專題24 化學反應(yīng)原理綜合題-能量主線型-五年（2020-2024）高考化學真題分類匯編（原卷版）

2024年高考真題化學試題PAGEPAGE1專題24化學反應(yīng)原理綜合題——能量主線型考向五年考情（2020-2024）命題趨勢能量主線型化學反應(yīng)原理綜合題2024·浙江6月卷2024·甘肅卷2024·湖南卷2024·江蘇卷2023·全國甲卷2023·海南卷2023·江蘇卷2023·河北卷2023·天津卷2023·重慶卷2023·北京卷2022·浙江卷2022·湖北卷2022·天津卷2022·江蘇卷2022·重慶卷2022·遼寧卷2021·河北卷2021·湖南卷2020·新課標Ⅱ卷2020·江蘇卷2020·天津卷化學反應(yīng)原理綜合題主要考查熱化學、化學反應(yīng)速率和化學平衡等主干理論知識，主要命題點有蓋斯定律的應(yīng)用、反應(yīng)速率和化學平衡的分析、化學平衡常數(shù)的表達式書寫與計算、反應(yīng)條件的分析選擇、生產(chǎn)生活中的實際應(yīng)用等，試題常以填空、讀圖、作圖、計算等形式呈現(xiàn)。試題一般以與生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系的物質(zhì)為背景材料命制組合題，各小題之間又有一定的獨立性。主要考查學生的信息處理能力、學科內(nèi)綜合分析能力，應(yīng)用反應(yīng)原理解決生產(chǎn)實際中的具體問題，體現(xiàn)了“變化觀念與平衡思想”的核心素養(yǎng)。在近幾年的相關(guān)考題中，對單一因素影響的考查已經(jīng)越來越少了，主要以“多因素影響”出現(xiàn)，考查學生的綜合分析判斷能力。以實際情景(場景)為背景，更能體現(xiàn)核心素養(yǎng)的要求。而在實際生產(chǎn)過程中，影響因素是多元化、多方位和多層次的。1．（2024·浙江6月卷）氫是清潔能源，硼氫化鈉()是一種環(huán)境友好的固體儲氫材料，其水解生氫反應(yīng)方程式如下：(除非特別說明，本題中反應(yīng)條件均為，)請回答：（1）該反應(yīng)能自發(fā)進行的條件是_______。A．高溫 B．低溫 C．任意溫度 D．無法判斷（2）該反應(yīng)比較緩慢。忽略體積變化的影響，下列措施中可加快反應(yīng)速率的是_______。A．升高溶液溫度 B．加入少量異丙胺C．加入少量固體硼酸 D．增大體系壓強（3）為加速水解，某研究小組開發(fā)了一種水溶性催化劑，當該催化劑足量、濃度一定且活性不變時，測得反應(yīng)開始時生氫速率v與投料比之間的關(guān)系，結(jié)果如圖1所示。請解釋ab段變化的原因。（4）氫能的高效利用途徑之一是在燃料電池中產(chǎn)生電能。某研究小組的自制熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖2所示，正極上的電極反應(yīng)式是。該電池以恒定電流工作14分鐘，消耗體積為，故可測得該電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為。[已知：該條件下的摩爾體積為；電荷量電流時間；；。]（5）資源的再利用和再循環(huán)有利于人類的可持續(xù)發(fā)展。選用如下方程式，可以設(shè)計能自發(fā)進行的多種制備方法，將反應(yīng)副產(chǎn)物偏硼酸鈉()再生為。(已知：是反應(yīng)的自由能變化量，其計算方法也遵循蓋斯定律，可類比計算方法；當時，反應(yīng)能自發(fā)進行。)I．II．III．請書寫一個方程式表示再生為的一種制備方法，并注明。(要求：反應(yīng)物不超過三種物質(zhì)；氫原子利用率為。)2．（2024·甘肅卷）是制備半導(dǎo)體材料硅的重要原料，可由不同途徑制備。（1）由制備：已知時，由制備硅(填“吸”或“放”)熱。升高溫度有利于制備硅的原因是。（2）在催化劑作用下由粗硅制備：。，密閉容器中，經(jīng)不同方式處理的粗硅和催化劑混合物與和氣體反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如下圖所示：①，經(jīng)方式處理后的反應(yīng)速率最快；在此期間，經(jīng)方式丙處理后的平均反應(yīng)速率。②當反應(yīng)達平衡時，的濃度為，平衡常數(shù)K的計算式為。③增大容器體積，反應(yīng)平衡向移動。3．（2024·湖南卷）丙烯腈()是一種重要的化工原料。工業(yè)上以為載氣，用作催化劑生產(chǎn)的流程如下：已知：①進料混合氣進入兩釜的流量恒定，兩釜中反應(yīng)溫度恒定：②反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)：ⅰ：

