示進(jìn)程中表示熱交換過程的是

A.4fb、B.b、—>%C.—b2D.b2—>%E.qf4F.么G.4->b4

③對(duì)于放熱的可逆反應(yīng)，某一給定轉(zhuǎn)化率下，最大反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)的溫度稱為最適宜溫度。在圖3中

畫出反應(yīng)2so2（g）+O?（g）U2so3（g）的轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度（曲線1）、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度（曲線

II）的關(guān)系曲線示意圖（標(biāo)明曲線I、n）。

ait--

第29直圖3

（4）一定條件下，在NazS-HzSOa-H?。?溶液體系中，檢測得到pH一時(shí)間振蕩曲線如圖4,同時(shí)

觀察到體系由澄清一渾濁一澄清的周期性變化。可用一組離子方程式表示每一個(gè)周期內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)

程，請(qǐng)補(bǔ)充其中的2個(gè)離子方程式。

2++

I.S-+H=HSII.?；III.HS-+H2O2+H=S+2H,O；

M②.

4.(2021年全國甲卷，10】二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝?/p>

問題：

(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)+3H2(g)=CH,OH(g)+H2O(g)

該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn)：

①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AW,=+41kJ-mor'

②CO(g)+2H2(g)=CH,OH(g)A也=-90kJ-mol

總反應(yīng)的AW=kJmor':若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是

(填標(biāo)號(hào))，判斷的理由是______。

unrtMC.D.

Hnnn

(2)合成總反應(yīng)在起始物n(Hj/n(COj=3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的

量分?jǐn)?shù)為x(CHQH),,在t=250℃下的x(CHQH)~p、在p=5xl()5pa下的x(CHQH)~t如圖所

示。

0三

x

9

.

①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式K廣—；

②圖中對(duì)應(yīng)等壓過程的曲線是一，判斷的理由是______;

③當(dāng)x(CHQH)=O.10時(shí)，CO?的平衡轉(zhuǎn)化率a=_，反應(yīng)條件可能或，

5.[2021年湖南卷，16】氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體，且安全、易儲(chǔ)運(yùn)，可

通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。

方法I.氨熱分解法制氫氣

相關(guān)化學(xué)健的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵N三NH-HN-H

鍵能E/(kJmoL)946436.0390.8

在一定溫度下，利用催化劑將N&分解為N?和H??；卮鹣铝袉栴}：

(1)反應(yīng)ZNH3(g)BN?(g)+3凡(g)\H=kJ-mol-1；

(2)已知該反應(yīng)的AS=198.9J-mor1-K,在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？(填標(biāo)號(hào))；

A.25℃

B.125℃

C.225℃

D.325℃

(3)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將O.lmolNH?通入3L

的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。

①若保持容器體積不變，乙時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，用H,的濃度變化表示OF時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率

v(H,)=_______mol-L」.min」(用含乙的代數(shù)式表示)；

②〃時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢的

曲線是(用圖中a、b、c、d表示)，理由是；

③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K°=?

(已知：分壓=總壓X該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對(duì)于反應(yīng)

#(g)+eE(g)=gG(g)+6H(g)小。J,其中p@=100kPa,總、與、與、弓為各組分

⑸?閡

的平衡分壓)。

方法n.氨電解法制氫氣

利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。

陰

離

子

交

換

犯

(4)電解過程中OH-的移動(dòng)方向?yàn)?填“從左往右”或“從右往左”)；

(5)陽極的電極反應(yīng)式為_______o

6.12021年河北卷，16］當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，因此，研發(fā)二

氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。

(1)大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒，已知25℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)

的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示：

物質(zhì)C(石墨,s)

H2(g)C6H6⑴

燃燒熱VH(kJgno「)-285.8-393.5-3267.5

則25°C時(shí)Hz(g)與C(石墨，s)生成C6H6。)的熱化學(xué)方程式為。

(2)雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：

①82(g)峰為CO2(aq)；

②CO2(aq)+H2。⑴峰？H+(aq)+HCO式叫)

