專題12 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題-2021-2023高考化學(xué)真題分項匯編（全國通用）（解析版）

第第頁專題十二化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1．（2023·全國乙卷）硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。回答下列問題：(1)在氣氛中，的脫水熱分解過程如圖所示：根據(jù)上述實驗結(jié)果，可知，。(2)已知下列熱化學(xué)方程式：則的。(3)將置入抽空的剛性容器中，升高溫度發(fā)生分解反應(yīng)：(Ⅰ)。平衡時的關(guān)系如下圖所示。時，該反應(yīng)的平衡總壓、平衡常數(shù)。隨反應(yīng)溫度升高而(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)提高溫度，上述容器中進一步發(fā)生反應(yīng)(Ⅱ)，平衡時(用表示)。在時，，則，(列出計算式)?！敬鸢浮?1)41(2)(a+c-2b)(3)3增大(4)46.26【詳解】（1）由圖中信息可知，當(dāng)失重比為19.4%時，轉(zhuǎn)化為，則，解之得=4；當(dāng)失重比為38.8%時，轉(zhuǎn)化為，則，解之得y=1。（2）①②③根據(jù)蓋斯定律可知，①+③-②2可得，則(a+c-2b)。（3）將置入抽空的剛性容器中，升高溫度發(fā)生分解反應(yīng)：(Ⅰ)。由平衡時的關(guān)系圖可知,時，，則，因此，該反應(yīng)的平衡總壓3、平衡常數(shù)。由圖中信息可知，隨著溫度升高而增大，因此，隨反應(yīng)溫度升高而增大。（4）提高溫度，上述容器中進一步發(fā)生反應(yīng)(Ⅱ)，在同溫同壓下，不同氣體的物質(zhì)的量之比等于其分壓之比，由于僅發(fā)生反應(yīng)(Ⅰ)時，則，因此，平衡時。在時，，則、，聯(lián)立方程組消去，可得，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求出46.26，則，。2．（2023·全國甲卷）甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①

②

反應(yīng)③的，平衡常數(shù)(用表示)。(2)電噴霧電離等方法得到的(等)與反應(yīng)可得。與反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在和下(其他反應(yīng)條件相同)進行反應(yīng)，結(jié)果如下圖所示。圖中的曲線是(填“a”或“b”。、時的轉(zhuǎn)化率為(列出算式)。

(3)分別與反應(yīng)，體系的能量隨反應(yīng)進程的變化如下圖所示(兩者歷程相似，圖中以示例)。

(ⅰ)步驟Ⅰ和Ⅱ中涉及氫原子成鍵變化的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢，則與反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線(填“c”或“d”)。(ⅲ)與反應(yīng)，氘代甲醇的產(chǎn)量(填“＞”“＜”或“=”)。若與反應(yīng)，生成的氘代甲醇有種?！敬鸢浮?1)或(2)b(3)Ⅰc<2【詳解】（1）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)③=(反應(yīng)②-①)，所以對應(yīng)；根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式與熱化學(xué)方程式之間的關(guān)系可知，對應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)或，故答案為：；或；（2）根據(jù)圖示信息可知，縱坐標(biāo)表示-lg()，即與MO+的微粒分布系數(shù)成反比，與M+的微粒分布系數(shù)成正比。則同一時間內(nèi)，b曲線生成M+的物質(zhì)的量濃度比a曲線的小，證明化學(xué)反應(yīng)速率慢，又因同一條件下降低溫度化學(xué)反應(yīng)速率減慢，所以曲線b表示的是300K條件下的反應(yīng)；根據(jù)上述分析結(jié)合圖像可知，、時-lg()=0.1，則=10-0.1，利用數(shù)學(xué)關(guān)系式可求出，根據(jù)反應(yīng)可知，生成的M+即為轉(zhuǎn)化的，則的轉(zhuǎn)化率為；故答案為：b；；（3）(ⅰ)步驟Ⅰ涉及的是碳?xì)滏I的斷裂和氫氧鍵的形成，步驟Ⅱ中涉及碳氧鍵形成，所以符合題意的是步驟Ⅰ；(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢，則此時正反應(yīng)活化能會增大，根據(jù)圖示可知，與反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線c；(ⅲ)與反應(yīng)時，因直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，步驟Ⅰ的活化能增大，反應(yīng)速率會變慢，則CH2DOD更難獲得，故產(chǎn)率：<；根據(jù)反應(yīng)機理可知，若與反應(yīng)，生成的氘代甲醇可能為或共2種，故答案為：<；2。3．（2023·全國課標(biāo)卷）氨是最重要的化學(xué)品之一，我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計算反應(yīng)的。(2)研究表明，合成氨反應(yīng)在催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位，表示被吸附于催化劑表面的)。判斷上述反應(yīng)機理中，速率控制步驟(即速率最慢步驟)為(填步驟前的標(biāo)號)，理由是。(3)合成氨催化劑前驅(qū)體(主要成分為)使用前經(jīng)還原，生成包裹的。已知屬于立方晶系，晶胞參數(shù)，密度為，則晶胞中含有的原子數(shù)為(列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為)。(4)在不同壓強下，以兩種不同組成進料，反應(yīng)達(dá)平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)與溫度的計算結(jié)果如下圖所示。其中一種進料組成為，另一種為。(物質(zhì)i的摩爾分?jǐn)?shù)：)①圖中壓強由小到大的順序為，判斷的依據(jù)是。②進料組成中含有惰性氣體的圖是。③圖3中，當(dāng)、時，氮氣的轉(zhuǎn)化率。該溫度時，反應(yīng)的平衡常數(shù)(化為最簡式)?！敬鸢浮?1)(2)(ⅱ)在化學(xué)反應(yīng)中，最大的能壘為速率控制步驟，而斷開化學(xué)鍵的步驟都屬于能壘，由于的鍵能比H-H鍵的大很多，因此，在上述反應(yīng)機理中，速率控制步驟為(ⅱ)(3)(4)合成氨的反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，壓強越大平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)越大圖4【詳解】（1）在化學(xué)反應(yīng)中，斷開化學(xué)鍵要消耗能量，形成化學(xué)鍵要釋放能量，反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差，因此，由圖1數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)的。（2）由圖1中信息可知，的，則的鍵能為；的，則H-H鍵的鍵能為。在化學(xué)反應(yīng)中，最大的能壘為速率控制步驟，而斷開化學(xué)鍵的步驟都屬于能壘，由于的鍵能比H-H鍵的大很多，因此，在上述反應(yīng)機理中，速率控制步驟為(ⅱ)。（3）已知屬于立方晶系，晶胞參數(shù)，密度為，設(shè)其晶胞中含有的原子數(shù)為，則晶體密度，解之得，即晶胞中含有的原子數(shù)為。（4）①合成氨的反應(yīng)中，壓強越大越有利于氨的合成，因此，壓強越大平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)越大。由圖中信息可知，在相同溫度下，反應(yīng)達(dá)平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)，因此，圖中壓強由小到大的順序為，判斷的依據(jù)是：合成氨的反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，壓強越大平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)越大。②對比圖3和圖4中的信息可知，在相同溫度和相同壓強下，圖4中平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)較小。在恒壓下充入惰性氣體，反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小，各組分的分壓也減小，化學(xué)平衡要朝氣體分子數(shù)增大的方向移動，因此，充入惰性氣體不利于合成氨，進料組成中含有惰性氣體的圖是圖4。③圖3中，進料組成為兩者物質(zhì)的量之比為3:1。假設(shè)進料中氫氣和氮氣的物質(zhì)的量分別為3mol和1mol，達(dá)到平衡時氮氣的變化量為xmol，則有：當(dāng)、時，，解之得，則氮氣的轉(zhuǎn)化率，平衡時、、的物質(zhì)的量分別為、2、，其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為、、，則該溫度下因此，該溫度時，反應(yīng)的平衡常數(shù)。4．（2023·湖南卷）聚苯乙烯是一類重要的高分子材料，可通過苯乙烯聚合制得。Ⅰ．苯乙烯的制備(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①②③計算反應(yīng)④的；(2)在某溫度、下，向反應(yīng)器中充入氣態(tài)乙苯發(fā)生反應(yīng)④，其平衡轉(zhuǎn)化率為50%，欲將平衡轉(zhuǎn)化率提高至75%，需要向反應(yīng)器中充入水蒸氣作為稀釋氣(計算時忽略副反應(yīng))；(3)在、下，以水蒸氣作稀釋氣。作催化劑，乙苯除脫氫生成苯乙烯外，還會發(fā)生如下兩個副反應(yīng)：⑤⑥以上反應(yīng)體系中，芳香烴產(chǎn)物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性S()隨乙苯轉(zhuǎn)化率的變化曲線如圖所示，其中曲線b代表的產(chǎn)物是，理由是；