③反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)：ⅱ：

ⅲ：

④在此生產(chǎn)條件下，酯類物質(zhì)可能發(fā)生水解?；卮鹣铝袉栴}：（1）總反應(yīng)(用含、、和的代數(shù)式表示)；（2）進料混合氣中，出料中四種物質(zhì)(、、、)的流量，(單位時間內(nèi)出料口流出的物質(zhì)的量)隨時間變化關(guān)系如圖：①表示的曲線是(填“a”“b”或“c”)；②反應(yīng)釜Ⅰ中加入的作用是。③出料中沒有檢測到的原因是。④反應(yīng)后，a、b、c曲線對應(yīng)物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是。（3）催化劑再生時會釋放，可用氨水吸收獲得?，F(xiàn)將一定量的固體(含水)置于密閉真空容器中，充入和，其中的分壓為，在℃下進行干燥。為保證不分解，的分壓應(yīng)不低于(已知

分解的平衡常數(shù))；（4）以為原料，稀硫酸為電解液，Sn作陰極，用電解的方法可制得，其陰極反應(yīng)式。4．（2024·江蘇卷）氫能是理想清潔能源，氫能產(chǎn)業(yè)鏈由制氫、儲氫和用氫組成。（1）利用鐵及其氧化物循環(huán)制氫，原理如圖所示。反應(yīng)器Ⅰ中化合價發(fā)生改變的元素有；含CO和各1mol的混合氣體通過該方法制氫，理論上可獲得。（2）一定條件下，將氮氣和氫氣按混合勻速通入合成塔，發(fā)生反應(yīng)。海綿狀的作催化劑，多孔作為的“骨架”和氣體吸附劑。①中含有CO會使催化劑中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，該反應(yīng)的化學方程式為。②含量與表面積、出口處氨含量關(guān)系如圖所示。含量大于，出口處氨含量下降的原因是。（3）反應(yīng)可用于儲氫。①密閉容器中，其他條件不變，向含有催化劑的溶液中通入，產(chǎn)率隨溫度變化如圖所示。溫度高于，產(chǎn)率下降的可能原因是。②使用含氨基物質(zhì)(化學式為，CN是一種碳衍生材料)聯(lián)合催化劑儲氫，可能機理如圖所示。氨基能將控制在催化劑表面，其原理是；用重氫氣(D2)代替H2，通過檢測是否存在(填化學式)確認反應(yīng)過程中的加氫方式。5．（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。6．（2023·海南卷）磷酸二氫鉀在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國防工業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。某研究小組用質(zhì)量分數(shù)為85%的磷酸與反應(yīng)制備，反應(yīng)方程式為一定條件下的實驗結(jié)果如圖1所示。

回答問題：（1）該條件下，反應(yīng)至1h時KCl的轉(zhuǎn)化率為。（2）該制備反應(yīng)的隨溫度變化關(guān)系如圖2所示。該條件下反應(yīng)為反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)，且反應(yīng)熱隨溫度升高而。

