高考化學(xué)十二 化學(xué)反應(yīng)原理綜合 五年（2018-2022）真題分類集訓(xùn)

專題十二化學(xué)反應(yīng)原理綜合

悟考法

A(g)+B(g)一C(g)+D(g)

起始量Anol12OO

轉(zhuǎn)化量∕nιolXXXX

平衡量∕mol1-x2-xXX

模型構(gòu)建：多個反應(yīng)A(g)+2B(g)0E(g)+2D(g)

的反應(yīng)物完全相同起始量∕ιnolI2OO

A(g)+B(g)中今C(g)+D(g)轉(zhuǎn)化量∕moly2yy2γ

A(g)+2B(g)-E(g)+2D(g)平衡量/?noll-y2-2yy2γ

競爭反座｝

達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的物質(zhì)的量：

n(A)=(l-x-y)moln(B)=(2-x-2y)molH(C)=Λmoln(D)=(x+2y)molz∕(E)=γm<

?(g)+B(g)^C(g)+D(g)

起始量∕mol12OO

轉(zhuǎn)化量∕molXXXX

平衡量∕mol?-x2-xXX

模型構(gòu)建：第一個反應(yīng)的反A(g)+2C(g)=E(g)+2D(g)

應(yīng)物是第二個反應(yīng)的生成物起始量AnolITXOX

A(g)+B(g)xC(g)+D(g)轉(zhuǎn)化量∕moly2yy2y

平衡量

連續(xù)反應(yīng)｝A(g)+2C(g>≥E(g)+2D(g)∕mol?-x-γ>2yyx+2y

達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量：

∏(A)=(1-X-))moln(B)=(2-x)mol∕z(C)=(x-2y)molπ(D)=(x+2y)mt)ln(E)=ynι

同時存在競爭反應(yīng)和連續(xù)反

應(yīng)時，可采用守恒法計算

考點1二氧化碳的利用

1.［福建2021?13,13分］化學(xué)鏈燃燒(CLC)是利用載氧體將空氣中的氧傳輸至燃料的新

技術(shù)，與傳統(tǒng)燃燒方式相比，避免了空氣和燃料的直接接觸，有利于高效捕集CO2O基于

CUOZCU2O載氧體的甲烷化學(xué)鏈燃燒技術(shù)示意圖如圖甲。

甲

空氣反應(yīng)器與燃料反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)分別為

①2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)Δ∕∕∣=-227kJ?mol1

(2)8CuO(s)+CH4(g)4Cu2O(s)+CO2(g)+2H2O(g)ΔW2=-348kJ?mol

l

⑴反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)Δ//=kJ?moΓ。

(2)反應(yīng)②的平衡常數(shù)表達(dá)式K=。

(3)氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：載氧體I(填，>”"=”或“<")載氧體II。

(4)往盛有CUOZCU2O載氧體的剛性密閉容器中充入空氣［氧氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)X(O2)為

21%J,發(fā)生反應(yīng)①。平衡時X(O2)隨反應(yīng)溫度T變化的曲線如圖乙所示。985℃時O2的平衡

轉(zhuǎn)化率ct(θ2)=(保留2位有效數(shù)字)。

乙

(5)根據(jù)圖乙，X(O2)隨溫度升高而增大的原因是。

反應(yīng)溫度必須控制在1030℃以下，原因是o

(6)載氧體摻雜改性，可加快化學(xué)鏈燃燒速率。使用不同摻雜的CUO/CRO載氧體，反應(yīng)

②活化能如表所示。

載氧體摻雜物質(zhì)氧化鋁膨潤土

活化能/(kJ?mo□)60±2,337.3+1.3

由表中數(shù)據(jù)判斷：使用(填“氧化鋁”或“膨潤土”)摻雜的載氧體反應(yīng)較快;