25°C時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K?。

溶液中CO?的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為

)，mol/(L水Pa),當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa,大氣中CC)2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H*濃度為

mol/L(寫出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCO占的電離)。

(3)105℃時(shí)，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：

2MHCO3(S)M,CO3(S)+H2O(g)+CO,(g)

上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓為46kPa。保持溫度不變，開始在體系中先通入一定量的CC?2（g）,

再加入足量MHCC）3（S），欲使平衡時(shí)體系中水蒸氣的分壓小于5kPa,CO2（g）的初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)該大于

kPa。

（4）我國科學(xué)家研究Li-CO2電池，取得了重大科研成果。回答下列問題：

①Li-Co2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO?在_____________（填“正”或“負(fù)”）極

發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2還原后與鋰離子結(jié)合形成

碳酸鋰按以下4步驟進(jìn)行，寫出步驟【II的離子方程式：

-

I.2CO2+2e=C2O^；

-

II.c2ot=co2+co?；

III.；

IV.CO>+2Li+—Li2cO3

②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。

I.CC）2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇（CH3cH2cH2（DH）的電極反應(yīng)方程式為。

H.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑（a、b、c）上CO?電還原為CO的反應(yīng)進(jìn)程中（H+電還原

為H2的反應(yīng)可同時(shí)發(fā)生），相對(duì)能量變化如圖。由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序?yàn)?/p>

（用a、b、c字母排序）。

反應(yīng)歷程

(a)COjllil:除為CO

（b）H也還快H?

7.【2021年全國乙卷，10】一氯化碘（IC1）是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反

應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}：

（1）歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認(rèn)為是IC1,從而錯(cuò)過了

一種新元素的發(fā)現(xiàn)，該元素是。

（2）氯伯酸鋼（BaPtC%）固體加熱時(shí)部分分解為Bad?、Pt和,376.8℃時(shí)平衡常數(shù)

42

/Cp=l.（）xl（）Pa,在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCk，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣（然

后將支管封閉）。在376.8℃,碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為20.OkPao376.8℃平衡時(shí)，測得燒瓶中壓強(qiáng)為

32.5kPa,貝ijpg=kPa,反應(yīng)21cl（g）=5（g）+k（g）的平衡常數(shù)K=（列出計(jì)算

式即可）。

（3）McMorris測定和計(jì)算了在136T80C范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)勺：

2NO(g)+2ICl(g)U2NOCl(g)+I2(g)。

2NOCl(g)^2NO(g)+Cl2(g)%

得到lgK,“~J和1gKp2-1均為線性關(guān)系，如下圖所示:

①由圖可知，N0C1分解為N0和Cl?反應(yīng)的AW0（填“大于”或“小于”）.

②反應(yīng)2ICl（g尸。2但）+12但）的長=（用品|、Kp2表示）：該反應(yīng)的―0

（填“大于”或“小于”）,寫出推理過程

（4）Kistiakowsky曾研究了NOC1光化學(xué)分解反應(yīng)，在一定頻率“）光的照射下機(jī)理為:

NOC1+癡fNOC1*

NOC1+NOC1*f2NO+Cl2

其中表示一個(gè)光子能量，NOC1*表示NOC1的激發(fā)態(tài)?？芍?，分解Imol的NOC1需要吸收

mol的光子。

8.[2021年河北4月模擬，16】CH?是一種具有強(qiáng)溫室效應(yīng)的分子，將其先轉(zhuǎn)化為合成氣(CO/H?)