（3）該小組為提高轉(zhuǎn)化率采用的措施中有：使用濃磷酸作反應(yīng)物、向系統(tǒng)中不斷通入水蒸氣等。它們能提高轉(zhuǎn)化率的原因是：不使用稀磷酸；通入水蒸氣。（4）298K時，的平衡常數(shù)。(已知的)7．（2023·江蘇卷）空氣中含量的控制和資源利用具有重要意義。（1）燃煤煙氣中的捕集可通過如下所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化實現(xiàn)。

“吸收”后所得的溶液與石灰乳反應(yīng)的化學方程式為；載人航天器內(nèi)，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的，其原因是。（2）合成尿素[]是利用的途徑之一。尿素合成主要通過下列反應(yīng)實現(xiàn)反應(yīng)Ⅰ：反應(yīng)Ⅱ：①密閉體系中反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系如圖甲所示，反應(yīng)Ⅰ的(填“=0”或“>0”或“<0”)。

②反應(yīng)體系中除發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ外，還發(fā)生尿素水解、尿素縮合生成縮二脲[]和尿素轉(zhuǎn)化為氰酸銨()等副反應(yīng)。尿素生產(chǎn)中實際投入和的物質(zhì)的量之比為，其實際投料比值遠大于理論值的原因是。（3）催化電解吸收的KOH溶液可將轉(zhuǎn)化為有機物。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率()隨電解電壓的變化如圖乙所示。

其中，，n表示電解生成還原產(chǎn)物X所轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，F(xiàn)表示法拉第常數(shù)。①當電解電壓為時，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的為0，陰極主要還原產(chǎn)物為(填化學式)。②當電解電壓為時，陰極由生成的電極反應(yīng)式為。③當電解電壓為時，電解生成的和的物質(zhì)的量之比為(寫出計算過程)。8．（2023·河北卷）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性質(zhì)以及氮的循環(huán)利用對解決環(huán)境和能源問題都具有重要意義。已知：物質(zhì)中的化學鍵斷裂時所需能量如下表。物質(zhì)能量/945498631回答下列問題：（1）恒溫下，將空氣(和的體積分數(shù)分別為0.78和0.21，其余為惰性組分)置于容積為的恒容密閉容器中，假設(shè)體系中只存在如下兩個反應(yīng)：i

ii

①。②以下操作可以降低上述平衡體系中濃度的有(填標號)。A．縮小體積

B．升高溫度

C．移除

D．降低濃度③若上述平衡體系中，則(寫出含a、b、V的計算式)。（2）氫氣催化還原作為一種高效環(huán)保的脫硝技術(shù)備受關(guān)注。高溫下氫氣還原反應(yīng)的速率方程為為速率常數(shù)。在一定溫度下改變體系中各物質(zhì)濃度，測定結(jié)果如下表。組號10.100.10r20.100.2030.200.1040.050.30？表中第4組的反應(yīng)速率為。(寫出含r的表達式)（3）①以空氣中的氮氣為原料電解合成氨時，在(填“陰”或“陽”)極上發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生。②氨燃料電池和氫燃料電池產(chǎn)生相同電量時，理論上消耗和的質(zhì)量比為，則在堿性介質(zhì)中氨燃料電池負極的電極反應(yīng)式為。③我國科學家研究了水溶液中三種催化劑(a、b、c)上電還原為(圖1)和電還原為(圖2)反應(yīng)歷程中的能量變化，則三種催化劑對電還原為的催化活性由強到弱的順序為(用字母a、b、c排序)。9．（2023·天津卷）工業(yè)上以硫黃為原料制備硫酸的原理示意圖如下，其過程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個階段。Ⅰ.硫液化后與空氣中的氧反應(yīng)生成SO2。（1）硫磺()的晶體類型是。（2）硫的燃燒應(yīng)控制事宜溫度。若進料溫服超過硫的沸點，部分燃燒的硫以蒸汽的形式隨SO2進入到下一階段，會導(dǎo)致(填序號)。a.硫的消耗量增加