使用氧化鋁或者膨潤土摻雜的載氧體，單位時間內(nèi)燃料反應(yīng)器釋放的熱量分別為akJ、6kJ,

則a伙填“或

2.［河北2021?16,14分］當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時間節(jié)點。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。

(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。己知25℃時，相

關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表。

______M______H2(g)C(石墨，s)C6H6⑴

燃燒熱Δ?∕(kJ?mol^1)-285.8一393.5-3267.5

則25℃時，Hz(g)和C(石墨，S)生成C6H6(1)的熱化學(xué)方程式為

(2)雨水中含有來自大氣的C02，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離:

①CCh(g)CO2(aq)

②CO2(aq)+H2O⑴H(aq)+HCCh(aq)

25。C時，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K。

溶液中CO2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ymol?LLkPa∣,當(dāng)大氣壓強為PkPa,大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為X時，溶液中H

'濃度為mo卜L∣(寫出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCo3一的電離)。

(3)105℃時，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)M2CO3(S)+H2O(g)+CO2(g)

上述反應(yīng)達(dá)平衡時體系的總壓為46kPa。

保持溫度不變，開始時在體系中先通入一定量的Cθ2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使

平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5kPa,Co2(g)的初始壓強應(yīng)大于kPa。

(4)我國科學(xué)家研究Li—CCh電池，取得了重大科研成果?；卮鹣铝袉栴}：

①Li—CCh電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的C02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CCh電還原后與鋰離

子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進(jìn)行，寫出步驟HI的離子方程式。

I.2CO2+2e=C2O42

II.C2O42^=CO2+CO22^

III.________________________________________

,2-+

I?.CO3+2Li=Li2Cθ3

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.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙爵(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為

∏.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、C)上Co2電還原為CO的反應(yīng)進(jìn)程中(H

十電還原為H2的反應(yīng)可同時發(fā)生)，相對能量變化如圖。由此判斷，Co2電還原為Co從易到

難的順序為(用a、b、C字母排序)。

68

SO.61

51

S

22

O.

0.

-0.QQ

O8

反應(yīng)歷程

甲COz電還原為Cc)

>

9

)

?0.27

凝.∞

玄

要

-0.22

反應(yīng)歷程

乙H,電還原為H?

3.［全國甲2021?28,14分］二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳。

回答下列問題：

(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實現(xiàn)：

①CC>2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔW∣=+41kJ-moΓ'

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)Δ∕∕2=-90kJ?mol?

總反應(yīng)的XH=kJ-moΓl;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)，判斷的理由是

(2)合成總反應(yīng)在起始物”來\=3時,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MCH3OH),在f=250℃下的X(CH3。H)?p、在p=5X1()5Pa下的X(CH3OH)?

「如圖所示。

p∕IO5Pa

123456789

I1

0.6I0

O9

0.

SO8

(

HSO7

O

XO6

JSO.

VO5

S

O4

S

O3

O2

0.S

O1

20021()22()23()24025()26027()280

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KP=；

②圖中對應(yīng)等壓過程的曲線是,判斷的理由是

___________________________________________________________________________:

③當(dāng)A(CH3OH)=OJO時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α=,反應(yīng)條件可能為或

4」山東2020?18,12分］探究CEOH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素,有利于提高CEOH

的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CFhOH涉及的主要反應(yīng)如下：

*l

I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔWι=-49.5kJ?moΓ

1

II.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)Δ?=-90.4kJ-moΓ

III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔW3

回答下列問題：

(I)AH3=kJ?moI"'o

(2)一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCCh和3molH?發(fā)生上述反

應(yīng),達(dá)到平衡時,容器中CHQH(g)為αmol,CO為bmol,此時fhθ(g)的濃度為mol?L

一(用含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)In的平衡常數(shù)為。

⑶不同壓強下，按照H(CO2)：H(H2)=I:3投料，實驗測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH

的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示.