再合成液態(tài)鏈燒或芳香煌是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑，以合成氣為原料合成液態(tài)燒的工藝過程叫做費(fèi)

托合成屬于煤的間接液化技術(shù)。請(qǐng)回答下列問題：

(1)已知H?、C0和C10H22(正癸烷，1)的燃燒熱依次是285.8kJ-mo「、283kJ-mo「、

6730.6kJmor'，則反應(yīng)21H2(g)+lOCO(g)=。%2(正癸烷，1)+10%0(1)的反應(yīng)熱

A//=kJ-mol_1o

(2)甲烷轉(zhuǎn)化為合成氣主要是在催化劑的作用下發(fā)生如下反應(yīng)：

CH4(g)+H2O(g)UCO(g)+3H2(g)△”>0反應(yīng)I

CO(g)+H2O(g)uCO2(g)+H2(g)AW<0反應(yīng)II

①向一定溫度下的2L剛性容器中充入Imol甲烷和3mol水蒸氣，5min后體系達(dá)平衡狀態(tài)，此時(shí)容

器中含有0.4molCO和0.3molCO2,則5min內(nèi)反應(yīng)I的平均速率WCHj=mol/(L-min),

該溫度下反應(yīng)H的平衡常數(shù)K=。

②在起始投料比一定的剛性容器中，溫度對(duì)CH,平衡轉(zhuǎn)化率、C0選擇性、CO?選擇性的影響如圖1

所示，其中表示CO?選擇性的曲線是(填““”"6”或“c”)。若其他條件一定，

向原料氣中加入惰性稀釋氣體并保持總壓強(qiáng)不變，測得CO的平衡百分含量增大(如圖2),原因

是?

K懺劑含

圖I圖2

CH,CHO

(3)苯乙醛()是一種常用的香精原料，傳統(tǒng)的利用芳香燒生產(chǎn)苯乙醛的方法產(chǎn)率較

低。以10%的稀硫酸為電解液，利用惰性電極電解氧化環(huán)辛四烯()可直接得到苯乙醛且產(chǎn)率

較高，該方法的陰極反應(yīng)式為一，每消耗Imo環(huán)辛四烯，理論上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量

為。忽略溫度變化，電解一段時(shí)間后，電解液的pH

(填“增大”“減小”或“不變”)。

9.【2021年山東省濟(jì)寧市第二次模擬，17】氮氧化物(NOJ是一類特殊的污染物，它本身會(huì)對(duì)生態(tài)

系統(tǒng)和人體健康造成危害，必須進(jìn)行治理或綜合利用。

(1)一種以沸石籠作為載體對(duì)氮氧化物進(jìn)行催化還原的原理如圖1所示，A在沸石籠內(nèi)轉(zhuǎn)化為B、C、

D等中間體的過程如圖2所示。

N2+2HJO

?Cu(NH成NO

N0+2NH3+NH；/￥

翁磅,k

/N,+HICHNH：

b120/27COufNH+j)；

反應(yīng)訪程

圖1圖2

①由A到B的變化過程可表示為o

②已知：4NH3(g)+5O2(g)^4NO(g)+6H2O(g)AH,=-907.28kJmor

1

4NH3(g)+3。2(g)U2N?(g)+6H2O(g)AH2=-1269.02kJmol

則圖］脫除NO的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為o

③關(guān)于該催化劑的說法正確的是(填標(biāo)號(hào))。

A,能加快反應(yīng)速率，并且改變反應(yīng)的焰變

B.能增大NH,還原NO,反應(yīng)的平衡常數(shù)

C.具有選擇性，能降低特定反應(yīng)的活化能

(2)在溫度500K時(shí)，向盛有食鹽的恒容密閉容器中加入NO,、NO和Cl2,發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng):

1.2NO2(g)+NaCl(s)=NaNO：(s)+ClNO(g)AW,

1.2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)AW2

①關(guān)于恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)I和II的下列說法中，正確的是(填標(biāo)號(hào))。

a.△■和△也不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志

b.反應(yīng)體系中混合氣體的顏色保持不變，說明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài)

c.同等條件下，反應(yīng)I的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)II,說明反應(yīng)I的活化能小，△HKZXHz

d.達(dá)平衡后，向反應(yīng)體系中再通入一定量ClNO(g),NO?(g)和NO(g)的百分含量均減小

②若向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl?發(fā)生反應(yīng)口，起始總壓為p。10分鐘