(4)關(guān)于本反應(yīng)體系中催化劑的描述錯誤的是_______；A．X射線衍射技術(shù)可測定晶體結(jié)構(gòu)B．可改變乙苯平衡轉(zhuǎn)化率C．降低了乙苯脫氫反應(yīng)的活化能D．改變顆粒大小不影響反應(yīng)速率Ⅱ．苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多種方法，其中一種方法的關(guān)鍵步驟是某(Ⅰ)的配合物促進(引發(fā)劑，X表示鹵素)生成自由基，實現(xiàn)苯乙烯可控聚合。(5)引發(fā)劑中活性最高的是；(6)室溫下，①在配體L的水溶液中形成，其反應(yīng)平衡常數(shù)為K；②在水中的溶度積常數(shù)為。由此可知，在配體L的水溶液中溶解反應(yīng)的平衡常數(shù)為(所有方程式中計量系數(shù)關(guān)系均為最簡整數(shù)比)?！敬鸢浮?1)+118(2)5(3)苯反應(yīng)④為主反應(yīng)，反應(yīng)⑤⑥為副反應(yīng)，苯乙烯的選擇性最大；在恒溫恒壓下，隨乙苯轉(zhuǎn)化率的增大，反應(yīng)⑤正向移動，反應(yīng)⑥不移動，則曲線b代表產(chǎn)物苯(4)BD(5)C6H5CH2Cl(6)K?Ksp【詳解】（1）根據(jù)蓋斯定律，將①-②-③可得C6H5C2H5(g)?C6H5CH=CH2(g)+H2(g)?H4=-4386.9kJ/mol-(-4263.1kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+118kJ/mol；答案為：+118；（2）設(shè)充入H2O(g)物質(zhì)的量為xmol；在某溫度、100kPa下，向反應(yīng)器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應(yīng)④。乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，可列三段式，此時平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為1.5mol，此時容器的體積為V；當(dāng)乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，可列三段式，此時乙苯、苯乙烯、H2物質(zhì)的量之和為1.75mol，混合氣的總物質(zhì)的量為(1.75+x)mol，在恒溫、恒壓時，體積之比等于物質(zhì)的量之比，此時容器的體積為；兩次平衡溫度相同，則平衡常數(shù)相等，則=，解得x=5；答案為：5；（3）曲線a芳香烴產(chǎn)物的選擇性大于曲線b、c芳香烴產(chǎn)物的選擇性，反應(yīng)④為主反應(yīng)，反應(yīng)⑤⑥為副反應(yīng)，則曲線a代表產(chǎn)物苯乙烯的選擇性；反應(yīng)④⑤的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，反應(yīng)⑥的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)；在913K、100kPa（即恒溫恒壓）下以水蒸氣作稀釋氣，乙苯的轉(zhuǎn)化率增大，即減小壓強，反應(yīng)④⑤都向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)⑥平衡不移動，故曲線b代表的產(chǎn)物是苯；答案為：苯；反應(yīng)④為主反應(yīng)，反應(yīng)⑤⑥為副反應(yīng)，苯乙烯的選擇性最大；在恒溫恒壓下，隨乙苯轉(zhuǎn)化率的增大，反應(yīng)⑤正向移動，反應(yīng)⑥不移動，則曲線b代表產(chǎn)物苯；（4）A．測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀，即用X射線衍射技術(shù)可測定Fe2O3晶體結(jié)構(gòu)，A項正確；B．催化劑不能使平衡發(fā)生移動，不能改變乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，B項錯誤；C．催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，故Fe2O3可降低乙苯脫氫反應(yīng)的活化能，C項正確；D．催化劑顆粒大小會影響接觸面積，會影響反應(yīng)速率，D項錯誤；答案選BD。（5）電負(fù)性Cl＞Br＞I，則極性C—Cl鍵＞C—Br鍵＞C—I鍵，則C6H5CH2Cl更易生成自由基，即活性最高的是C6H5CH2Cl；答案為：C6H5CH2Cl；（6）Cu+在配體L的水溶液中形成[Cu(L)2]+，則Cu++2L?[Cu(L)2]+的平衡常數(shù)K=；CuBr在水中的溶度積常數(shù)Ksp=c(Cu+)?c(Br-)；CuBr在配體L的水溶液中溶解反應(yīng)為CuBr+2L?[Cu(L)2]++Br-，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為==K?Ksp；答案為：K?Ksp。5．（2023·廣東卷）配合物廣泛存在于自然界，且在生產(chǎn)和生活中都發(fā)揮著重要作用。(1)某有機物能與形成橙紅色的配離子，該配離子可被氧化成淡藍(lán)色的配離子。①基態(tài)的電子軌道表示式為。②完成反應(yīng)的離子方程式：(2)某研究小組對(1)中②的反應(yīng)進行了研究。用濃度分別為的溶液進行了三組實驗，得到隨時間t的變化曲線如圖。

①時，在內(nèi)，的平均消耗速率=。②下列有關(guān)說法中，正確的有。A．平衡后加水稀釋，增大B．平衡轉(zhuǎn)化率：C．三組實驗中，反應(yīng)速率都隨反應(yīng)進程一直減小D．體系由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈{(lán)色所需時間：(3)R的衍生物L(fēng)可用于分離稀土。溶液中某稀土離子(用M表示)與L存在平衡：

研究組配制了L起始濃度與L起始濃度比不同的系列溶液，反應(yīng)平衡后測定其核磁共振氫譜。配體L上的某個特征H在三個物種中的化學(xué)位移不同，該特征H對應(yīng)吸收峰的相對峰面積S(體系中所有特征H的總峰面積計為1)如下表。01.0000ax0.64b0.400.60【注】核磁共振氫譜中相對峰面積S之比等于吸收峰對應(yīng)H的原子數(shù)目之比；“”表示未檢測到。①時，。②時，平衡濃度比。(4)研究組用吸收光譜法研究了(3)中M與L反應(yīng)體系。當(dāng)時，測得平衡時各物種隨的變化曲線如圖。時，計算M的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】(1)

HNO2(2)A、B(3)0.363：4或0.75(4)98%【詳解】（1）①基態(tài)的電子軌道表示式為

；②根據(jù)原子守恒可知離子方程式中需要增加HNO2。（2）①濃度分別為的溶液，反應(yīng)物濃度增加，反應(yīng)速率增大，據(jù)此可知三者對應(yīng)的曲線分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；時，在內(nèi)，觀察圖像可知的平均消耗速率為；②A．對于反應(yīng)HNO2，加水稀釋，平衡往粒子數(shù)增加的方向移動，含量增加，含量減小，增大，A正確；B．濃度增加，轉(zhuǎn)化率增加，故，B正確；C．觀察圖像可知，三組實驗反應(yīng)速率都是前期速率增加，后期速率減小，C錯誤；D．硝酸濃度越高，反應(yīng)速率越快，體系由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榈{(lán)色所需時間越短，故，D錯誤；故選AB。（3）①時，，且=0.64，得x=0.36；②相比于含有兩個配體，則與的濃度比應(yīng)為相對峰面積S的一半與的相對峰面積S之比，即。（4）；，由L守恒可知，則；則M的轉(zhuǎn)化率為。6．（2023·北京卷）尿素合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進步。(1)十九世紀(jì)初，用氰酸銀與在一定條件下反應(yīng)制得，實現(xiàn)了由無機物到有機物的合成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)二十世紀(jì)初，工業(yè)上以和為原料在一定溫度和壓強下合成尿素。反應(yīng)分兩步：?。蜕?；ⅱ．分解生成尿素。

結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖，下列說法正確的是(填序號)。a．活化能：反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb．ⅰ為放熱反應(yīng)，ⅱ為吸熱反應(yīng)c．(3)近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的溶液通至飽和，在電極上反應(yīng)生成，電解原理如圖所示。