已知:

CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=〃(Cθ2)3χ100%

∏(C(J2)初始

CH3OH的平衡產(chǎn)率=〃'XI。。％

n(Co2)初始

其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖_____(填“甲”或“乙”)；壓強小P2、P3由

大到小的順序為；圖乙中Ti溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是

____________________________________________________________________O

(4)為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為(填

標(biāo)號)。

A.低溫、高壓B.高溫、低壓

C.低溫、低壓D.局溫、局壓

5.［全國ΠI2O2O?28,14分］二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領(lǐng)

域。回答下列問題：

(I)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)：/Z(H2O)=

。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，若增大壓強，則n(C2H4)(填“變大”“變小”或“不

變”)。

(2)理論計算表明，原料初始組成“(CO?)：〃32)=1：3,在體系壓強為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)

到平衡時，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)X隨溫度T的變化如圖所示。

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

390450510570630690750

TIK

圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是、。CCh催化加氫合成C2H4

反應(yīng)的0(填“大于”或“小于”)。

(3)根據(jù)圖中點A(440K,0.39),計算該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=(MPa>

3(列出計算式.以分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6,C3H8,C4H8等低碳燃。

一定溫度和壓強條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)

6.［廣東2021?19,14分］我國力爭于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4

與CCh重整是CCh利用的研究熱點之一。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)AHl

b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)Δ?

c)CH4(g)C(s)+2H2(g)?ft

d)2C0(g)CO2(g)+C(s)Δ∕74

e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)ΔW5

(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的Aa=(寫出一個代數(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CCh與CE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

C.加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CE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，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖甲所示。該歷程分步進(jìn)行，其

中，第步的正反應(yīng)活化能最大。

(4)設(shè)KPr為相對壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對分壓

代替濃度。氣體的相對分壓等于其分壓(單位為kPa)除以PO(Po=IOOkPa)。反應(yīng)a、c、e的In

KPr隨小溫度的倒數(shù))的變化如圖乙所示。

乙

①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有(填字母)。

②反應(yīng)C的相對壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為KPr=0

③在圖乙中A點對應(yīng)溫度下、原料組成為“(CO2)：n(CH4)=l：1、初始總壓為IOOkPa

的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),體系達(dá)到平衡時H2的分壓為40kPa。計算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，

寫出計算過程。

(5)Co2用途廣泛,寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途:

考點2有機物制備的化學(xué)反應(yīng)原理

1.［湖北202E9,14分］丙烯是一種重要的化工原料，可以在催化劑作用下，由丙烷直

接脫氫或氧化脫氫制備。

反應(yīng)1(直接脫氫)：C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)Δ∕∕∣=+125kJ?mol1

1

反應(yīng)11(氧化脫氫)：C3H8(g)+∣θ2(g)=C3H6(g)+H2O(g)Δ?≈-118kJ?mol

(1)已知鍵能：E(C—H)=416kJ?moΓ',E(H—H)=436kJ?mo□,由此計算生成ImOl碳

碳π鍵放出的能量為kJ。

(2)對于反應(yīng)I,總壓恒定為100kPa,在密閉容器中通入C3K和N2的混合氣體(N2不

參與反應(yīng))，從平衡移動的角度判斷，達(dá)到平衡后“通入N2”的作用是；在溫度

為Tl時，C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖a所示，計算「

時反應(yīng)1的平衡常數(shù)KP=kPa(以分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，保留一位小

數(shù))。

1

<100

z8()

x60

濠4()

譯20

?