b.SO2產(chǎn)率下降

c.生成較多SO3（3）SO2(g)氧化生成80gSO3(g)放出熱量98.3kJ，寫出該反應(yīng)的熱化學方程式。隨溫度升高，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(填“升高”或“降低”)。（4）從能量角度分析，釩催化劑在反應(yīng)中的作用為。Ⅱ.一定條件下，釩催化劑的活性溫度范圍是450～600℃。為了兼顧轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，可采用四段轉(zhuǎn)化工藝：預(yù)熱后的SO2和O2通過第一段的釩催化劑層進行催化氧化，氣體溫度會迅速接近600℃，此時立即將氣體通過熱交換器，將熱量傳遞給需要預(yù)熱的SO2和O2，完成第一段轉(zhuǎn)化。降溫后的氣體依次進行后三段轉(zhuǎn)化，溫度逐段降低，總轉(zhuǎn)化率逐段提高，接近平衡轉(zhuǎn)化率。最終反應(yīng)在450℃左右時，SO2轉(zhuǎn)化率達到97％。（5）氣體經(jīng)過每段的釩催化劑層，溫度都會升高，其原因是。升高溫度后的氣體都需要降溫，其目的是。（6）采用四段轉(zhuǎn)化工藝可以實現(xiàn)(填序號)。a．控制適宜的溫度，盡量加快反應(yīng)速率，盡可能提高SO2轉(zhuǎn)化率b．使反應(yīng)達到平衡狀態(tài)c．節(jié)約能源Ⅲ．工業(yè)上用濃硫酸吸收SO3。若用水吸收SO3會產(chǎn)生酸霧，導(dǎo)致吸收效率降低。（7）SO3的吸收率與所用硫酸的濃度、溫度的關(guān)系如圖所示。據(jù)圖分析，最適合的吸收條件；硫酸的濃度，溫度。（8）用32噸含S99%的硫磺為原料生成硫酸，假設(shè)硫在燃燒過程中損失2%，SO2生成SO3的轉(zhuǎn)化率是97%，SO3吸收的損失忽略不計，最多可以生產(chǎn)98%的硫酸噸。10．（2023·重慶卷）銀及其化合物在催化與電化學等領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用。（1）在銀催化下，乙烯與氧氣反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根據(jù)圖所示，回答下列問題：

①中間體生成吸附態(tài)的活化能為。②由生成的熱化學方程式為。（2）一定條件下，銀催化劑表面上存在反應(yīng)：，該反應(yīng)平衡壓強與溫度的關(guān)系如下：4014434631051100①時的平衡常數(shù)。②起始狀態(tài)Ⅰ中有和，經(jīng)下列過程達到各平衡狀態(tài)：

已知狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ的固體質(zhì)量相等，下列敘述正確的是(填字母)。A．從Ⅰ到Ⅱ的過程B．C．平衡常數(shù)：D．若體積，則E．逆反應(yīng)的速率：③某溫度下，向恒容容器中加入，分解過程中反應(yīng)速率與壓強的關(guān)系為，k為速率常數(shù)(定溫下為常數(shù))。當固體質(zhì)量減少時，逆反應(yīng)速率最大。若轉(zhuǎn)化率為，則(用表示)。（3）可用作固體離子導(dǎo)體，能通過加熱制得。上述兩種晶體的晶胞示意圖如圖所示(為了簡化，只畫出了碘離子在晶胞中的位置)。

①測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是(填字母)。A．質(zhì)譜儀

B．紅外光譜儀

C．核磁共振儀

D．射線衍射儀②與晶胞的體積之比為。③測定中導(dǎo)電離子類型的實驗裝置如圖所示。實驗測得支管a中質(zhì)量不變，可判定導(dǎo)電離子是而不是，依據(jù)是。

