河南2023年高考化學(xué)模擬題匯編-05化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

河南2023年高考化學(xué)模擬題匯編-05化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

一、單選題

1.（2023?河南?統(tǒng)考模擬預(yù)測）化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技和環(huán)境等密切相關(guān)。下列有關(guān)

說法錯誤的是

A.油脂長時間放置后會產(chǎn)生不愉快的氣味的原因之一是被氧氣氧化了

B.可利用大理石粉與水混合得到的漿狀物對燃煤產(chǎn)生的廢氣進行脫硫處理

C.“天宮課堂”中過飽和乙酸鈉溶液析晶放熱與形成新的化學(xué)鍵有關(guān)

D.“汽車尾氣處理”有助于改善城市空氣質(zhì)量，有利于實現(xiàn)碳達峰、碳中和

2.（2023.河南.統(tǒng)考三模）哈伯在實驗室首次合成了氨，化學(xué)家格哈德?埃特爾在哈伯研

究所證實了N2與H2在固體催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程。示意圖如下：

圖①圖②圖③圖④圖⑤

下列說法正確的是

A.圖①可看出N2、H2分子中均為單鍵

B.圖③到圖④的過程向外釋放能量

C.升高溫度一定提高一段時間內(nèi)NH3的產(chǎn)率

D.工業(yè)合成氨過程中為提高產(chǎn)率壓強越大越好

3.（2023.河南安陽?安陽一中?？寄M預(yù)測）最新報道：科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)

觀察到Co與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如圖：

777777777T77Γ77777777TTTT7^7777777777777

狀態(tài)I狀態(tài)II狀態(tài)In

?表示C表示O7777777777表示催化劑

卜列說法正確的是

A.在該過程中，CO斷鍵形成C和O

B.狀態(tài)I一狀態(tài)III表示Co與O2的反應(yīng)過程

C.Co和。生成CO：是吸熱反應(yīng)

D.CO和。生成了具有極性共價鍵的Co2

4.(2023?河南安陽?安陽一中?？寄M預(yù)測)某化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。下列

有關(guān)敘述正確的是

A.該反應(yīng)的焰變AH=E2-E∣

B.a、b分別對應(yīng)有催化劑和無催化劑的能量變化

C.催化劑能改變反應(yīng)的婚變

D.催化劑能降低反應(yīng)的活化能

二、填空題

5.(2023?河南開封?統(tǒng)考二模)我國科學(xué)家成功用二氧化碳人工合成淀粉，其中第一步

是利用二氧化碳催化加氫制甲醇。

(1)在標準狀態(tài)下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的某純物質(zhì)的焙變稱為該物質(zhì)的標

準摩爾生成婚幾種物質(zhì)的標準摩爾生成婚如下：

物質(zhì)

CO2(g)H2O(g)CH3OH(g)

AIjO

3F∕kJ?moH-393.5-241.8-205.0

l

①由表中數(shù)據(jù)推測，比0(1)的△間”(填“，或"=”)-241.8U?moΓo

②CO2(g)與比心)反應(yīng)生成CH3OH(g)與H2O(g)的熱化學(xué)方程式為

⑵在CCh(g)加氫合成CFhOH的體系中，同時發(fā)生以下反應(yīng)：

反應(yīng)iCO2(g)+3Hz(g)峰?CH3OH(g)+H2O(g)ΔW∕<0

反應(yīng)iiCO2(g)+H2(g)?4CO(g)+H2O(g)Δ∕∕2>0

試卷第2頁，共16頁

①一定條件下使Co2、H2混合氣體通過反應(yīng)器，測得220。C時反應(yīng)器出口氣體中全部

含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=l:7.20:0.11,則該溫度下CCh轉(zhuǎn)

化率=X100%(列出計算式即可)。

②其他條件相同時，反應(yīng)溫度對CCh的轉(zhuǎn)化率的影響如圖所示，實驗中反應(yīng)均未達到化

學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是;溫度高于260。C時，CO2平衡轉(zhuǎn)化

率變化的原因是。

%

#、

^都e

0

③其他條件相同時，反應(yīng)溫度對CH3OH的選擇性［CH3θH的選擇性

n(生成CHQH消耗的CO2)

］的影響如圖所示。溫度相同時選擇性的實

n(消耗CO?的總量)―XIOO%CH3OH

驗值略高于其平衡值，從化學(xué)反應(yīng)速率的角度解釋其原因是

%100

、

如80

那

根

H60

O

e

H40

U

20

200220240260280300

溫度

④溫度T時，在容積不變的密閉容器中充入0.5molCθ2(g)和LOmOIH2(g),起始壓強

為PkPa,1Omin達平衡時生成0.3molH?O(g),測得壓強為;PkPa。若反應(yīng)速率用單

位時間內(nèi)分壓變化表示，則IOmin內(nèi)生成CH3OH的反應(yīng)速率V(CH3OH)為

kPa-minl;反應(yīng)I的平衡常數(shù)KP=(寫出KP的計算式)。

三、原理綜合題

6.(2023?河南濮陽?統(tǒng)考一模)含Ne)的煙氣需要處理后才能排放。

⑴氧氣催化還原含NO的煙氣，發(fā)生“脫硝”反應(yīng)：2NO(g)+2H2(g)峰”N2(g)+2H2O(g)

ΔH=-605kJ?mol'o一定條件下，加入H2的體積分數(shù)對該反應(yīng)平衡時含氮物質(zhì)的體積分

數(shù)的影響如圖所示：

0

一x

≈w

C

2

*

忘

三

娶

屜

匕

缶

?