后達(dá)到平衡，用CINO(g)表示平均反應(yīng)速率v平(C1N0)=0.008mol-L'.min1,則NO的平衡轉(zhuǎn)化率

a=,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K,=(以分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

③假設(shè)反應(yīng)的速率方程為：v=k(3—1尸'?(l-na'),式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高

a'

而增大；a為NO平衡轉(zhuǎn)化率，廣為某時(shí)刻N(yùn)O轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在a'=0.8時(shí)，將一系列溫度

下的k、a值代入上述速率方程，得到v?t曲線如圖所示。曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該a>

下反應(yīng)的最適宜溫度九，“時(shí)，v逐漸提高；“后，v逐漸下降。原因是。

300350400450500t/C

10.【2021年天津市十二區(qū)縣畢業(yè)班聯(lián)考模擬(一)，16】研究氮和碳的化合物對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和防治

污染有重要意義，回答下列問題：

⑴利用NH,的還原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反應(yīng)如下：

4NH,(g)+6NO(g)^5N2(g)+6H2O(l)AH<0。某研究小組將2moiNH,、3moiNO和一定量的02充

入2Z/密閉容器中，在Ag?O催化劑表面發(fā)生上述反應(yīng)，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖所示:

(580.58)

求

3

a60

正50

40

君30

20

￡*竺10

一2)

5

N

4

3OO600700

祖度/K

①溫度從420K升高到580K用時(shí)4min,則此時(shí)段內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率。(NO)=；

②在有氧條件下，溫度580K之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是。

⑵研究表明，氮氧化物(NO、)和二氧化硫都與大氣中霧霾的形成有關(guān)。己知：

1

NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)AH=-QkJ.mol,一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入NO?

和SO?各Imol,5min達(dá)到平衡，此時(shí)容器中NO?和NO的濃度之比為1：3,則NO?的平衡轉(zhuǎn)化

率是;若在該溫度下，向2L恒容密閉容器中充入2moiSOKg）、2molNO,則達(dá)平衡時(shí)吸收

的熱量=_____kJ?

（3）研究人員開發(fā)了一種新型的硼、氮共摻雜的多孔石墨烯材料作為正極催化劑的鋰-二氧化碳二次

電池，實(shí)現(xiàn)了碳酸鋰在電池中的高度可逆分解其裝置示意圖如圖所示。

硼、氤共摻雜的

多孔石墨烯

放電時(shí)，正極反應(yīng)式為

⑷碑（心）是第四周期VA族元素，其化合物，有著廣泛的用途。298K時(shí)，將

20mL3xmol-L-'Na3AsO3,20mL3xmol?口匕和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：

AsO：(aq)+"aq)+2OH-UAsOj(aq)+2I(aq)+H2O(l)o溶液中c(AsO；)與反應(yīng)時(shí)間⑴的關(guān)系如圖

2所示。

G

J

?

u?

ki

j_

so

hy

①4時(shí)V逆）t?時(shí)V（逆），（填“大于”“小于”或“等于”）

②若平衡時(shí)溶液的pH=14,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。（用X、y表示）

11.【2021年廣州市高三普通高中畢業(yè)班綜合測試（二），191CO2加氫制CH30H是CO2資源化利

用的重要途徑，該過程存在如下兩個(gè)反應(yīng)：

反應(yīng)ICO2（g）+3H2（g）^CH3OH（g）+H2O（g）AW,

反應(yīng)IICO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)AW2

回答下列問題:

(1)根據(jù)圖(a),bH\=kJ.mor1，NH產(chǎn)

5o

2CO(g)-H2O(g)+2H2(g)

<￡___________________________

4o

41.2kJ-mol13o

——-----------------90.6

2o

CO2(g)-3H2(g)