11．（2023·北京卷）尿素合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學科學與技術(shù)的不斷進步。（1）十九世紀初，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)的化學方程式是____________________。（2）二十世紀初，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確滴定。①消化液中的含氮粒子是__________。②步驟ⅳ中標準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__________。12．（2022·浙江卷）主要成分為的工業(yè)廢氣的回收利用有重要意義。（1）回收單質(zhì)硫。將三分之一的燃燒，產(chǎn)生的與其余混合后反應(yīng)：。在某溫度下達到平衡，測得密閉系統(tǒng)中各組分濃度分別為、、，計算該溫度下的平衡常數(shù)_______。（2）熱解制。根據(jù)文獻，將和的混合氣體導(dǎo)入石英管反應(yīng)器熱解(一邊進料，另一邊出料)，發(fā)生如下反應(yīng)：Ⅰ

Ⅱ

總反應(yīng)：Ⅲ

投料按體積之比，并用稀釋；常壓，不同溫度下反應(yīng)相同時間后，測得和體積分數(shù)如下表：溫度/95010001050110011500.51.53.65.58.50.00.00.10.41.8請回答：①反應(yīng)Ⅲ能自發(fā)進行的條件是_______。②下列說法正確的是_______。A．其他條件不變時，用Ar替代作稀釋氣體，對實驗結(jié)果幾乎無影響B(tài)．其他條件不變時，溫度越高，的轉(zhuǎn)化率越高C．由實驗數(shù)據(jù)推出中的鍵強于中的鍵D．恒溫恒壓下，增加的體積分數(shù)，的濃度升高③若將反應(yīng)Ⅲ看成由反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ兩步進行，畫出由反應(yīng)原料經(jīng)兩步生成產(chǎn)物的反應(yīng)過程能量示意圖_______。④在，常壓下，保持通入的體積分數(shù)不變，提高投料比，的轉(zhuǎn)化率不變，原因是_______。⑤在范圍內(nèi)(其他條件不變)，的體積分數(shù)隨溫度升高發(fā)生變化，寫出該變化規(guī)律并分析原因_______。13．（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___________。14．（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數(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)。15．（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_______。16．（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△H_____0(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)。17．（2022·遼寧卷）工業(yè)合成氨是人類科學技術(shù)的一項重大突破，目前已有三位科學家因其獲得諾貝爾獎，其反應(yīng)為：。回答下列問題：（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_______。18．（2021·河北卷）當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、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。已知25℃時，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱△H(kJ?mol-1)-285.8-393.5-3267.5（1）則25℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為________。（2）雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：①CO2(g)=CO2(aq)②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq)25℃時，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))，比例系數(shù)為ymol?L-1?kPa-1，當大氣壓強為pkPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為x時，溶液中H+濃度為________mol?L-1(寫出表達式，考慮水的電離，忽略HCO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CO2(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CO2在___(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學反應(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電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2OⅡ.C2O=CO2+COⅢ.__________Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_________。Ⅱ.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)進程中(H+被還原為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)。19．（2021·湖南卷）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)化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學鍵鍵能946436.0390.8一定溫度下，利用催化劑將分解為和。回答下列問題：（1）反應(yīng)_______；（2）已知該反應(yīng)的，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進行？_______(填標號)A．25℃B．125℃C．225℃D．325℃（3）某興趣小組對該反應(yīng)進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將通入3L的密閉容器中進行反應(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)達到平衡，用的濃度變化表示時間內(nèi)的反應(yīng)速率_______(用含的代數(shù)式表示)②時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)的標準平衡常數(shù)_______。(已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分數(shù)，對于反應(yīng)，，其中，、、、為各組分的平衡分壓)。方法Ⅱ：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。（4）電解過程中的移動方向為_______(填“從左往右”或“從右往左”)；（5）陽極的電極反應(yīng)式為_______。KOH溶液KOH溶液20.（2020·新課標Ⅱ）天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，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)ΔH，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol?1)-1560-1411-286①ΔH=_________kJ·mol?1。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α。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×物質(zhì)的量分數(shù))。（2）高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4C2H6+H2。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：r=k×，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r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為α時的反應(yīng)速率為r2，則r2=_____r1。②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是_________。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CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學家利用電化學裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如下圖所示：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CO2體積比為_________。21.（2020·江蘇卷）CO2/HC