』

加入H：的體枳分散，Toj

①隨著H2體積分數(shù)增加，No中N被還原的價態(tài)逐漸降低。當(dāng)H?的體積分數(shù)在0.5xl0?3

~O.75xlO-3時，NO的轉(zhuǎn)化率基本為100%,而N?和NE的體積分數(shù)仍呈增加趨勢，其

可能原因是?

②已知：I.4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJmo?-'

II.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-484kJmo?-'

圖中N2減少的原因是N?與H2反應(yīng)生成NH3,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

(2)某科研小組研究了NO與H2反應(yīng)生成N2和NH3的轉(zhuǎn)化過程。在起始溫度為400℃時,

將n(NO)：n(H2)=l:2通入甲、乙兩個恒容密閉容器中，甲為絕熱過程、乙為恒溫過程,

①曲線X是(填“甲”或"乙”)容器。

②a點在曲線X上，則a點是平衡點(填“可能”或“不可能”)。

③曲線Y的容器中反應(yīng)達到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為60%,從開始到平衡點Z時用分壓

表示的H?消耗速率是kPa?min->o400℃時，“脫硝”反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)

Kp=kPa」(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，KP為用分壓代替濃度計算的平衡常數(shù),

分壓=總壓X物質(zhì)的量分數(shù))。

(3)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，用Pl-g-C3N4光催化氧化法脫除NO的過程如圖所示。

試卷第4頁，共16頁

IIN<)t

pl-β<lN4

光催化脫除原理和電化學(xué)反應(yīng)原理類似，Pl-g-C3N4光催化的Pl和g-C3N4兩端類似于

兩極，g-C3N4極發(fā)生__________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，該極的電極反應(yīng)式為

7.(2023?河南鄭州?統(tǒng)考二模)金屬鈦(Ti)及其合金是高強度、低密度結(jié)構(gòu)材料，在航空

航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCI4,

再進一步還原得到鈦。

(I)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法(反應(yīng)a)和碳氯化法(反應(yīng)b)?

a.TiO2(s)+2Cl2(g)ι?BTiCl4(g)+O2(g)ΔH,=172kj-mo?-'

b.TiO2(S)+2Cl2(g)+2C(s)?[TiCl4(g)+2CO(g)ΔH2

已知：C(S)+02(g)峰?CO2(g)ΔH3=-393.5kJ?mol',2C0(g)+O2(g)<?2CO2(g)ΔH4=

-566.0kJ?mol-'

①直接氯化反應(yīng)在__________(填“高溫”“低溫”)有利于自發(fā)進行。

②AH,=kJ?moH

③碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4,從焙變角度分析可能的

原因是___________■>

o

④已知常壓下TCLt的沸點為136c,從碳氯化反應(yīng)的混合體系中分離出TiCl4的措施是

(2)在1.0xl()5pa,將Tio2、C、Ch以物質(zhì)的量比1：2.2：2進行反應(yīng)。體系中TiCI4、

CO、Co2平衡組成比例(物質(zhì)的量分數(shù))隨溫度變化的理論計算結(jié)果如圖所示。

.6

.45

S3

s2

0.1

0.0

02004006008001000120014001600

溫度/。C

①已知在200℃平衡時TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4,但實際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠高于此

溫度，其原因是o

②圖中a曲線代表的物質(zhì)是,原因是?

o

③反應(yīng)C(s)+CO2(g)峰B2CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1200O=Pa0

8.(2023?河南?統(tǒng)考模擬預(yù)測)天然氣開采過程中產(chǎn)生大量的含硫廢水(硫元素的主要存

在形式為H2S),需要回收處理并加以利用，有關(guān)反應(yīng)如下：

i.2H2S(g)+302(g)港?2SO2(g)+2H2O(g)ΔH;

ii.4H2S(g)+2SO2(g)峰”3S2(g)+4H2O(g)Δ?2

iii.2H2(g)+O2(g)潘.2H2O(g)Δft

回答下列問題：

⑴HzS熱分解反應(yīng)2FhS(g)峰”S2(g)+2H2(g)?ΔW=(用含AH∣、AHzSFh

的式子表示)；該反應(yīng)的活化能Ea(正)大于Ea(逆)，則?H(填”或I)0。

⑵總壓恒定為IookPa,向密閉容器中充入2molH2S、3molO2,95molAr,發(fā)生反應(yīng)

i和反應(yīng)ii,反應(yīng)過程中H2S(g)，SO2(g)>S2(g)等含硫物質(zhì)的分布分數(shù)3隨時間變化如

圖所示。

”“乙”或"丙”)。

②∣時測得轉(zhuǎn)化率為此時體系中的物質(zhì)的量為

tH2Sα,H2Omol；用H2S

試卷第6頁，共16頁

1

分壓表示的平均反應(yīng)速率為(用含α,tl的式子表示)kPa?s-.