①電極是電解池的極。②電解過程中生成尿素的電極反應(yīng)式是。(4)尿素樣品含氮量的測定方法如下。已知：溶液中不能直接用溶液準(zhǔn)確滴定。

①消化液中的含氮粒子是。②步驟ⅳ中標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和消耗的體積分別為和，計算樣品含氮量還需要的實驗數(shù)據(jù)有?！敬鸢浮?1)(2)ab(3)陽(4)樣品的質(zhì)量、步驟Ⅲ所加入溶液的體積和濃度【詳解】（1）根據(jù)原子守恒分析，二者反應(yīng)生成尿素和氯化銀，化學(xué)方程式是。答案為；（2）a．反應(yīng)ⅰ的活化能是，反應(yīng)ⅱ活化能是，，a項正確；b．從圖中反應(yīng)物和生成物能量的相對大小可看出反應(yīng)ⅰ放熱，反應(yīng)ⅱ吸熱，b項正確；c．總反應(yīng)的：，c項錯誤；故選ab。（3）①電極b上發(fā)生失電子生成的氧化反應(yīng)，是電解池的陽極。②a極硝酸根離子得電子轉(zhuǎn)化為尿素，再結(jié)合酸性環(huán)境可分析出電極反應(yīng)式為。答案為陽極；；（4）①尿素消化分解生成和，由于反應(yīng)中存在濃，則消化液中含氮粒子為。②除了已知數(shù)據(jù)外，還需要的是樣品的質(zhì)量、步驟ⅲ所加入溶液的體積和濃度。答案為；樣品的質(zhì)量、步驟Ⅲ所加入H2SO4溶液的體積和濃度。7．（2023·山東卷）一定條件下，水氣變換反應(yīng)的中間產(chǎn)物是。為探究該反應(yīng)過程，研究水溶液在密封石英管中的分子反應(yīng)：Ⅰ．Ⅱ．研究發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中，僅對反應(yīng)Ⅰ有催加速作用；反應(yīng)Ⅰ速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ，近似認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ建立平衡后始終處于平衡狀態(tài)。忽略水電離，其濃度視為常數(shù)。回答下列問題：(1)一定條件下，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為、，則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變(用含的代數(shù)式表示)。(2)反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率方程為：，k為反應(yīng)速率常數(shù)。溫度下，電離平衡常數(shù)為，當(dāng)平衡濃度為時，濃度為，此時反應(yīng)Ⅰ應(yīng)速率(用含和k的代數(shù)式表示)。(3)溫度下，在密封石英管內(nèi)完全充滿水溶液，使分解，分解產(chǎn)物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應(yīng)時間的變化關(guān)系如圖所示(忽略碳元素的其他存在形式)。時刻測得的濃度分別為，反應(yīng)Ⅱ達(dá)平衡時，測得的濃度為。體系達(dá)平衡后(用含y的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為。相同條件下，若反應(yīng)起始時溶液中同時還含有鹽酸，則圖示點中，的濃度峰值點可能是(填標(biāo)號)。與不同鹽酸相比，達(dá)濃度峰值時，濃度(填“增大”“減小”或“不變”)，的反應(yīng)(填“增大”“減小”或“不變”)。【答案】(1)－(2)(3)a減小不變【詳解】（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)II-反應(yīng)I＝水氣變換反應(yīng)，故水氣變換反應(yīng)的焓變＝－；（2）T1溫度時，HCOOH建立電離平衡：，c(HCOO－)＝c(H＋)，故c(H＋)＝。。（3）t1時刻時，c(CO)達(dá)到最大值，說明此時反應(yīng)I達(dá)平衡狀態(tài)。此時故t1時刻c(HCOOH)＝1.0－0.70－0.16＝0.14mol·L－1，K(I)＝。t1時刻→反應(yīng)II達(dá)平衡過程，則c(H2)＝b＋0.16＝y(tǒng)，b＝(y－0.16)mol·L－1，c(HCOOH)＝0.14－a－b＝0.3－a－y，c(CO)＝a＋0.7，K(I)＝，a＝。故＝，K(II)＝。加入0.1mol·L－1鹽酸后，H＋對反應(yīng)I起催化作用，加快反應(yīng)I的反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡所需時間，故CO濃度峰值提前，由于時間縮短，反應(yīng)Ⅱ消耗的HCOOH減小，體系中HCOOH濃度增大，導(dǎo)致CO濃度大于t1時刻的峰值，故c(CO)最有可能在a處達(dá)到峰值。此時c(CO2)會小于不含鹽酸的濃度，＝K(I)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，則的值不變。8．（2023·遼寧卷）硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析，該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數(shù)值已省略)如下圖所示。700℃左右有兩個吸熱峰，則此時分解生成的氧化物有SO2、和(填化學(xué)式)。

(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下)，副產(chǎn)物為亞硝基硫酸，主要反應(yīng)如下：NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述過程中NO2的作用為。(ⅱ)為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的需求，鉛室法最終被接觸法所代替，其主要原因是(答出兩點即可)。(3)接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol-1(ⅰ)為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度，繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略去)與溫度的關(guān)系如下圖所示，下列說法正確的是。

a．溫度越高，反應(yīng)速率越大b．α=0.88的曲線代表平衡轉(zhuǎn)化率c．α越大，反應(yīng)速率最大值對應(yīng)溫度越低d．可根據(jù)不同下的最大速率，選擇最佳生產(chǎn)溫度(ⅱ)為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學(xué)家對其進行了改良。不同催化劑下，溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如下圖所示，催化性能最佳的是(填標(biāo)號)。

(ⅲ)設(shè)O2的平衡分壓為p，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為αe，用含p和αe的代數(shù)式表示上述催化氧化反應(yīng)的Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算)?！敬鸢浮?1)CuOSO3(2)催化劑反應(yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、NO2可以溶解在硫酸中給產(chǎn)物硫酸帶來雜質(zhì)、產(chǎn)率不高（答案合理即可）(3)cdd【詳解】（1）根據(jù)圖示的熱重曲線所示，在700℃左右會出現(xiàn)兩個吸熱峰，說明此時CuSO4發(fā)生熱分解反應(yīng)，從TG圖像可以看出，質(zhì)量減少量為原CuSO4質(zhì)量的一半，說明有固體CuO剩余，還有其他氣體產(chǎn)出，此時氣體產(chǎn)物為SO2、SO3、O2，可能出現(xiàn)的化學(xué)方程式為3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，結(jié)合反應(yīng)中產(chǎn)物的固體產(chǎn)物質(zhì)量和氣體產(chǎn)物質(zhì)量可以確定，該反應(yīng)的產(chǎn)物為CuO、SO2、SO3、O2，故答案為CuO、SO3。（2）(i)根據(jù)所給的反應(yīng)方程式，NO2在反應(yīng)過程中線消耗再生成，說明NO2在反應(yīng)中起催化劑的作用；(ii)近年來，鉛室法被接觸法代替因為在反應(yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、同時作為催化劑的NO2可以溶解在硫酸中給產(chǎn)物硫酸帶來雜質(zhì)影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率不高（答案合理即可）。（3）(i)a．根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率下的反應(yīng)速率曲線可以看出，隨著溫度的升高反應(yīng)速率先加快后減慢，a錯誤；b．從圖中所給出的速率曲線可以看出，相同溫度下，轉(zhuǎn)化率越低反應(yīng)速率越快，但在轉(zhuǎn)化率小于88%的時的反應(yīng)速率圖像并沒有給出，無法判斷α=0.88的條件下是平衡轉(zhuǎn)化率，b錯誤；c．從圖像可以看出隨著轉(zhuǎn)化率的增大，最大反應(yīng)速率不斷減小，最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低，c正確；d．從圖像可以看出隨著轉(zhuǎn)化率的增大，最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低，這時可以根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率選擇合適的反應(yīng)溫度以減少能源的消耗，d正確；故答案選cd；(ii)為了提高催化劑的綜合性能，科學(xué)家對催化劑進行了改良，從圖中可以看出標(biāo)號為d的催化劑V-K-Cs-Ce對SO2的轉(zhuǎn)化率最好，產(chǎn)率最佳，故答案選d；(iii)利用分壓代替濃度計算平衡常數(shù)，反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp===；設(shè)SO2初始量為mmol，則平衡時n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe)，n(SO3)=m·αe，Kp==，故答案為。9．（2023·湖北卷）納米碗是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，可以由分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。的反應(yīng)機理和能量變化如下：

回答下列問題：(1)已知中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為和，H-H鍵能為。估算的。(2)圖示歷程包含個基元反應(yīng)，其中速率最慢的是第個。(3)納米碗中五元環(huán)和六元環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)目分別為、。(4)1200K時，假定體系內(nèi)只有反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)過程中壓強恒定為(即的初始壓強)，平衡轉(zhuǎn)化率為α，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(5)及反應(yīng)的(為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。已知本實驗條件下，(R為理想氣體常數(shù)，c為截距)。圖中兩條線幾乎平行，從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因是。