=

u

0.00.20.40.60.81.0

通入氣體中GH■的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

圖a

(3)在溫度為7?時,通入氣體分壓比為p(C3H8):MO2):P(N2)=IO：5：85的混合氣體,

各組分氣體的分壓隨時間的變化關(guān)系如圖b所示。。?1.2S生成C3H6的平均速率為

kPa?s^';在反應(yīng)一段時間后，C3H8和。2的消耗速率比小于2：1的原因為

0

8

R6

d

之

κ4

宅

2

O

0.00.51.01.52.02.5

時間/s

圖b

(4)恒溫剛性密閉容器中通入氣體分壓比為P(C3H8):P(O2):P(N2)≈2：13：85的混合

氣體，已知某反應(yīng)條件下只發(fā)生如下反應(yīng)伙，〃為速率常數(shù))：

反應(yīng)II：2C3H8(g)+θ2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g)k

反應(yīng)HI：2C,?(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g)k'

,

實驗測得丙烯的凈生成速率方程為V(C3H6)=MC3H8)-?p(C3H6),可推測丙烯的濃度隨

時間的變化趨勢為,其理由是

2.［全國∏2020?28,14分］天然氣的主要成分為CE,一般還含有C2H6等妙類，是重

要的燃料和化工原料。

(1)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)AM，相關(guān)物質(zhì)的燃燒

熱數(shù)據(jù)如下表所示：

_____W_____C2>(g)C2H4(g)H2(g)

燃燒熱AH∕(kJ?mo□)-1560-1411-286

①AH∣=kJ?moΓl0

②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有___________________________________________

③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(P)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率

為反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓X物質(zhì)的

量分?jǐn)?shù))。

(2)高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4-C2H6+H2O反應(yīng)在初期階段的速率方

程為：r=k×cCH4,其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。

①設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為r∣,甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時的反應(yīng)速率為r2,則「2=

________∏o

②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是o

A.增加甲烷濃度，r增大

B.增加H2濃度，r增大

C.乙烷的生成速率逐漸增大

D.降低反應(yīng)溫度，k減小

(3)CH4和CCh都是比較穩(wěn)定的分子,科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，

其原理如圖所示：

I固體電解質(zhì)(傳導(dǎo)。2一)

O碳

r電極A

C氧

氫

。

①陰極上的反應(yīng)式為

②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2：1,則消耗的CH4和C02體積比為

3.［遼寧2021-17,13分］苯催化加氫制備環(huán)己烷是化工生產(chǎn)中的重要工藝，一定條件

下，發(fā)生如下反應(yīng)：

I.主反應(yīng)：

O(g)+3H2(g)=O(g)AHlVO

H.副反應(yīng)：

1x

-(g)OCH(g)?∕∕2>0

回答下列問題：

(1)已知：

II1.2H2(g)+02(g)=2H20(l)Δ∕∕3

IV.2O(g)+15O2(g)=12CO2(g)+6H2O(I)Δ?

;

V.」(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(1)Δ∕∕5

則AHi=(用△為、和AR表示)。

(2)有利于提高平衡體系中環(huán)己烷體積分?jǐn)?shù)的措施有(填序號)。

A.適當(dāng)升溫B.適當(dāng)降溫

C.適當(dāng)加壓D.適當(dāng)減壓

(3)反應(yīng)I在管式反應(yīng)器中進(jìn)行，實際投料往往在n(H2)：H(C6H6)≈3：1的基礎(chǔ)上適當(dāng)

增大H2用量，其目的是。

(4)氫原子和苯分子吸附在催化劑表面活性中心時，才能發(fā)生反應(yīng)，機理如圖。當(dāng)H2中

混有微量H2S或CO等雜質(zhì)時，會導(dǎo)致反應(yīng)I的產(chǎn)率降低，推測其可能原因為

____一一,金屬催化劑

、載體

(5)催化劑載體中的酸性中心能催化苯及環(huán)己烷的裂解。已知酸性中心可結(jié)合孤電子對,

圖中可作為酸性中心的原子的標(biāo)號是_______(填“①””(夕或“③”)。

?Z\

000

\/\②

Si①Al

?ZX/、'o③()/

0000

?Z?Z?/

SiSiSi

Z?Z\Z\

00O000

Z?Z\//\

催化劑載體表面結(jié)構(gòu)片段

(6)恒壓反應(yīng)器中,按照n(H2)：n(C6H6)=4：1投料，發(fā)生I、∏反應(yīng)?？倝簽閜o,平衡

時苯的轉(zhuǎn)化率為ɑ,環(huán)己烷的分壓為p,則反應(yīng)I的KP=(列出計算式即可，用平衡

分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

4.［全國∏2019?27,15分］環(huán)戊二烯(C)是重要的有機化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、

塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：

⑴已知：O(g)=O(g)+H2(g)?∕71=100.3kJ?moΓ'①

H2(g)+l2(g)=2HI(g)Δ∕∕2=-11.0kJ?mol'②

對于反應(yīng)：O(g)+I2(g)=O(g)+2HI(g)③AH3=kJ?moΓ',

(2)某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯(C)在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)③，起始總壓為IS，

Pa,平衡時總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為,該反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=Pa。達(dá)

到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有(填標(biāo)號)。

A.通入惰性氣體B.提高溫度

C.增加環(huán)戊烯濃度D.增加碘濃度

(3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二

烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是(填標(biāo)號)。

反應(yīng)時間Λι

A.T?>T2

B.4點的反應(yīng)速率小于C點的反應(yīng)速率

C.4點的正反應(yīng)速率大于人點的逆反應(yīng)速率

D.b點時二聚體的濃度為0.45mol?Lr

◎

Fe

(4)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵［Fe(C5H5)2,結(jié)構(gòu)簡式為◎］,后者廣泛應(yīng)用于航天、化

工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如圖所示，其中電解液為溶解有澳化鈉(電解質(zhì))和環(huán)

戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機溶劑)。

二二二NaBr

該電解池的陽極為,總反應(yīng)為____________________________________________

電解制備需要在無水條件下進(jìn)行，原因為。

5.［山東2021?20,12分］2一甲氧基一2一甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加劑，在催化

劑作用下，可通過甲醇與烯燃的液相反應(yīng)制得，體系中同時存在如下反應(yīng)：

反應(yīng)1:Cr+CH3OHT

TAME

八/K,∕?∕

反應(yīng)∏:I+CH3OH?TΔ∕∕2

B/°

TAME

反應(yīng)山：/^/AH、

回答下列問題：

⑴反應(yīng)I、n、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。

O-I-------->--------1--------?--------1--------1------->—1

0.(X)280.00290.0030().(X)3I

據(jù)圖判斷，A和B中相對穩(wěn)定的是_______(用系統(tǒng)命名法命名)；鬻的數(shù)值范圍是

ZA/72

(填標(biāo)號)。

A.<-lB.-l~0

C.0-1D.>1

(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LOmolTAME,控制溫度為

353K,測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為a。

已知反應(yīng)ΠI的平衡常數(shù)心=9.0,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)KH=。

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”“逆向移動”或“不移動”)；平衡時，A與CH3OH物質(zhì)的量

濃度之比C(A)：c(CH3OH)=.

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

CH3OHo控制溫度為353K,A、B物質(zhì)的量濃度C隨反應(yīng)時間/的變化如圖所示。代表B

的變化曲線為(填“X”或"Y")；t=IOoS時，反應(yīng)III的正反應(yīng)速率OlE逆反

6.［全國II2017?27,14分］丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮?/p>

下列問題：

(1)正丁烷94印0)脫氫制I-丁烯9出8)的熱化學(xué)方程式如下：

已知：①C4H∣0(g)=C4H8(g)+H2(g)AHi

②C4H10(g)+∣O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)Δ?=-119kJ?moΓ'

③%(g)+∣O2(g)=H2O(g)ΔW3=-242kJ-moΓ'

反應(yīng)①的AF為kJ?mollo圖甲是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的

關(guān)系圖，X_______0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施

是(填標(biāo)號)。

A.升高溫度B.降低溫度

C.增大壓強D.降低壓強

45.

4O.

35.

送30.