(3)也可采用Na2SO3氧化法對H2S進行處理，過程中發(fā)生反應(yīng)的方程式(均未配平)為：

+

i.SO;+H2S+H→S2O^-+S∣+H2O

+

ii.H2S(aq)+SO；(aq)+H(aq)→S(s)+H2O(I)

iii.S(s)+SO,'(aq)→S2O;^(aq)

實驗測得，在FC、pH=5時，Na2SO3的投加量對平衡體系中部分微粒濃度的影響如圖

所示。

75O

(

?

o

(65O≡

∕(

Wo，

≡S

('3)

s假

)G

d5O

50N

S

)

。

450

4567

NaSO3投加量/(gL")

①T℃時，反應(yīng)iii的平衡常數(shù)K=O

②結(jié)合三個反應(yīng)分析，當(dāng)Na2SO3投加量高于5g?L-'時，單位體積內(nèi)S的質(zhì)量減小的原

因為。

9.(2023?河南?統(tǒng)考一模)氨是具有潛力的載氫代氫清潔燃料。研究摻氨丙烷混合燃料

的燃燒對于實現(xiàn)碳達峰、碳中和的目標具有現(xiàn)實意義。一定條件下，氨、丙烷充分燃燒

的反應(yīng)如下：

4NH3(g)+3θ2(g)=2N2(g)+6H2O(g)ΔHl

1

C3H8(g)+5θ2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=-2044kJ?mol-

對于不同配比的燃料，定義過量空氣系數(shù)α為完全燃燒Ikg燃料所實際供給的空氣質(zhì)量

與所需的理論空氣質(zhì)量的比值。

請回答下列問題：

(1)己知在一定溫度和壓強下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成Imol純物質(zhì)的熱效應(yīng)，稱為該物質(zhì)

的生成焙(AH)。常溫常壓下，相關(guān)物質(zhì)的生成焰如下表所示：

物質(zhì)NH3(g)H2O(g)

ΔH(kJ?mol^l)-46-242

則ΔH∣=kJ?mol^l

⑵在IoOkPa下，IOmol混合燃料在a=l的條件下完全燃燒，產(chǎn)物只有CCh(g)、H2O(g)^

N2(g)0若混合燃料中氨的體積分數(shù)為20%,則反應(yīng)后混合氣體中P“◎"=kPa(保

留3位有效數(shù)字)；若IOmol混合燃料中氨的體積分數(shù)為10%,計算同樣條件下燃燒后

釋放的熱量將增加kJ。(忽略溫度變化對焰變的影響，假設(shè)空氣中02的體積分

數(shù)為20%)

(3)研究表明，氨和丙烷混合燃燒排放的引起大氣污染的氣體主要是Co和N。。相關(guān)反

應(yīng)如下：

23

L4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH3<0,Kl=8.5×10(2065K)

46

II.4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)ΔH4<0,K2=7.0×10(2065K)

ΠI.N2(g)+02(g)=2N0(g)ΔH5>0,ΔS>O

①反應(yīng)III能自發(fā)進行的條件是。

②α分別為0.9、1.0、1.1時，煙氣中Co排放濃度隨氨體積分數(shù)變化的關(guān)系如圖甲所示。

a=0.9對應(yīng)的曲線是(填“X”“Y”或"Z”),理由是。

③煙氣中No排放濃度隨著氨的體積分數(shù)變化的關(guān)系如圖乙所示。氨的體積分數(shù)大于

10%時，No排放濃度逐漸減低的原因為。

6G

Ua=0.9

3.l

%2?

3.—a=1.0

、Z

緲0≡0

會

、→-a=l.l

Z螞

自.8?

造4

θZg

??

。O

N

5101520253035400510152025303540

氨的體積分數(shù)/%

氨的體積分數(shù)/%

甲乙

④丙烷中摻氨燃燒的優(yōu)點是.

10.(2023?河南?校聯(lián)考一模)短鏈烯煌是重要的有機化工原料，如丙烯(C3H6)和乙烯等。

利用它們間的轉(zhuǎn)化可有效強化節(jié)能減排，達到“碳達峰''和“碳中和”的目的。請回答下列

問題：

(1)丙烯可由丙烷脫氫制取。已知丙烷脫氫制丙烯發(fā)生的主要反應(yīng)及能量變化如圖，其中

試卷第8頁，共16頁

反應(yīng)1為主反應(yīng)，反應(yīng)2為副反應(yīng)。

反應(yīng)2：C3H8(g)降？C2H4(g)+CH4(g)Δ∕∕2=+81.3kJmol-'；

反應(yīng)3：C3H6(g)+H2(g)峰為C2H4(g)+CH4(g)Δ?=-43.0kJ?mol-'?