(6)下列措施既能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，又能增大生成的反應(yīng)速率的是(填標(biāo)號)。a．升高溫度

b．增大壓強

c．加入催化劑【答案】(1)128(2)33(3)610(4)(5)在反應(yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同(6)a【詳解】（1）由和的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出，中斷裂了2根碳?xì)滏I，形成了1根碳碳鍵，所以的=，故答案為：128；（2）由反應(yīng)歷程可知，包含3個基元反應(yīng)，分別為：，,,其中第三個的活化能最大，反應(yīng)速率最慢，故答案為：3；3；（3）由的結(jié)構(gòu)分析，可知其中含有1個五元環(huán)，10個六元環(huán)，每脫兩個氫形成一個五元環(huán)，則總共含有6個五元環(huán)，10個六元環(huán)，故答案為：6；10；（4）1200K時，假定體系內(nèi)只有反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)過程中壓強恒定為(即的初始壓強)，平衡轉(zhuǎn)化率為α，設(shè)起始量為1mol，則根據(jù)信息列出三段式為：則，，，該反應(yīng)的平衡常數(shù)=，故答案為：；（5）及反應(yīng)的(為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關(guān)系如圖。圖中兩條線幾乎平行，說明斜率幾乎相等，根據(jù)(R為理想氣體常數(shù)，c為截距)可知，斜率相等，則說明焓變相等，因為在反應(yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同，故答案為：在反應(yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同；（6）a．由反應(yīng)歷程可知，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫，反應(yīng)正向進行，提高了平衡轉(zhuǎn)化率反應(yīng)速率也加快，a符合題意；b．由化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)為正向體積增大的反應(yīng)，加壓，反應(yīng)逆向進行，降低了平衡轉(zhuǎn)化率，b不符合題意；c．加入催化劑，平衡不移動，不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，c不符合題意；故答案為：a。10．（2023·浙江卷）水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng)，可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng)：

該反應(yīng)分兩步完成：

請回答：(1)。(2)恒定總壓和水碳比[]投料，在不同條件下達(dá)到平衡時和的分壓(某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))如下表：條件10.400.400條件20.420.360.02①在條件1下，水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)。②對比條件1，條件2中產(chǎn)率下降是因為發(fā)生了一個不涉及的副反應(yīng)，寫出該反應(yīng)方程式。(3)下列說法正確的是______。A．通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避免混入B．恒定水碳比，增加體系總壓可提高的平衡產(chǎn)率C．通入過量的水蒸氣可防止被進一步還原為D．通過充入惰性氣體增加體系總壓，可提高反應(yīng)速率(4)水煤氣變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，需在多個催化劑反應(yīng)層間進行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱(如圖1所示)，保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進行。

①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中b-c段對應(yīng)降溫操作的過程，實現(xiàn)該過程的一種操作方法是。A．按原水碳比通入冷的原料氣

B．噴入冷水(蒸氣)

C．通過熱交換器換熱②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫，在圖3中作出平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線。(5)在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，水煤氣變換反應(yīng)的歷程包含反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應(yīng)及產(chǎn)物分子脫附等過程。隨著溫度升高，該反應(yīng)的反應(yīng)速率先增大后減小，其速率減小的原因是?！敬鸢浮?1)6(2)2CO+3H2?CH4+H2O(3)AC(4)AC

(5)溫度過高時，不利于反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附，從而導(dǎo)致其反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低，反應(yīng)速率減?。粶囟冗^高還會導(dǎo)致催化劑的活性降低，從而使化學(xué)反應(yīng)速率減小【詳解】（1）設(shè)方程式①

②

③

根據(jù)蓋斯定律可知，③=①-②，則；（2）①條件1下沒有甲烷生成，只發(fā)生了水煤氣變換反應(yīng)，該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)。設(shè)在條件1下平衡時容器的總體積為V，水蒸氣和一氧化碳的投料分別為12mol和5mol，參加反應(yīng)的一氧化碳為xmol，根據(jù)已知信息可得以下三段式：，解得x=4；則平衡常數(shù)；②根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，有甲烷生成，且該副反應(yīng)沒有二氧化碳參與，且氫氣的產(chǎn)率降低，則該方程式為：CO+3H2?CH4+H2O；（3）A．一氧化碳和氫氣都可以和氧氣反應(yīng)，則通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避免混入，A正確；B．該反應(yīng)前后氣體計量系數(shù)相同，則增加體系總壓平衡不移動，不能提高平衡產(chǎn)率，B錯誤；C．通入過量的水蒸氣可以促進四氧化三鐵被氧化為氧化鐵，水蒸氣不能將鐵的氧化物還原為單質(zhì)鐵，但過量的水蒸氣可以降低體系中CO和H2的濃度，從而防止鐵的氧化物被還原為單質(zhì)鐵，C正確；D．若保持容器的體積不變，通過充入惰性氣體增加體系總壓，反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變，D錯誤；故選AC；（4）①A．按原水碳比通入冷的原料氣，可以降低溫度，同時化學(xué)反應(yīng)速率稍減小，導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率稍減小，與圖中變化相符，A正確；B．噴入冷水(蒸氣)，可以降低溫度，但是同時水蒸氣的濃度增大，會導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率增大，與圖中變化不符，B錯誤；C．通過熱交換器換熱，可以降低溫度，且不改變投料比，同時化學(xué)反應(yīng)速率稍減小，導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率稍減小，與圖中變化相符，C正確；故選AC；②增大水蒸氣的濃度，平衡正向移動，則一氧化碳的的平衡轉(zhuǎn)化率增大，會高于原平衡線，故圖像為：

；（5）反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附是一個放熱的快速過程，溫度過高時，不利于反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附，從而導(dǎo)致其反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低，反應(yīng)速率減??；溫度過高還會導(dǎo)致催化劑的活性降低，從而使化學(xué)反應(yīng)速率減小。11．（2023·浙江卷）“碳達(dá)峰·碳中和”是我國社會發(fā)展重大戰(zhàn)略之一，還原是實現(xiàn)“雙碳”經(jīng)濟的有效途徑之一，相關(guān)的主要反應(yīng)有：Ⅰ：Ⅱ：請回答：(1)有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率的條件是___________。A．低溫低壓 B．低溫高壓 C．高溫低壓 D．高溫高壓(2)反應(yīng)的，(用表示)。(3)恒壓、時，和按物質(zhì)的量之比投料，反應(yīng)經(jīng)如下流程(主要產(chǎn)物已標(biāo)出)可實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)化。①下列說法正確的是。A．可循環(huán)利用，不可循環(huán)利用B．過程ⅱ，吸收可促使氧化的平衡正移C．過程ⅱ產(chǎn)生的最終未被吸收，在過程ⅲ被排出D．相比于反應(yīng)Ⅰ，該流程的總反應(yīng)還原需吸收的能量更多②過程ⅱ平衡后通入，測得一段時間內(nèi)物質(zhì)的量上升，根據(jù)過程ⅲ，結(jié)合平衡移動原理，解釋物質(zhì)的量上升的原因。(4)還原能力可衡量轉(zhuǎn)化效率，(同一時段內(nèi)與的物質(zhì)的量變化量之比)。①常壓下和按物質(zhì)的量之比投料，某一時段內(nèi)和的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖1，請在圖2中畫出間R的變化趨勢，并標(biāo)明時R值。②催化劑X可提高R值，另一時段內(nèi)轉(zhuǎn)化率、R值隨溫度變化如下表：溫度/℃480500520550轉(zhuǎn)化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列說法不正確的是A．R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應(yīng)Ⅱ的速率B．溫度越低，含氫產(chǎn)物中占比越高C．溫度升高，轉(zhuǎn)化率增加，轉(zhuǎn)化率降低，R值減小D．改變催化劑提高轉(zhuǎn)化率，R值不一定增大【答案】(1)C(2)(3)BC通入分解平衡正移，導(dǎo)致增大，促進還原平衡正移(4)C【詳解】（1）反應(yīng)Ⅰ為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ為氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，△H>0，升高溫度，平衡右移，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大；降低壓強，平衡右移，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大，故有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓；答案選C；（2）已知：Ⅰ：Ⅱ：根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ+Ⅱ2得反應(yīng)；故△H1+2△H2=+329，；（3）①A．根據(jù)流程可知，轉(zhuǎn)化為Fe，F(xiàn)e又轉(zhuǎn)化為，可循環(huán)利用；CaCO3受熱分解生成和CO2,又與CO2反應(yīng)生成CaCO3，也可循環(huán)利用，選項A錯誤；B．過程ⅱ，吸收使?jié)舛冉档?，促進氧化的平衡正移，選項B正確；C．過程ⅱ吸收而產(chǎn)生的最終未被吸收，在過程ⅲ被排出，選項C正確；D．焓變只與起始物質(zhì)的量有關(guān)，與過程無關(guān)，故相比于反應(yīng)Ⅰ，該流程的總反應(yīng)還原需吸收的能量一樣多，選項D錯誤；答案選BC；②通入分解平衡正移，導(dǎo)致增大，促進還原平衡正移，故過程ⅱ平衡后通入，測得一段時間內(nèi)物質(zhì)的量上升；（4）①600℃以下，甲烷轉(zhuǎn)化率隨溫度升高增大程度大于二氧化碳轉(zhuǎn)化率，該階段R減小，600℃以上，二氧化碳轉(zhuǎn)化率隨溫度升高增大程度大于甲烷轉(zhuǎn)化率，該階段R增大，根據(jù)圖1可知時，轉(zhuǎn)化率為100%，即=1mol,轉(zhuǎn)化率為60%,即=3mol60%=1.8mol，故==1.8，故間R的變化趨勢如圖：②A．R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應(yīng)Ⅱ的速率，使單位時間內(nèi)反應(yīng)Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率增大，增大的倍數(shù)比大，則R提高，選項A正確；B．根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度越低，轉(zhuǎn)化率越小，而R越大，增大的倍數(shù)比大，含氫產(chǎn)物中占比越高，選項B正確；C．溫度升高，轉(zhuǎn)化率增加，轉(zhuǎn)化率也增大，且兩個反應(yīng)中的轉(zhuǎn)化率均增大，增大倍數(shù)多，故R值增大，選項C不正確；D．改變催化劑使反應(yīng)有選擇性按反應(yīng)Ⅰ而提高轉(zhuǎn)化率，若轉(zhuǎn)化率減小，則R值不一定增大，選項D正確；答案選C。1．（2022·全國乙卷）油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①