1O

CH3OH(g)-H2O(g)

0

35O

450500550600

反應(yīng)歷程溫度，K

圖(a)圖(b)

(2)在4.0MPa壓強(qiáng)下，按〃(％)：”(CO?)=3：1把兩種氣體通入恒壓反應(yīng)器中，CO2的平

衡轉(zhuǎn)化率及CH30H的平衡產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖(b)。

己知:CHQH謝產(chǎn)率

①525~575K時(shí)，使COZ平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的反應(yīng)為(填“反應(yīng)I”或“反應(yīng)

II”)。

②475K時(shí)，平衡體系中”(C^OH)：〃(CO)=,反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=

(MPa)”(列出計(jì)算式).

⑶為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH30H的平衡產(chǎn)率，除降低溫度外，還可采取的措施是

(寫一條)。

⑷利用M催化CO2加氫制CH30H的反應(yīng)歷程如下，其中吸附在催化劑表面的物種用*表示，Ea表

示活化能，單位為eV。

①CH3O*轉(zhuǎn)化為CH30H的化學(xué)方程式為.

②下列說法正確的是(填標(biāo)號(hào))。

A.”與2H*能量差為0.60eV

B.第ii步有0—0鍵斷裂

C.第iii步反應(yīng)速率最慢

D.加入催化劑M不影響CH30H的平衡產(chǎn)率

12.【2021年四川省成都市高新區(qū)第四次階段質(zhì)量檢測，10】含氮化合物對(duì)環(huán)境、生產(chǎn)和人類生命

活動(dòng)等具有很大的影響。請(qǐng)按要求回答下列問題：

1.利用某分子篩作催化劑,NL可脫除工廠廢氣中的NO、N02,反應(yīng)機(jī)理如下圖所示。A包含物質(zhì)為H20

和_______(填化學(xué)式)。

2.已知:4NHs(g)+6N0(g)=5N2(g)+6HQ(g)AH,=-akj/mol

4NH3(g)+502(g)=4N0(g)+6H20(g)AH2=-bkj/mol

也0(1)=112。(g)AH3=+Ckj/mol

貝U反應(yīng)4NH3(g)+302(g)=2N2(g)+6H2()(D的AH=kJ?mol'°

3.工業(yè)上利用氨氣生產(chǎn)氫氟酸(HCN的反應(yīng)為:CH“(g)+NH3(g)=^HCN(g)+3H2(g)AH>0

①其他條件一定,達(dá)到平衡時(shí)加3轉(zhuǎn)化率隨外界條件X變化的關(guān)系如圖甲所示。則X可以是(填

字母序號(hào))

a.溫度b.壓強(qiáng)c.催化劑出少”?

n(CH4)

②在一定溫度下，向2L密閉容器中加入nmolCH」和2molNFh,平衡時(shí)NM體積分?jǐn)?shù)隨n變化的關(guān)系

如圖乙所示。a點(diǎn)時(shí),CHi的轉(zhuǎn)化率為笳平衡常數(shù):K(a)K(b)(填，'或)。

4.肌肉中的肌紅蛋白(Mb)與結(jié)合生成MbOz,其反應(yīng)原理可表示為：Mb(ag)+0z(g);==Mb02(aq),

該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為心焉制T在37℃條件下達(dá)到平衡時(shí),測得肌紅蛋白的結(jié)合

度⑸與P@）的關(guān)系如圖丙所示小卷舞湍兒。。％］。研究表明正反應(yīng)速率V正4

正?c（Mb）-P（OJ,逆反應(yīng)速率v逆=k逆?c（MbOj（其中k和k逆分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率

常數(shù)）。

0.0018X003.00400

100.08。

2。

B0.0?0.0

70.070.0

40060.0

900M.0

40040.0

90.0>0.0

20。20.0

10.010.0

0.00.0

0.001.003.003.84-004.00

圖丙p(OAPa

①試寫出平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k,E、k逆之間的關(guān)系式為K=（用含有k正、k逆的式子表