根據(jù)圖和以上數(shù)據(jù)可知，若溫度升高，副反應(yīng)要比主反應(yīng)更容易發(fā)生，其主要原因是

,主反應(yīng)的熔變△“/=___________.

⑵乙烯可由CCh和H2制?。?CO2(g)+6H2(g)海?fC2H4(g)+4H2O(g),在01MPa,

反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比〃(Cc)2)：∏(H2)=1:3的條件下，不同溫度下達到平衡時，Co2、

H2、C2H4^EO四種組分的物質(zhì)的量分數(shù)如圖所示：

φ懿

w

g

眼

φ蜃

黑

①圖中表示C2H4的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化的曲線是(填“a”“b”或"c”)。

②反應(yīng)2CCh(g)+6H2(g)脩為C2H4(g)+4H2O(g)Δ∕/(填“>”或“<”)0,保持其

他條件不變，在絕熱密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達到平衡時，C2H4的物質(zhì)的量分數(shù)比

在恒溫密閉容器中(填“大”“小”或‘相同")。

③440℃時比的平衡轉(zhuǎn)化率為。

(3)利用CCh和CH4重整：CO2(g)+CH4(g)峰B2CO(g)+2H2(g)ΔH>0,在密閉容器中

通入物質(zhì)的量均為01mol的CM和Co2,在一定條件下使Co2(g)和CHMg)發(fā)生上述反

應(yīng)，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(單位：Pa)的關(guān)系如圖所示。

500750100012501500溫度/。C

①結(jié)合圖示，在Ilo(TC下y點時VE__________V認填“>"y，或“=”)。

②若在1100°C下X點時已達到平衡狀態(tài)，用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)

Kp,則X點對應(yīng)溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kz)=(已知：氣體分壓P分=氣體總壓

P&X氣體的物質(zhì)的量分數(shù))。

11.(2023?河南?統(tǒng)考三模)為加快實現(xiàn)“雙碳”目標，有效應(yīng)對全球氣候變化、構(gòu)建低碳

社會，CO2資源化利用受到越來越多的關(guān)注。

LSabatier反應(yīng)可實現(xiàn)CO2甲烷化：

反應(yīng)1CO2(g)+4H2(g).CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJmoΓ?

同時還發(fā)生的反應(yīng)如下：

反應(yīng)2CO2(g)+H2(g).CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJmoΓ?

(1)己知鍵能是指氣態(tài)原子形成Imol化學(xué)鍵釋放的能量，上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能

數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵O-HC-HC=OH-H

鍵能/(Umol-1)463414802436

則C(g)+O(g)=CO(g)ΔH=kJmoΓ∣°

(2)向某恒壓密閉容器中充入5molCθ2和20molH2,在不同溫度下達到平衡時各含碳元

素物質(zhì)的物質(zhì)的量n(X)與溫度T的關(guān)系如下圖所示。

試卷第10頁，共16頁

n(X)∕mol5.0

①當(dāng)反應(yīng)1和反應(yīng)2均達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，維持溫度不變，增大容器體積，則反應(yīng)2

的平衡移動方向（填“正向移動'"‘逆向移動”或“不移動”），反應(yīng)2的平衡常數(shù)

（填“增大'''減小’'或"不變"）。

②曲線Y表示的是（填含碳元素物質(zhì)的化學(xué)式）的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系，

曲線Z所表示的物質(zhì)在800K~1100K之間物質(zhì)的量增大的原因是。

③800K時，反應(yīng)2的壓強平衡常數(shù)Kp=（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，用分

壓代替濃度，分壓=物質(zhì)的量分數(shù)X總壓）。

IL一種從高爐氣回收CO2制儲氫物質(zhì)HCOOH的綜合利用示意圖如下：

高爐氣3

了光伏電池］-I)

???L11

I鉗電極J、玻碳電極J

質(zhì)子交換膜

（3）伯電極上生成HCOoH的電極反應(yīng)式為；電解過程中還伴隨著析氫反應(yīng),

若生成HCOOH的電解效率為80%,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移ImoIe-時，陰極室溶液的質(zhì)量增加

-----------------g（CO2溶解重不計）［B的電解效率=n（通過電極的電子）

12.（2023?河南?統(tǒng)考二模）為全面實現(xiàn)碳達峰和碳中和，碳及其化合物的資源化利用成

為研究熱點?；卮鹣铝袉栴}：

（I）Co2和H?反應(yīng)可生成甲醇。已知IOlkPa和298K時一些物質(zhì)的標準摩爾生成熱（在

IolkPa和一定溫度下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成Imol純物質(zhì)的熱效應(yīng)，稱為該物質(zhì)的標準

摩爾生成熱）數(shù)據(jù)如表所示：

物質(zhì)CHOH(g)

H2（g）CO2(g)3H2O(g)