②

③

計算熱分解反應(yīng)④的。(2)較普遍采用的處理方法是克勞斯工藝。即利用反應(yīng)①和②生成單質(zhì)硫。另一種方法是：利用反應(yīng)④高溫?zé)岱纸?。相比克勞斯工藝，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點是，缺點是。(3)在、反應(yīng)條件下，將的混合氣進行熱分解反應(yīng)。平衡時混合氣中與的分壓相等，平衡轉(zhuǎn)化率為，平衡常數(shù)。(4)在、反應(yīng)條件下，對于分別為、、、、的混合氣，熱分解反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如下圖所示。①越小，平衡轉(zhuǎn)化率，理由是。②對應(yīng)圖中曲線，計算其在之間，分壓的平均變化率為。【答案】(1)170(2)副產(chǎn)物氫氣可作燃料耗能高(3)50%4.76(4)越高n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分壓越小，平衡向正反應(yīng)方向進行，H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高d24.9【詳解】（1）已知：①2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(g)

ΔH1＝－1036kJ/mol②4H2S(g)+2SO2(g)＝3S2(g)+4H2O(g)

ΔH2＝94kJ/mol③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)

ΔH3＝－484kJ/mol根據(jù)蓋斯定律(①+②)×－③即得到2H2S(g)＝S2(g)+2H2(g)的ΔH4＝（－1036+94）kJ/mol×+484kJ/mol＝170kJ/mol；（2）根據(jù)蓋斯定律(①+②)×可得2H2S(g)+O2(g)＝S2(g)+2H2O(g)ΔH＝(－1036+94)kJ/mol×=－314kJ/mol，因此，克勞斯工藝的總反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)硫化氫分解的化學(xué)方程式可知，高溫?zé)岱纸夥椒ㄔ谏蓡钨|(zhì)硫的同時還有氫氣生成。因此，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點是：可以獲得氫氣作燃料；但由于高溫分解H2S會消耗大量能量，所以其缺點是耗能高；（3）假設(shè)在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和4mol，根據(jù)三段式可知：平衡時H2S和H2的分壓相等，則二者的物質(zhì)的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為，所以平衡常數(shù)Kp＝＝≈4.76kPa；（4）①由于正反應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分壓越小，相當(dāng)于降低壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，因此H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高；②n(H2S):n(Ar)越小，H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高，所以n(H2S):n(Ar)＝1:9對應(yīng)的曲線是d；根據(jù)圖象可知n(H2S):n(Ar)＝1:9反應(yīng)進行到0.1s時H2S轉(zhuǎn)化率為0.24。假設(shè)在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和9mol，則根據(jù)三段式可知此時H2S的壓強為≈7.51kPa，H2S的起始壓強為10kPa，所以H2S分壓的平均變化率為＝24.9kPa·s－1。2．（2022·全國甲卷）金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途，目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石轉(zhuǎn)化為，再進一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}：(1)轉(zhuǎn)化為有直接氯化法和碳氯化法。在時反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下：(ⅰ)直接氯化：(ⅱ)碳氯化：①反應(yīng)的為，Pa。②碳氯化的反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)大于直接氯化，其原因是。③對于碳氯化反應(yīng)：增大壓強，平衡移動(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)在，將、C、以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計算結(jié)果如圖所示。①反應(yīng)的平衡常數(shù)。②圖中顯示，在平衡時幾乎完全轉(zhuǎn)化為，但實際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度，其原因是。(3)碳氯化是一個“氣—固—固”反應(yīng)，有利于“固—固”接觸的措施是?！敬鸢浮?1)-2231.2×1014碳氯化反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，?H小于0，是熵增、放熱過程，熵判據(jù)與焓判據(jù)均是自發(fā)過程，而直接氯化的體系氣體分子數(shù)不變、且是吸熱過程向左變小(2)7.2×105為了提高反應(yīng)速率，在相同時間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品，提高效益(3)將兩固體粉碎后混合，同時鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”【詳解】（1）①根據(jù)蓋斯定律，將“反應(yīng)ⅱ-反應(yīng)ⅰ”得到反應(yīng)2C(s)+O2(g)=2CO(g)，則?H=-51kJ/mol-172kJ/mol=-223kJ/mol；則Kp===1.2×1014Pa；②碳氯化的反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)大于直接氯化，因為碳氯化反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，?H小于0，是熵增、放熱過程，熵判據(jù)與焓判據(jù)均是自發(fā)過程，而直接氯化的體系氣體分子數(shù)不變、且是吸熱過程；③對應(yīng)碳氯化反應(yīng)，氣體分子數(shù)增大，依據(jù)勒夏特列原理，增大壓強，平衡往氣體分子數(shù)減少的方向移動，即平衡向左移動；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡往吸熱方向移動，即向左移動，則平衡轉(zhuǎn)化率變小。（2）①從圖中可知，1400℃，體系中氣體平衡組成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反應(yīng)C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1400℃)==Pa=7.2×105Pa；②實際生產(chǎn)中需要綜合考慮反應(yīng)的速率、產(chǎn)率等，以達(dá)到最佳效益，實際反應(yīng)溫度遠(yuǎn)高于200℃，就是為了提高反應(yīng)速率，在相同時間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品。（3）固體顆粒越小，比表面積越大，反應(yīng)接觸面積越大。有利于TiO2–C“固-固”接觸，可將兩者粉碎后混合，同時鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”，增大接觸面積。3．（2022·天津卷）天津地處環(huán)渤海灣，海水資源豐富?？蒲腥藛T把鐵的配合物(L為配體)溶于弱堿性的海水中，制成吸收液，將氣體轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，改進了濕法脫硫工藝。該工藝包含兩個階段：①的吸收氧化；②的再生。反應(yīng)原理如下：①