示）。

②試求出圖丙中c點(diǎn)時(shí)，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_kPa'o已知k逆=60s\則速率常數(shù)k紀(jì)

=s_1,kPa'o

13.（2021年山東省濟(jì)南市長清第一中學(xué)期末全真模擬（一），19】氫能源是公認(rèn)的環(huán)境友好型二

次能源，對(duì)其開發(fā)和利用是科研領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

回答下列問題：

（1）甲烷與水蒸氣的催化反應(yīng)可制備凡和CO（合成氣）o

己知：l.CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）AH=—165kJ/mol；

II,CO2（g）+H2（g）^CO（g）+H2O（g）AH=+41kJ/mol?

①制備合成氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為O

②制備合成氣時(shí)，會(huì)因副反應(yīng)CO（g）+2H2（g）UCHQH（g）AH<0而使合成氣產(chǎn)率降低。有利于

降低副反應(yīng)的反應(yīng)條件為（任寫一點(diǎn)）；有利于提高制備合成氣反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素為

_____O

③一定溫度下，向5L恒容密閉容器中充入imolCOz和OSmolH?，只發(fā)生反應(yīng)U。lOmin達(dá)到平衡

時(shí)測得CO的體積分?jǐn)?shù)為20%。則0—lOmin內(nèi)，用CO2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率

v（CO2）=;下列事實(shí)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是—（填選項(xiàng)字母）。

A混合氣體密度不再改變Bi混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

C容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再改變D：斷裂ImolH-H鍵同時(shí)斷裂2moiH-O鍵

(2)部分合金可用于氫能源的存儲(chǔ)。一定溫度下，某儲(chǔ)氫合金(M)的儲(chǔ)氫效率(固相中氫原子與

金屬原子的數(shù)目之比)與溫度(T)和氫氣的平衡壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。在0A段，氫溶解于M中

形成固溶體MH，；在AB段，發(fā)生氫化反應(yīng)的化學(xué)方程式為zMH、(s)+H2(g)UzMH,(s)。

儲(chǔ)氫效率

①工時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=^(用含小的代數(shù)式表示，K,為用分壓表示的平衡常數(shù)

)。

②AH(填“>”“<”或“二")0。

③當(dāng)反應(yīng)處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達(dá)到平衡后反應(yīng)可能處于

圖中的點(diǎn)(填"b""C"或"d")o

(3)氫能源在電化學(xué)領(lǐng)域的一種存儲(chǔ)和應(yīng)用的原理為MH+NiOOHW^Ni(OH)2+M，充電

時(shí)的陽極反應(yīng)式為o

14.【2021年河北省唐山市高三上學(xué)期第一次摸底考試，17】合成氨是人工固氮比較成熟的技術(shù)，

在工業(yè)上有重要的用途。

(1)已知化學(xué)鍵的鍵能如下表，則Nz(g)+3H2(g)U2NL(g)AW=。

化學(xué)鍵H-HN三NN-HN-N

鍵能」)

(kJnol435.9946.5391.1192.8

⑵恒溫條件下，在體積固定的容器中發(fā)生合成氨的反應(yīng)，下列敘述表明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的

是o

①體系壓強(qiáng)保持不變

②c(Nz)：C(H2)：C(N&)=1：3：2

③每消耗1mol岫，有6molN-H鍵發(fā)生斷裂④混合氣體的密度保持不變

⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變⑥丫擊(阿3)=0

(3)合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：

溫度(℃)25400450

平衡常數(shù)5x1(/0.5070.152

試解釋平衡常數(shù)隨溫度的升高而減小的原因。工業(yè)上合成氨一般以a

一鐵觸媒為催化劑，400?500C條件下反應(yīng)，選取該反應(yīng)溫度而非室溫或更高溫度的原因

是o

(4)在恒溫條件下實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨反應(yīng)，甲、乙兩容器充入相同量的N?與乂后體積相同，甲容器