?JjO

（kJ?mol∣）O-393.5-201-241.8

1

ΦCO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)?H=kJ?mol-c

②在一定條件下，向恒容密閉容器中充入ImolCo2和3molH2,發(fā)生反應(yīng)①，測得在

相同時間內(nèi)，不同條件下H2的轉(zhuǎn)化率如圖1所示(在實驗條件下催化劑不會失活)，b點

前Ll高于L2,b點后Ll和L2重合,其原因可能是：T2時，若起始壓強為15atm,

KP=atm?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，降為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓X物

質(zhì)的量分數(shù))。

圖1

③已知速率方程Vi=k|1；c(CO2)?r?H2),V^Fk逆C(CH3OH)?C(H2O),k正、k逆是速率常數(shù),

只受溫度影響，圖2表示速率常數(shù)的對數(shù)IgA與溫度的倒數(shù)孑之間的關(guān)系，A、B、D、

E分別代表圖1中a點、c點的速率常數(shù)，點表示a點的Igk正。

圖2

(2)借助下圖電解裝置，二氧化碳也能生成甲醇，控制在一定溫度，持續(xù)通入二氧化碳,

電解過程中HCO；物質(zhì)的量基本不變，則陰極電極反應(yīng)式為.

陰離子多晶銅

始電極交換膜J學(xué)久一持續(xù)通

1IIIt?入8?

pH=8的KHCoJ溶液

試卷第12頁，共16頁

(3)CO2和CzH6在催化劑作用下可以合成C2H4,反應(yīng)為：

1

Cθ2(g)+C2H6(g).?CO(g)+H2O(g)+C2H4(g)AH=+177kJ-mol-,在C2H4合成體系內(nèi)會發(fā)

生副反應(yīng)。

①若發(fā)生副反應(yīng)C2H6(g).?3H2(g)+2C(s),會降低催化效率，原因是。

②某溫度下，若只存在副反應(yīng)：2CO2(g)+C2H6(g).-4CO(g)+3H2(g)o向aL密閉容器中

充入2.1molC2H6和2.2molCθ2,tmin后反應(yīng)達到平衡，容器內(nèi)CaH4為1.4mol,CO2

為0.2mol,則C2H6的平衡總轉(zhuǎn)化率為%(保留三位有效數(shù)字)。

13.(2023?河南焦作?統(tǒng)考二模)隨著時代的進步，人類對能源的需求量與日俱增，我國

全球首套焦?fàn)t氣化學(xué)合成法生產(chǎn)無水乙醇的工業(yè)示范項目打通全流程實現(xiàn)，項目投產(chǎn)成

功。

(l)3CO(g)+6H2(g)??CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g)?H=(用含AHi、ΔH2^

ΔH3的代數(shù)式表示)。

已知：i.2CO(g)+4H2(g)潘BCH3OCH3(g)+H2O(g)AH/

ii.CH3OCH3(g)+CO(g)簿BCH3COOCH3(g)Δ∕∕2

iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)?！盋H3CH2OH(g)+CH3OH(g)??i

在恒溫恒容密閉容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)僅發(fā)生反應(yīng)

3CO(g)+6H2(g)??CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列敘述正確的是(填

標號)。

A.混合氣體總壓強不隨時間變化時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)

B.反應(yīng)達到平衡時，CH3CH2OH體積分數(shù)可能為25%

C.反應(yīng)達到平衡后，再充入少量CO,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大

D.反應(yīng)達到平衡后，再加入高效催化劑，乙醵產(chǎn)率保持不變

(2)醋酸酯加氫制乙醇是一個乙?；a(chǎn)物制備乙醇的路線。

①醋酸酯加氫的催化效能如表所示：

反應(yīng)條件反應(yīng)性能

實驗組催化劑原料

溫度/℃壓力/MPa轉(zhuǎn)化率/%選擇性/%

醋酸甲酯

1Cu∕SiO21902896.199.0

2Cu-Cr醋酸乙酯2502.8接近完全93.8

3Cu/ZnO醋酸乙酯185I5699.0

醋酸乙酯

4Cu∕SiO22804.094.696.6

上述實驗中，催化效能最好的為實驗(填序號)，與之對比，實驗3中，醋酸酯平

衡轉(zhuǎn)化率較低的主要原因可能是(從表中所給條件的角度分析)。

②醋酸甲酯加氫歷程一般認為可分為如下步驟(*代表催化劑位點，已知：

CH3CO*+H?→CH3CHO):

a.CH3COOCH3→CH3CO+CH3O?

b.CH3CO?+*—CH3CO*(慢)

C.CH3θ?+*-CH3θ*(快)

d.CH3CO*+3H?→CH3CH2OH

e.CH3O*+H?→CH3OH

其中，在b和C的步驟中，活化能較小的是______(填標號，下同)，控制總反應(yīng)速率的

步驟是,分析上述步驟，副產(chǎn)物除CKOH外，還可能有(寫一種即可)。

(3)甲醇也是新能源的重要組成部分。

以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下：

iv.Co2(g)+3H2(g)峰》CH3OH(g)+H2O(g)ΔH4<0

V.CO2(g)+H2(g)灌”CO(g)+H2O(g)Δ∕∕5>0

vi.CO(g)+2H2(g)?,?CH3OH(g)Δ?<0

在不同壓強下、按照n(CO2):n(H2)=l:3進行投料，在器容中發(fā)生上述3個反應(yīng)，平衡

時，CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物(即CH3OH和Co)中物質(zhì)的量分數(shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫

度的變化如圖，壓強⑶、P2、P3由大到小的順序為，曲線(填“m”或"n”)

代表CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分數(shù)，在7/C下，壓強為0時一，反應(yīng)V的濃度平衡

常數(shù)KC=(填含α的表達式)。

試卷第14頁，共16頁

由OoP1

CcP

HO2

CH3加

在P

許

產(chǎn)3

河

物60

量.40

20

及

的cow2

率

∕%

O

150200250300350400450500

T/C

14.(2023?河南鄭州?統(tǒng)考一模)2022年11月30日，神舟十五號與神舟十四號乘組在“太

空會師太空生命保障系統(tǒng)利用電解水供氧，生成的氫氣與宇航員呼出的二氧化碳在

催化劑作用下生成水和甲烷，水可循環(huán)使用。

(1)已知CH4(g)+2θ2(g)=CO2(g)+21^0(1)??i=-890kJ?moΓl

l

2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH2=-572kJ?moΓ

1

H2O(I)=H2θ(g)ΔW=44kJ?moΓ

寫出H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CH4(g)和H2θ(g)的熱化學(xué)方程式_______。

⑵一定條件下，反應(yīng)CθKg)+4HKg)CHKg)+2HQ(g)達到平衡狀態(tài)。

①下列操作中，能提高比平衡轉(zhuǎn)化率的是。

a.加入催化劑b?降低反應(yīng)溫度

C.移除H?O(g)d?恒溫恒壓下通入惰性氣體

②某科研小組在一定溫度下模擬該反應(yīng)，向容積為5L的抽空的密閉容器中通入

0.2molCO2?0.6molH2,反應(yīng)平衡后測得CO?的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)

為O

(3)在相同條件下，CO2(g)與H2(g)還會發(fā)生以下副反應(yīng)：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),該副反應(yīng)的發(fā)生不利于氧循環(huán)，原因是

(4)已知反應(yīng)C0Kg)+3HKg).CH30H(g)+H20(g),

CO2(g)+H2(g)∞(g)+H2θ(g)o為了提高甲靜的選擇性，某科研團隊研制了一種

具有反應(yīng)和分離雙功能的分子篩膜催化反應(yīng)器，原理如圖所示。

H(H)

保持壓強為3MPa,溫度為26(ΓC,向密閉容器中按投料比分長7=3投入一定量COz和

〃(COJ

H2,不同反應(yīng)模式下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇性的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下表所示。

實驗”(比)溫度C°2的平衡轉(zhuǎn)化CH3OH的選擇性

反應(yīng)模式

n(CO)

組2/℃率/%/%

I普通催化反應(yīng)器326021.967.3

分子篩膜催化反

H326036.1100

應(yīng)器

①雙功能的分子篩膜催化反應(yīng)器模式下，恒溫恒容時發(fā)生反應(yīng)

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),不能說明反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

a.c(HQ)的濃度不變b.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

c.混合氣密度不變d.斷裂3molH-H鍵的同時斷裂2molO-H鍵

②由表中數(shù)據(jù)可知，雙功能的分子篩膜催化反應(yīng)器模式下，CO2的轉(zhuǎn)化率明顯提高，可

能的原因是：。

試卷第16頁，共16頁

參考答案：

1.D

【詳解】A.油脂長時間放置后會接觸到空氣中的氧氣，從而發(fā)生氧化還原反應(yīng)而變質(zhì)，會

產(chǎn)生不愉快的氣味，故A正確；

B.可利用大理石粉與水混合得到的漿狀物對燃煤產(chǎn)生的廢氣進行脫硫處理，涉及碳酸鈣受

熱分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣和氧氣反應(yīng)

生成硫酸鈣，故B正確；

C.乙酸鈉溶液中鈉離子和乙酸根離子間的離子鍵被破壞，析出晶體，生成乙酸鈉晶體，形

成新的離子鍵，成鍵會釋放熱量，故C正確；

D.汽車尾氣中含有CO和NO,催化處理得到氮氣和二氧化碳，有助于改善城市空氣質(zhì)量,

但不能減少二氧化碳的排放，不利于實現(xiàn)碳達峰、碳中和，故D錯誤。

綜上所述，答案為D。

2.B

【詳解】A.N2、H2分子中前者存在三鍵，后者為單鍵，A錯誤；

B.化學(xué)鍵形成的過程是放熱過程，所以圖③到圖④的過程向外釋放能量，B正確；

C.合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度會降低NH3的產(chǎn)率，C錯誤；

D.工業(yè)合成氨過程中為提高產(chǎn)率壓強越大越好，但需考慮設(shè)備的承受能力所以選擇

20-50MPa,D錯誤；

故選B。

3.D

【詳解】A.由圖可知不存在CO的斷鍵過程，故A錯誤；

B.狀態(tài)IT狀態(tài)In表示Co與O反應(yīng)的過程，而不是與氧氣反應(yīng)，故B錯誤；

C.由圖可知反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故C錯誤；

D.Co與O在催化劑表面形成CCh,所以狀態(tài)IT狀態(tài)ΠI表示Co與。反應(yīng)生成了具有極

性共價鍵的C02,故D正確。

綜上所述，答案為D。

4.D

【詳解】A、根據(jù)圖象可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，所以該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),