②

回答下列問題：(1)該工藝的總反應(yīng)方程式為。1mol發(fā)生該反應(yīng)的熱量變化為，在總反應(yīng)中的作用是。(2)研究不同配體與所形成的配合物(A、B、C)對吸收轉(zhuǎn)化率的影響。將配合物A、B、C分別溶于海水中，配成相同物質(zhì)的量濃度的吸收液，在相同反應(yīng)條件下，分別向三份吸收液持續(xù)通入，測得單位體積吸收液中吸收轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線如圖1所示。以由100%降至80%所持續(xù)的時間來評價鐵配合物的脫硫效率，結(jié)果最好的是(填“A”、“B”或“C”)。(3)的電離方程式為。25℃時，溶液中、、在含硫粒子總濃度中所占分?jǐn)?shù)隨溶液pH的變化關(guān)系如圖2，由圖2計算，的，。再生反應(yīng)在常溫下進行，解離出的易與溶液中的形成沉淀。若溶液中的，，為避免有FeS沉淀生成，應(yīng)控制溶液pH不大于(已知25℃時，F(xiàn)eS的為)?！敬鸢浮?1)(或)放出熱量作催化劑或降低反應(yīng)活化能(2)A(3)或8【詳解】（1）將第一個方程式2倍加上第二個方程式得到該工藝的總反應(yīng)方程式為(或)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，因此1mol發(fā)生該反應(yīng)的熱量變化為放出熱量，參與了化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)前后量沒有改變，因此在總反應(yīng)中的作用是作催化劑或降低反應(yīng)活化能；故答案為：(或)；放出熱量；作催化劑或降低反應(yīng)活化能。（2）根據(jù)圖中信息以由100%降至80%所持續(xù)的時間來評價鐵配合物的脫硫效率，A持續(xù)時間最短，說明A的脫硫效率最高，因此結(jié)果最好的A；故答案為：A。（3）是二元弱酸，其電離是一步一步電離，主要以第一步電離為主，因此其電離方程式為或；根據(jù)題意pH=7時、的所占分?jǐn)?shù)相等，因此的，pH=13時、的所占分?jǐn)?shù)相等，則。再生反應(yīng)在常溫下進行，解離出的易與溶液中的形成沉淀。若溶液中的，根據(jù)得到，根據(jù)和，得到，pH=8，因此為避免有FeS沉淀生成，應(yīng)控制溶液pH不大于8；故答案為：或；；；8。4．（2022·福建卷）異丙醇可由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化得到，催化異丙醇脫水制取高值化學(xué)品丙烯的工業(yè)化技術(shù)已引起人們的關(guān)注，其主要反應(yīng)如下：Ⅰ.Ⅱ.回答下列問題：(1)已知，則燃燒生成和的熱化學(xué)方程式為。(2)在下，剛性密閉容器中的反應(yīng)體系內(nèi)水蒸氣濃度與反應(yīng)時間關(guān)系如下表：反應(yīng)時間04812t20濃度024403200360040004100①內(nèi)，；②t16(填“>”“<”或“=”)。(3)在恒溫剛性密閉容器中，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均達(dá)到平衡的判據(jù)是(填標(biāo)號)。a.的分壓不變

b.混合氣體密度不變c.

d.(4)在一定條件下，若反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的轉(zhuǎn)化率分別為98%和40%，則丙烯的產(chǎn)率為。(5)下圖為反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ達(dá)到平衡時與溫度的關(guān)系曲線。(已知：對于可逆反應(yīng)，任意時刻，式中)表示物質(zhì)×的分壓)①在恒壓平衡體系中充入少量水蒸氣時，反應(yīng)Ⅰ的的狀態(tài)最有可能對應(yīng)圖中的點(填“甲”“乙”或“丙”)，判斷依據(jù)是。②時，在密閉容器中加入一定量的，體系達(dá)到平衡后，測得的分壓為，則水蒸氣的分壓為(用含x的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮?1)(2)190>(3)ad(4)58.8%(5)甲反應(yīng)I平衡曲線為N，恒壓時充入水蒸氣，【詳解】（1）設(shè)Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得。（2）①內(nèi)，，則；②、、，△c(H2O)逐漸減小，說明反應(yīng)速率減小，內(nèi)，Δc(H2O)=400ppm，內(nèi)，Δc(H2O)=400ppm，則t-12>4，即t>16。（3）a．H2O的分壓不變，則C3H6的分壓也不變，反應(yīng)1、Ⅱ各組分分壓不變，反應(yīng)1、Ⅱ均達(dá)到平衡，a正確；b．反應(yīng)物和生成物均為氣體，混合氣體的總質(zhì)量不變，剛性密閉容器體積不變，則混合氣體密度不變，不能作為反應(yīng)I、Ⅱ均達(dá)到平衡的判據(jù)，b錯誤；c．當(dāng)時，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡，不能作為反應(yīng)1、Ⅱ均達(dá)到平衡的判據(jù)，c錯誤；d．，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)I達(dá)平衡，各組分分壓不變，C3H6的分壓不變，說明反應(yīng)Ⅱ也達(dá)平衡，d正確；故選ad。（4）設(shè)C3H8O的物質(zhì)的量為1mol，若lmolC3H8O完全反應(yīng)，理論上生成1molC3H6，因為反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的轉(zhuǎn)化率分別為98%和40%，反應(yīng)I生成1mol×98%=0.98molC3H6，反應(yīng)Ⅱ消耗了40%C3H6，則達(dá)平衡時C3H6的物質(zhì)的量為0.98mol×(1-40%)=0.588mol，所以丙烯的產(chǎn)率為=58.8%。（5）①反應(yīng)I為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，則升高溫度，反應(yīng)I正向移動，逐漸增大，反應(yīng)Ⅱ逆向移動，逐漸減小，即反應(yīng)I為平衡曲線為N，反應(yīng)Ⅱ平衡曲線為M；在350℃恒壓平衡體系中充入少量水蒸氣時，對于反應(yīng)I而言，相當(dāng)于增大生成物濃度，使得>，即lg增大，反應(yīng)I的狀態(tài)最有可能對應(yīng)圖中的甲；②由圖可知，350°C時達(dá)平衡后，=0，則350℃時==1，設(shè)水蒸氣的平衡分壓為aMPa，則反應(yīng)II的C3H6起始分壓為aMPa，對反應(yīng)Ⅱ列三段式有，解得a=MPa。5．（2022·重慶卷）反應(yīng)在工業(yè)上有重要應(yīng)用。(1)該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示。溫度/℃7008008301000平衡常數(shù)1.671.111.000.59①反應(yīng)的△H0(填“>”“<”或“=”)。②反應(yīng)常在較高溫度下進行，該措施的優(yōu)缺點是。(2)該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進行，其工作原理如圖所示。①利用平衡移動原理解釋反應(yīng)器存在Pd膜時具有更高轉(zhuǎn)化率的原因是。②某溫度下，H2在Pd膜表面上的解離過程存在如下平衡：，其正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)小于逆反應(yīng)的活化能。下列說法錯誤的是。A．Pd膜對氣體分子的透過具有選擇性B．過程2的△H＞0C．加快Pd膜內(nèi)H原子遷移有利于H2的解離D．H原子在Pd膜表面上結(jié)合為H2的過程為放熱反應(yīng)③同溫同壓下，等物質(zhì)的量的CO和H2O通入無Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%；若換成Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，則相同時間內(nèi)出口a和出口b中H2的質(zhì)量比為。(3)該反應(yīng)也可采用電化學(xué)方法實現(xiàn)，反應(yīng)裝置如圖所示。①固體電解質(zhì)采用(填“氧離子導(dǎo)體”或“質(zhì)子導(dǎo)體”)。②陰極的電極反應(yīng)式為。③同溫同壓下，相同時間內(nèi)，若進口Ⅰ處n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ處氣體體積為進口Ⅰ處的y倍，則CO的轉(zhuǎn)化率為(用a，b，y表示)?！敬鸢浮?1)優(yōu)點是升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低(2)Pd膜能選擇性分離出H2，平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大BD1:8(3)質(zhì)子導(dǎo)體【詳解】（1）①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，；②優(yōu)點是升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低；（2）①Pd膜能選擇性分離出H2，平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大；②A.Pd膜只允許通過，不允許通過，對氣體分子的透過具有選擇性，A正確；B.過程正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)小于逆反應(yīng)的活化能，，B錯誤；C.加快Pd膜內(nèi)H原子遷移，平衡正向移動，有利于的解離，C正確；D.為放熱過程，H原子在Pd膜表面上結(jié)合為的過程為吸熱反應(yīng)，D錯誤；故選BD；③根據(jù)反應(yīng)，設(shè)通入的為1mol，無膜情況下一氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則平衡時CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物質(zhì)的量分別為0.25mol、0.25mol、0.75mol、0.75mol，可計算出此溫度下平衡常數(shù)K=9；有膜情況下一氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，則平衡時CO、H2O(g)、CO2、H2的平衡物質(zhì)的量分別為0.1mol、0.1mol、0.9mol、0.9mol(a口和b口總量，其中只有a口的處于平衡體系)，設(shè)a口產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量為xmol，則，解得x=0.1，則出口a產(chǎn)生的為0.1mol，出口b的為0.9mol-0.1mol=0.8mol，質(zhì)量比為1:8；（3）①電解時，一氧化碳和水從均從陽極口進入，陽極一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，則氫氣要在陰極產(chǎn)生，故陽極產(chǎn)生二氧化碳的同時產(chǎn)生氫離子，氫離子通過固體電解質(zhì)進入陰極附近得電子產(chǎn)生氫氣，故固體電解質(zhì)應(yīng)采用質(zhì)子導(dǎo)體；②電解時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：；③根據(jù)三段式：，出口Ⅰ處氣體為體積為x，進口Ⅰ處的氣體體積為，則，CO的轉(zhuǎn)化率為：。6．（2022·遼寧卷）工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項重大突破，目前已有三位科學(xué)家因其獲得諾貝爾獎，其反應(yīng)為：?；卮鹣铝袉栴}：(1)合成氨反應(yīng)在常溫下(填“能”或“不能”)自發(fā)。(2)溫(填“高”或“低”，下同)有利于提高反應(yīng)速率，溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，綜合考慮催化劑(鐵觸媒)活性等因素，工業(yè)常采用。針對反應(yīng)速率與平衡產(chǎn)率的矛盾，我國科學(xué)家提出了兩種解決方案。(3)方案一：雙溫-雙控-雙催化劑。使用雙催化劑，通過光輻射產(chǎn)生溫差(如體系溫度為時，的溫度為，而的溫度為)。下列說法正確的是。a．氨氣在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率b．在“熱Fe”表面斷裂，有利于提高合成氨反應(yīng)速率c．“熱Fe”高于體系溫度，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率d．“冷Ti”低于體系溫度，有利于提高合成氨反應(yīng)速率(4)方案二：復(fù)合催化劑。下列說法正確的是。a．時，復(fù)合催化劑比單一催化劑效率更高b．同溫同壓下，復(fù)合催化劑有利于提高氨的平衡產(chǎn)率c．溫度越高，復(fù)合催化劑活性一定越高(5)某合成氨速率方程為：，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，；實驗1mnpq22mnp2q3mn0.1p10q4m2np2.828q在合成氨過程中，需要不斷分離出氨的原因為。a．有利于平衡正向移動