100興

M2

80>、5.

W20.

60世

屏.5

40然-

姻O

20,0

講L

5

0

(46

30040)500600700

陽

溫度

甲乙

(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催

化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氨氣等。圖乙為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中旨看7?的關(guān)系。

圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是

(3)圖丙為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈煌類

化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是、

;590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是

45

40

35

420460500540580620

反應(yīng)溫度/工

丙

考點3制氫的化學(xué)反應(yīng)原理

1.［湖南2022?16,13分］2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制

氫途徑?；卮鹣铝袉栴}：

(1)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(S)和ImOlHzθ(g),起始壓強

為0.2MPa時，發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣：

-

I.C(s)+H2O(g)-CO(g)+H2(g)?∕7l=+131.4kJ?mol'

1

II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔW2=-41.1kJ?mol

①下列說法正確的是;

A.平衡時向容器中充入惰性氣體，反應(yīng)I的平衡逆向移動

B.混合氣體的密度保持不變時，說明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡

C.平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)可能大于5

D.將炭塊粉碎，可加快反應(yīng)速率

②反應(yīng)平衡時，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為50%,CO的物質(zhì)的量為0.1mol?此時，整個體系

(填“吸收”或“放出”)熱量_______kJ,反應(yīng)I的平衡常數(shù)KP=(以分

壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(2)一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下：

再生塔

水蒸氣AgCl/Ad

質(zhì)子交換膜

2

①某溫度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，C(CO3^)：c(HCO3)=1:2,

則該溶液的pH=(該溫度下H2CO3的Ka∣=4.6X10，/^a2=5.0×Io-U)；

②再生塔中產(chǎn)生CO2的離子方程式為；

③利用電化學(xué)原理,將CO2電催化還原為C2H4,陰極反應(yīng)式為。

2.［河北2022?16,14分］氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗詺淙剂蠟榇淼娜剂想姵?/p>

有良好的應(yīng)用前景。

(l)298K時，lgH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,ImOlH?0⑴蒸發(fā)吸熱44kJ,表示H2

燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___________________________________________________________

(2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。

ICH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

∏CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

①下列操作中，能提高CHKg)平衡轉(zhuǎn)化率的是(填標(biāo)號)。

A.增加CHMg)用量

B.恒溫恒壓下通入惰性氣體

C.移除CO(g)

D.加入催化劑

②恒溫恒壓條件下，1molCHMg)和1molH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時，CHMg)的轉(zhuǎn)化率為ɑ,

CO2(g)的物質(zhì)的量為6mol,則反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=(寫出含有a、h的計算式；

γP(C)M(D)

對于反應(yīng)〃ZA(g)+“B(g)?pC(g)+qD(g),K=,.'.,X為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其

xXjl(?A√?Λll(kD/

他條件不變，H2O(g)起始量增加到5mol,達(dá)平衡時，a=0.90,6=0.65,平衡體系中H2(g)

的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

⑶氫氧燃料電池中氨氣在_______(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng)。

(4)在允許O?自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，C,,H2,,+2放電的電極反應(yīng)式為

3.［湖南2021?16,14分］氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易

儲運，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)鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵NNH-HN-H

鍵能E∕(kJ?mol,)946436.0390.8

在一定溫度下，利用催化劑將NE分解為N2和H2。回答下列問題：

⑴反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)AH=kJ?mol'；

(2)已知該反應(yīng)的ΔS=198.9Jmol'?K在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？

(填標(biāo)號)；

A.25℃B.125℃

C.225℃D.325℃

(3)某興趣小組對該反應(yīng)進(jìn)行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將0.1molNH3

通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時間的變化

曲線如圖所示。

①若保持容器體積不變，”時反應(yīng)達(dá)到平衡，用H2的濃度變化表示0?A時間內(nèi)的反應(yīng)

速率"H?）=mol?LIminr（用含Zl的代數(shù)式表示）；