則該反應(yīng)的反應(yīng)熱AH=Ei-E?,選項A不正確；

B、催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，則a、b分別對應(yīng)無催化劑和有催化劑的

答案第1頁，共14頁

能量變化，選項B不正確；

C、催化劑不能改變反應(yīng)的熔變，焰變只與反應(yīng)物和生成物總能量的相對大小有關(guān)系，選項

C不正確；

D、催化劑通過改變反應(yīng)路徑可以降低反應(yīng)的活化能，但對反應(yīng)的焰變無影響，選項D正確;

答案選D。

5.(1)<CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)Δ∕/=-53.3kJ/mol

(2),J：?1,Xi。。%CO2的實驗轉(zhuǎn)化率未達到平衡轉(zhuǎn)化率溫度升高，反應(yīng)i逆向

移動，反應(yīng)ii正向移動；溫度高于260。C時，反應(yīng)ii正向移動的程度大于反應(yīng)i逆向移動的

程度在該條件下，反應(yīng)i和反應(yīng)ii均未達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)i的速率大于反應(yīng)ii,單位時

0.25x0.3

間內(nèi)生成甲醇的量比生成Co的量更多0.0167p(或g)~^~2~

600.2×0.2×(p)^

【詳解】⑴根據(jù)物質(zhì)的標準摩爾生成焰定義可知：H2(g)+lθ2(g)=H2O(g),

Δf∕∕>-241.8KJ∕moliH2O(g).比。⑴是放熱反應(yīng)。所以H2O⑴的4此<-241.8KJ∕mol;由

表格知Rs)+?θ?(g)?eθ?(g),ΔfH>-393.5KJ/mol;②H2(g)+O2(g)=H2O(g),

△,M=-241.8KJ/mol;③C(s)+2H2(g)+?O2(g)=CH3OH(g),ΔfH>-205.0KJZmoli根據(jù)蓋斯定

律②+③-①得CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH=-53.3kJ/moU

(2)①220℃時?，測得反應(yīng)器出口氣體中全部含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量之比n(CH3OH):n(CO2):

-1+0.11

n(CO)=l:7.20：0.11,則該溫度下CCh轉(zhuǎn)化率=而百萬不⑼％。

②由圖1可知在不同溫度下，CO2轉(zhuǎn)化率的實驗值均小于平衡值，說明實驗中的反應(yīng)均未達

到化學(xué)平衡狀態(tài)；反應(yīng)a為放熱反應(yīng)，反應(yīng)b為吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)a逆向移動，反

應(yīng)b正向移動，溫度高于260°C時，反應(yīng)b正向移動的程度大于反應(yīng)a逆向移動的程度，所

以CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高增大；

③由圖2可知，從化學(xué)反應(yīng)速宰的角度看，原因是在該反應(yīng)條件下反應(yīng)a的速率大于反應(yīng)b,

單位時間內(nèi)生產(chǎn)CH3OH的量比生產(chǎn)CO的量多。

④反應(yīng)i

答案第2頁，共14頁

82(g)+3H2(g).CH3OH(g)+H2θ(g)

起始(mol)0.51.()00

轉(zhuǎn)化(mol)X3xXX

平衡(moD0.5-xl-3xXX

反應(yīng)ii

CO2(g)+H2(g)∞(g)÷H2O(g)

起始(mol)0.5-xl-3x00

轉(zhuǎn)化(mol)yyyy

平衡(mol)0.5-x-yl-3x-yyy

-0.5-x-y+l-3x-y÷2x+2y2

由題顯得=^,且x+y=0.3mol,解得x=0.25mol,y=0.05mol,則

2(125

z、-PX1

V(CH3OH)=31=—p(KParnin)；

io60

Kc(%O)?c(CH0")0.25x0.3

3

C-c?H2)c(CO2)^0.2×0.2'

0.25×0.3

2、0.25x0.32,---------------------

Kp=K(~p)^=7×(-p)^=,2,

c30.2×0.233O,2×O.23×(^p)2

6.(1)H2較少時，NO主要被還原為N2O(或+1價含氮化合物等)(合理即可)N2(g)