保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，則反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)化率甲乙(填“>”、“〈”或

“="兀反應(yīng)達(dá)平衡后向甲容器中再充入一定量的N%,則甲容器中出的轉(zhuǎn)化率

(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(5)肺(NM)又稱聯(lián)氨可看成是氨氣中的氫原子被氨基取代后的產(chǎn)物，常用作火箭的液體燃料。腫燃

料電池的原理如下圖所示，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為。

答案以及解析

1.答案：(1)2-甲基-2-丁烯；D(2)0.9a；」意,產(chǎn);逆向移動(dòng)；1:10(3)X；<

0.01a-

2.答案：(1)-或一兇4

(2)AD

(3)4；4

P(H2)Y

(4)①ac；②[1；③？。kPa-16kPax[0^=68%

P(CH4)50kPa

Po

(5)做冷凍劑

解析：本題考查蓋斯定律、化學(xué)平衡等知識(shí)的綜合應(yīng)用。(1)根據(jù)題中所給出的熱化學(xué)方程式和

蓋斯定律可知，a=b+c-e=c-d,貝U有反應(yīng)aAH,=AW2+AW3-AH5=AW3-AW4,

(2)反應(yīng)a、b、c中CO2與CH』均為反應(yīng)物，增大反應(yīng)物濃度，可增加反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速

率，A項(xiàng)正確；C(s)為固體，移去部分C(s),對(duì)化學(xué)平衡無影響B(tài)項(xiàng)錯(cuò)誤；催化劑只能改變反

應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，不能提高CH’的平衡轉(zhuǎn)化率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于所有反應(yīng)來說降低

反應(yīng)溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，D項(xiàng)正確。

(3)結(jié)合題圖1可知，反應(yīng)過程中能量變化出現(xiàn)了4個(gè)峰即吸收了4次活化能，經(jīng)歷了4步反應(yīng),

從左往右看4次吸收活化能過程中，第4次對(duì)應(yīng)的峰最高，即第4步正反應(yīng)的活化能最大。

(4)①對(duì)于正反應(yīng)為吸熱的反應(yīng)來說，升高溫度，反應(yīng)平衡應(yīng)正向移動(dòng)，導(dǎo)致K]增大，即吸熱反

應(yīng)的隨溫度的升高而增大結(jié)合題圖2可知，反應(yīng)a、c均為吸熱反應(yīng)。②根據(jù)題中所給出的相對(duì)

壓力平衡常數(shù)結(jié)合反應(yīng)c,可表示出c反應(yīng)的夕彳。

”(CHq)

Po

>(H2)Y

③結(jié)合題圖2可知，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)c的lnK；=0,即K；=U^-=1,代入數(shù)據(jù)解得，

.(CHJ

Po

"CH4)=16kPa；根據(jù)初始總壓為lOOkPa,且/i(CO2):/I(CH4)=1:1可知，初始時(shí)p(CH4)=50kPa,

故平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率=50kPa-16kPaxl00%=68%。

50kPa

(5)固態(tài)CO?俗稱干冰，干冰可用于人工降雨或制冷，均是基于其物理性質(zhì)方面的重要應(yīng)用。

3.答案：(1)不同溫度下都能自發(fā)，是因?yàn)镸<0,A5>0

(2)①6.7xl03molT?L②88%

1

(3)①C②BDF③：

+

(4)?HS'+4H2O2=SO^+4H2O4-H

②S+3H2O2=SOj+2H2O+2H*

解析：本題考查熔變、化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率。(1)因該反應(yīng)是一個(gè)焰減、嫡增反應(yīng)，則在任

何溫度下均具有自發(fā)性。(2)

(4.4xKT?mo].匚|丫

=6.7xl03mol-1L

①七-3-l2-3-1o

2(SO2)-c(O2)(6.0x10molL)x8.0x10mol-L

②由題給數(shù)據(jù)可列出三段式：

2SO2(g)+O2(g)=2so3(g)

起始/(mol-L/)5x10-2o

轉(zhuǎn)化/pnol.Ci)4.4xlO-24.4xIO-2

平衡/(moll-16x10-34.4x10-2

平衡時(shí)，SO,的轉(zhuǎn)化率為,"Xi。-血。1，?*100%=88%。

5x10-2moi?匚?