b．防止催化劑中毒

c．提高正反應(yīng)速率(6)某種新型儲氫材料的晶胞如圖，八面體中心為M金屬離子，頂點均為配體；四面體中心為硼原子，頂點均為氫原子。若其摩爾質(zhì)量為，則M元素為(填元素符號)；在該化合物中，M離子的價電子排布式為。【答案】(1)能(2)高低(3)ab(4)a(5)-1a(6)Fe3d6【詳解】（1），則?G=?H-T?S=(-92.4+0.2×298)kJ?mol-1=-32.4kJ?mol-1＜0，所以合成氨反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進行。答案為：能；（2）溫度越高，反應(yīng)速率越快，所以高溫有利于提高反應(yīng)速率；因為正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以低溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率。答案為：高；低；（3）a．因為正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以低溫有利于平衡正向移動，氨氣在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率，a正確；b．溫度升高，反應(yīng)速率加快，所以在“熱Fe”表面斷裂，有利于提高合成氨反應(yīng)速率，b正確；c．合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，“熱Fe”高于體系溫度，不利于提高氨的平衡產(chǎn)率，c不正確；d．溫度升高，可提高合成氨反應(yīng)的速率，所以“冷Ti”低于體系溫度，不利于提高合成氨反應(yīng)速率，d不正確；故選ab。答案為：ab；（4）a．從圖中可以看出，時，復(fù)合催化劑比單一催化劑的反應(yīng)速率快，催化效率更高，a正確；b．催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能改變平衡產(chǎn)率，所以同溫同壓下，復(fù)合催化劑不能提高氨的平衡產(chǎn)率，b不正確；c．雖然圖中顯示溫度高反應(yīng)速率快，但溫度高到一定程度后，復(fù)合催化劑活性就可能不變或變低，c不正確；故選a。答案為：a；（5）選擇實驗1和3進行分析，此時，則γ=-1；a．在合成氨過程中，需要不斷分離出氨，有利于平衡正向移動，a正確；b．氨是在該催化劑的催化作用下生成，不會使催化劑中毒，b不正確；c．分離出氨，并沒有增大反應(yīng)物的濃度，所以不會提高正反應(yīng)速率，c不正確；故選a。答案為：-1；a；（6）從圖中信息可以進行以下計算：含黑球的數(shù)目為=4，含白球的數(shù)目為8，則黑球與白球的個數(shù)比為1:2。黑球的化學(xué)式為，白球的化學(xué)式為。從而得出M+17×6+15×2=188，M=56，則M元素為Fe；在該化合物中，F(xiàn)e2+的價電子排布式為3d6。答案為：Fe；3d6?！军c睛】計算晶胞中所含微粒數(shù)目時，可采用均攤法。7．（2022·江蘇卷）氫氣是一種清潔能源，綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。(1)“熱電循環(huán)制氫”經(jīng)過溶解、電解、熱水解和熱分解4個步驟，其過程如圖所示。①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進行。陽極區(qū)為酸性溶液，陰極區(qū)為鹽酸，電解過程中轉(zhuǎn)化為。電解時陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為(用電極反應(yīng)式表示)。②電解后，經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過程中，發(fā)生化合價變化的元素有(填元素符號)。(2)“熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收制得的溶液反應(yīng)，生成、和；再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe。①實驗中發(fā)現(xiàn)，在時，密閉容器中溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有生成并放出，該反應(yīng)的離子方程式為。②隨著反應(yīng)進行，迅速轉(zhuǎn)化為活性，活性是轉(zhuǎn)化為的催化劑，其可能反應(yīng)機理如圖所示。根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律。如圖所示的反應(yīng)步驟Ⅰ可描述為。③在其他條件相同時，測得Fe的轉(zhuǎn)化率、的產(chǎn)率隨變化如題圖所示。的產(chǎn)率隨增加而增大的可能原因是。(3)從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與資源綜合利用角度分析，“熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點是。【答案】(1)Cu、O(2)吸附在催化劑的Fe2+上的H與中碳原子作用，吸附在O2-的H與中的羥基氧作用生成的H2O和均吸附在上Fe2+隨增加，催化劑的量增多，增大了接觸面積，H2的產(chǎn)量增大，的產(chǎn)率增大(3)制得H2，CO2轉(zhuǎn)化為甲酸，生物柴油副產(chǎn)品的利用【詳解】（1）①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進行，H+可自由通過，陽極區(qū)為酸性溶液，電解過程中轉(zhuǎn)化為，電解時陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為：；②電解后，經(jīng)熱水解得到的HCl和熱分解得到的CuCl等物質(zhì)可循環(huán)使用，從圖中可知，熱分解產(chǎn)物還有O2，從詳解①中得知，進入熱水解的物質(zhì)有，故發(fā)生化合價變化的元素有Cu、O。（2）①在時，密閉容器中溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有生成并放出，離子方程式為：；②H的電負(fù)性大于Fe，小于O，在活性表面，部分H吸附在催化劑的亞鐵離子上，略帶負(fù)電；另一部分H吸附在催化劑的氧離子上，略帶正電；前者與中略帶正電的碳結(jié)合，后者與中略帶負(fù)電的羥基氧結(jié)合生成H2O，轉(zhuǎn)化為；故答案為：吸附在催化劑的Fe2+上的H與中碳原子作用，吸附在O2-的H與中的羥基氧作用生成的H2O和均吸附在上Fe2+；③在其他條件相同時，隨增加，其與鐵粉反應(yīng)加快，從圖中得知Fe的轉(zhuǎn)化率也增大，即生成和H2的速率更快，量更大，則得到活性的速度更快，量也更多，生成的速率更快，產(chǎn)率也更大。故答案為：隨增加，催化劑的量增多，增大了接觸面積，H2的產(chǎn)量增大，的產(chǎn)率增大；（3）“熱循環(huán)制氫和甲酸”系統(tǒng)將轉(zhuǎn)化為和生成H2的速率快，原子利用率高，不產(chǎn)生污染物，F(xiàn)e初期生成后迅速轉(zhuǎn)化為活性，氧化為再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe，得到循環(huán)利用，故該原理的優(yōu)點是：制得H2，CO2轉(zhuǎn)化為甲酸，生物柴油副產(chǎn)品的利用。8．（2022·湖北卷）自發(fā)熱材料在生活中的應(yīng)用日益廣泛。某實驗小組為探究“”體系的發(fā)熱原理，在隔熱裝置中進行了下表中的五組實驗，測得相應(yīng)實驗體系的溫度升高值()隨時間(t)的變化曲線，如圖所示。實驗編號反應(yīng)物組成a粉末b粉c粉飽和石灰水d粉石灰乳e粉粉末回答下列問題：(1)已知：①②③則的。(2)溫度為T時，，則飽和溶液中(用含x的代數(shù)式表示)。(3)實驗a中，后基本不變，原因是。(4)實驗b中，的變化說明粉與在該條件下(填“反應(yīng)”或“不反應(yīng)”)。實驗c中，前的有變化，其原因是；后基本不變，其原因是微粒的量有限。(5)下列說法不能解釋實驗d在內(nèi)溫度持續(xù)升高的是___________(填標(biāo)號)。A．反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移B．反應(yīng)③的發(fā)生促使反應(yīng)②平衡右移C．氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進行D．溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快(6)歸納以上實驗結(jié)果，根據(jù)實驗e的特征，用文字簡述其發(fā)熱原理?！敬鸢浮?1)-911.9(2)mol?L-1(3)Ca(OH)2在水中的溶解度小，反應(yīng)①達(dá)到了平衡狀態(tài)(4)不反應(yīng)Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應(yīng)OH-(5)A(6)實驗e中，發(fā)生反應(yīng)①、②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移，這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快?！驹斀狻浚?）根據(jù)蓋斯定律可得，①+②+2③可得反應(yīng)CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)，則ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17kJ?mol-1)+(-16.73kJ?mol-1)+2(-415.0kJ?mol-1)=-911.9kJ?mol-1。（2）溫度為T時，Ca(OH)2飽和溶液中，Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)，c(OH-)=2c(Ca2+)?，Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)?c2(OH-)=x，則c(OH-)=mol?L-1。（3）實驗a中，CaO和H2O反應(yīng)①生成Ca(OH)2，4min后ΔT基本不變，是因為Ca(OH)2在水中的溶解度小，反應(yīng)①達(dá)到了平衡狀態(tài)。（4）實驗b中，ΔT幾乎不變，說明Al粉與H2O在該條件下不反應(yīng)；實驗c中，前3min的ΔT有變化，是因為Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應(yīng)，3min后ΔT基本不變，是因為飽和石灰水中OH-的濃度較低，OH-的量有限。（5）實驗d中，發(fā)生反應(yīng)②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，這兩步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快；綜上所述，實驗d在10min內(nèi)溫度持續(xù)升高與反應(yīng)①無關(guān)，故選A。（6）實驗e中，發(fā)生反應(yīng)①、②和③，反應(yīng)③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進行，反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應(yīng)②平衡右移，反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移，這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。9．（2022·海南卷）某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實現(xiàn)氧循環(huán)，其中涉及反應(yīng)：回答問題：(1)已知：電解液態(tài)水制備，電解反應(yīng)的。由此計算的燃燒熱(焓)。(2)已知：的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系如圖1所示。①若反應(yīng)為基元反應(yīng)，且反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為。補充完成該反應(yīng)過程的能量變化示意圖(圖2)。②某研究小組模擬該反應(yīng)，溫度t下，向容積為10L的抽空的密閉容器中通入和，反應(yīng)平衡后測得容器中。則的轉(zhuǎn)化率為，反應(yīng)溫度t約為℃。(3)在相同條件下，與還會發(fā)生不利于氧循環(huán)的副反應(yīng)：，在反應(yīng)器中按通入反應(yīng)物，在不同溫度、不同催化劑條件下，反應(yīng)進行到2min時，測得反應(yīng)器中、濃度()如下表所示。催化劑t=350℃t=400℃催化劑Ⅰ10.812722345.242780催化劑Ⅱ9.2107753438932在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應(yīng)，生成的平均反應(yīng)速率為；若某空間站的生命保障系統(tǒng)實際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件，原因是?！敬鸢浮?1)-286(2)50%或0.5660.2(或660.1或660.3,其他答案酌情給分)(3)5.4相同催化劑，400℃的反應(yīng)速率更快，相同溫度，催化劑Ⅱ副產(chǎn)物濃度低，甲烷與甲醇比例高【詳解】（1）電解液態(tài)水制備，電解反應(yīng)的，由此可以判斷，2mol完全燃燒消耗，生成液態(tài)水的同時放出的熱量為572kJ，故1mol完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為286kJ，因此，的燃燒熱(焓)-286。（2）①由的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系圖可知，K隨著溫度升高而減小，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若反應(yīng)為基元反應(yīng)，則反應(yīng)為一步完成，由于反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為，由圖２信息可知＝ａ，則ａ，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成物的總能量小于反應(yīng)物的，因此該反應(yīng)過程的能量變化示意圖為：。②溫度t下，向容積為10L的抽空的密閉容器中通入和，反應(yīng)平衡后測得容器中，則的轉(zhuǎn)化率為，根據(jù)C元素守恒可知，的平衡量為，和是按化學(xué)計量數(shù)之比投料的，則的平衡量為，的平衡量是的２倍，則，的平衡濃度分別為、、、，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝，根據(jù)圖１中的信息可知，反應(yīng)溫度t約為660.2℃。（3）在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應(yīng)，由表中信息可知，的濃度由０增加到10.8，因此，生成的平均反應(yīng)速率為；由表中信息可知，在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應(yīng)，的濃度由０增加到10.8，，:＝12722:10.81178；在選擇使用催化劑Ⅱ和350℃的反應(yīng)條件下，的濃度由０增加到9.2，:＝10775:9.21171；在選擇使用催化劑Ⅰ和400℃條件下反應(yīng)，的濃度由０增加到345.2，:＝42780:345.2124；在選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件下，的濃度由０增加到34，:＝38932:341145。因此，若某空間站的生命保障系統(tǒng)實際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件的原因是：相同催化劑，400℃的反應(yīng)速率更快，相同溫度，催化劑Ⅱ副產(chǎn)物濃度低，甲烷與甲醇比例高。10．（2022·河北卷）氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗詺淙剂蠟榇淼娜剂想姵赜辛己玫膽?yīng)用前景。(1)時，燃燒生成)放熱，蒸發(fā)吸熱，表示燃燒熱的熱化學(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)。Ⅰ.Ⅱ.①下列操作中，能提高平衡轉(zhuǎn)化率的是(填標(biāo)號)。A．增加用量