1

+3H2(g)簿B2NH3(g)ΔH=-92.5kJ-mo?-

(2)甲可能0.110.12

+

⑶還原O2+2H+2e^=H2O2

【詳解】(1)①根據(jù)題中信息，隨著氫氣體積分數(shù)的增加，No中被還原的價態(tài)逐漸降低，

根據(jù)圖像可知，當(dāng)氫氣的體積分數(shù)在0.5xl(P?0.75x10-3時，No轉(zhuǎn)化率基本為100%,而氮

氣和氨氣的體積分數(shù)仍呈增加趨勢，NO中N顯+2價，N?中N顯。價，NE中N顯-3價，

因此當(dāng)氫氣較少時?，NO被還原為N的+1價化合物或NzO;故答案為當(dāng)氫氣較少時，NO被

還原為N的+1價化合物或N2O;

HX5-I

②根據(jù)蓋斯定律可知，一------脫硝反應(yīng)，推出N2(g)+3H2(g).2NH3(g)

-484×5+1025

?H=(--------?--------+605)kJ∕mol≈-92.5kJ∕mol；故答案為N2(g)+3H2(g).2NH3(g)

Δ∕7=-92.5kJ∕mol;

(2)①該過程發(fā)生的兩個反應(yīng)都是物質(zhì)的量減少的放熱反應(yīng)，恒溫恒容狀態(tài)下，隨著時間

的進行，氣體物質(zhì)的量減小，壓強降低，而絕熱容器中，雖然氣體物質(zhì)的量減小，但溫度升

高，氣體壓強增大，因此根據(jù)圖像可知，X為絕熱容器，Y為恒溫容器：故答案為甲；

答案第3頁，共14頁

②因為反應(yīng)為放熱，甲絕熱容器內(nèi)反應(yīng)體系溫度升過高，反應(yīng)速率快，先達到平衡，溫度升

高，平衡左移，平衡時壓強增大，因此點a可能已達到平衡；故答案為可能；

③曲線Y是恒溫過程的乙容器，恒溫容器中反應(yīng)達到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為60%,開始時

體系總壓強為9kPa,n(NO)：n(H2)=l：2,p(N0)=3kPa,p(H2)=6kPa,

2NO(g)+2H2(g).?N2(g)+2H2O(g)

起始ZkPa3600

轉(zhuǎn)化/kPa3×0.601.80.91.8

平衡/kPa1.24.2-3x0.9-x1.8

N2(g)+3H2(g).-2NH,(g)

轉(zhuǎn)化ZkPaX3x2x

平衡/kPa2x

平衡壓強為7.1kPa,則x=0.5,從開始到平衡時用分壓表示的氫氣消耗速率時

(1.8+3X0.5)kPa=0]]kPa/min；平衡時p(NO)=?.2kPasp(H2)=(4.2-1.5)kPa=2.7kPa?p(H2O)=1.8

30min

E

kPa、p(N)≈(0.9-0.5)kPa=0.4kPa,KP=要R==°J2kPa"；故答案為

2??2

p-(H2)?p-(NO)(2.7)×(1.2)-

0.11；0.12；

(3)g-C3N4極氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+2H++2e=H2O2;故答案為還

+

原；02+2H+2e-H2θ2o

7.(1)高溫-49生成CO反應(yīng)的AS更大，更有利于反應(yīng)正向進行降溫冷凝

(2)溫度較高時，反應(yīng)速率加快，單位時間內(nèi)得到的產(chǎn)品更多COCO2(g)+C

(g)2CO(g)ΔH>O,溫度升高，平衡向正向移動，Co物質(zhì)的量分數(shù)逐漸升高8×104

【詳解】(1)①直接氯化時4H∣=172kJ?mol";所以反應(yīng)在高溫有利于自發(fā)進行；故答案為

局溫。

l

②已知：a.TiO2(s)+2Cl2(g)??TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=172kJ?mol;c.C(s)

l

+O2(g)峰”CO2(g)ΔH3=-393,5kJ?mol;d.2CO(g)+O2(g)峰”2CO2(g)AH4=-566.0

l

kJ?mol;所以反應(yīng)b.TiO2(S)+2Cl2(g)+2C(s)∣??TiCl4(g)+2CO(g)：b=a+2c-d,所以

l

ΔH2=ΔH1+2ΔH3-ΔH4=-49kJ?mol;故答案為-49。

③生成Co反應(yīng)的中ΔS更大，所以碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiCh轉(zhuǎn)化為

TiCl4,更有利于反應(yīng)正向進行；故答案為生成Co反應(yīng)的AS更大，更有利于反應(yīng)正向進行。

答案第4頁，共14頁

④常壓下TC14的沸點為136℃,大于四氯化碳沸點可用降溫冷凝法將TCh從碳氯化反應(yīng)的

混合體系中分離；故答案為降溫冷凝。

(2)①雖然在200。C平衡時TiCh幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4,溫度較高時，反應(yīng)速率加快，單

位時間內(nèi)得到的產(chǎn)品更多,所以實際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠高于此溫度;故答案為溫度較高時,

反應(yīng)速率加快，單位時間內(nèi)得到的產(chǎn)品更多。

②曲線a代表的物質(zhì)的比例隨著溫度升高而增大，CO2(g)+C(g).2CO(g)ΔH>0,溫度升

高，平衡向正向移動