(3)①常壓下，SOz轉(zhuǎn)化率己經(jīng)很高，高壓對(duì)設(shè)備的耐壓性要求高，A項(xiàng)錯(cuò)誤；爐氣需要凈化，

以防止催化劑中毒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通入空氣可使平衡向右移動(dòng)，可提高SO2的轉(zhuǎn)化率C項(xiàng)正確；吸收

SO3采用濃硫酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。②熱交換在催化劑層進(jìn)行，不會(huì)改變物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，題圖2中表示熱

交換過程中的是4一%、3-%、3-*%。③對(duì)于反應(yīng)2sO2(g)+C>2(g)U2so3(g)AH<0,在

溫度高于一定值后，總反應(yīng)速率隨溫度的升高而下降，根據(jù)最適宜溫度的概念可知，最適宜溫度隨

轉(zhuǎn)化率的增大而降低；正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率降低，即該

反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低。

(4)由題圖可知，溶液的pH隨時(shí)間先增大后減小，反應(yīng)I消耗H+，溶液的pH增大，反應(yīng)H生成

H+，使溶液的PH減小，反應(yīng)m生成沉淀，導(dǎo)致溶液變渾濁，反應(yīng)II、iv不產(chǎn)生沉淀，因此反應(yīng)n

+-+

為HS*+4H2O2=SO；-+4H2O+H；反應(yīng)I\Z^|S+3H2O2=SOj+2H2O+2H(.

4.答案：(1)-49；A；Ad為正值，A凡和M為負(fù)值，反應(yīng)①活化能大于反應(yīng)②的活化能(2)

①?益卜p'D；②b；總反應(yīng)兇<0,升高溫度，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，x(CHQH)減

??；③33.3%；5xlO5Pa.210℃；9xlO5Pa>250℃

解析：本題考查化學(xué)原理綜合應(yīng)用涉及反應(yīng)熱、反應(yīng)速率和平衡的影響因素、平衡常數(shù)轉(zhuǎn)化率計(jì)算

等。(1)根據(jù)蓋斯定律可知，總反應(yīng)的

岫=岫|+M2=+4間-010「+(-90"3「)=-495010「；總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此反應(yīng)物總

能量大于生成物總能量，反應(yīng)①為慢反應(yīng)，因此反應(yīng)①的活化能高于反應(yīng)②，同時(shí)反應(yīng)①是吸熱反

應(yīng)，反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量。綜上

所述，A項(xiàng)正確。

K=^(H2O)P(CH3OH)

(2)①根據(jù)總反應(yīng)可知,3。②總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫，平衡逆向移動(dòng)

P-P(H2)P(CO2)

MCH3OH)變小，即對(duì)應(yīng)曲線b,壓強(qiáng)與MCH3OH)關(guān)系對(duì)應(yīng)曲線?。

③設(shè)起始時(shí)〃(CO2)=lmol,n(H2)=3mol,n(CH3OH)=x,列出三段式:

CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H20(g)

起始/mol1300

變化/molx3xxx

平衡/mol1-x3-3xxx

x1

平衡時(shí)x(CHQH)=0.10,?~;----------=0.10,解得x=：mo1,平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率

(J-+(]—X)+x+x3

1]

a=￡2x100%=33.3%；由題圖知，反應(yīng)條件為5xl()5pa,210℃或gxQPa，250℃。

Imol

5.答案:(1)+90.8

(2)CD

(3)①0.02；②b;容器體積迅速縮小到原