B．恒溫恒壓下通入惰性氣體C．移除

D．加入催化劑②恒溫恒壓條件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時，的轉(zhuǎn)化率為，的物質(zhì)的量為，則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)(寫出含有α、b的計算式；對于反應(yīng)，，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變，起始量增加到，達(dá)平衡時，，平衡體系中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)氫氧燃料電池中氫氣在(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng)。(4)在允許自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，放電的電極反應(yīng)式為。(5)甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對能量如圖，則最可行途徑為a→(用等代號表示)。【答案】(1)H2(g)+O2(g)=H2O(1)H=-286kJ?mol-1(2)BC43%(3)負(fù)(4)CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2-=nCO2+(n+1)H2O(5)abehj【詳解】（1）298K時，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ，則1molH2燃燒生成H2O(g)放熱=242kJ，用熱化學(xué)方程式表示為：H2(g)+O2(g)=H2O(g)H1=-242kJ?mol-1①，又因為1molH2O(1)蒸發(fā)吸熱44kJ，則H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ?mol-1②，根據(jù)蓋斯定律可知，表示H2燃燒熱的反應(yīng)熱為H=H1+H2=-286kJ?mol-1，故答案為：H2(g)+O2(g)=H2O(1)H=-286kJ?mol-1；（2）①A．增加CH4(g)用量可以提高H2O(g)的轉(zhuǎn)化率，但是CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率減小，A不符合題意；B．恒溫恒壓下通入惰性氣體，相當(dāng)于減小體系壓強，反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡正向移動，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，B符合題意；C．移除CO(g)，減小了反應(yīng)混合物中CO(g)的濃度，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡正向移動，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，C符合題意；D．加入催化劑不能改變平衡狀態(tài)，故不能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，D不符合題意；綜上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是BC；②恒溫恒壓條件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時，CH4(g)的轉(zhuǎn)化率為α，CO2(g)的物質(zhì)的量為bmol，則轉(zhuǎn)化的CH4(g)為αmol，剩余的CH4(g)為(1-α)mol，根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質(zhì)的量為(α-b)mol，根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質(zhì)的量為(1-α-b)mol，H2(g)的物質(zhì)的量為(3α+b)mol，則反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量為(2α+2)mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為、、、，因此，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kx=；其他條件不變，H2O(g)起始量增加到5mol，達(dá)平衡時，α=0.90，b=0.65，則平衡時，CH4(g)為0.1mol，根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質(zhì)的量為0.25mol，，根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質(zhì)的量為(5-0.90-0.65)mol=3.45mol，H2(g)的物質(zhì)的量為(3α+b)mol=3.35mol，平衡混合物的總物質(zhì)的量為(2α+6)mol=7.8mol，平衡體系中H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為；（3）燃料電池中的燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，因此，氫氧燃料電池中氫氣在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)；（4）在允許O2-自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，CnH2n+2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2和H2O，電極反應(yīng)式為CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2-=nCO2+(n+1)H2O；（5）由圖示可知，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，且能壘越低，活化能越小，越容易進行