專題54 原理綜合題-反應(yīng)熱+化學(xué)平衡 十年（2015-2024）高考化學(xué)真題分類匯編(解析版)

2013-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題54原理綜合題——反應(yīng)熱+化學(xué)平衡考點(diǎn)十年考情(2015-2024)命題趨勢(shì)考點(diǎn)1制備工業(yè)原料2024·山東卷、2024·湖南卷、2024·安徽卷、2024·江蘇卷、2023?湖北省選擇性考試、2023?湖南卷、2023?遼寧省選擇性考試、2023?全國甲卷、2023?全國新課標(biāo)卷、2023?海南卷、2022?福建卷、2022?全國甲、2022?山東卷、2022?湖南選擇性、2021?浙江1月、2021?浙江6月、2021?天津卷、2021?遼寧選擇性考試、2020?新課標(biāo)Ⅲ、2020?山東卷、2020?天津卷、2017?新課標(biāo)Ⅱ、2016?新課標(biāo)Ⅱ、2016·全國II卷、2016·全國II卷、2015·浙江卷、2015·全國卷Ⅱ化學(xué)反應(yīng)原理題通常以元素化合物知識(shí)為載體，以工業(yè)生產(chǎn)為背景，綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及其影響因素等知識(shí)，有時(shí)還融合考查氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，題目綜合性強(qiáng)，化學(xué)信息多，設(shè)問角度靈活多變，側(cè)重考查考生接受、整合信息的能力，應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)考查知識(shí)點(diǎn)的覆蓋情況，可將反應(yīng)原理主觀題型分為兩種類型：一類是單一的反應(yīng)原理考查，此類試題考查內(nèi)容單一，注重試題深度；另一類是綜合的反應(yīng)原理考查，此類試題往往綜合考查不同原理的知識(shí)點(diǎn)，注重試題的廣度。由于試題篇幅較長，情境、取材較新，有一定的難度，側(cè)重考查考生的閱讀能力、獲取有效信息能力、知識(shí)運(yùn)用能力、識(shí)圖識(shí)表能力和分析歸納能力，同時(shí)考查考生科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)?？键c(diǎn)2治理環(huán)境原理2024·湖北卷、2024·遼吉黑卷、2023?浙江省1月選考、2023?江蘇卷、2022?全國乙、2022·浙江省6月、2021?全國甲、2021?河北選擇性、2021?廣東選擇性、2020?浙江1月、2020?浙江7月、2020?江蘇卷、2016?新課標(biāo)Ⅲ、2016·浙江理綜、2015·江蘇卷考點(diǎn)3綜合運(yùn)用原理2024·廣東卷、2023?全國乙卷、2022?湖北省選擇性、2022?廣東選擇性、2021?全國乙、2017?新課標(biāo)Ⅰ、2016?新課標(biāo)Ⅰ、2016·全國I卷考點(diǎn)1制備工業(yè)原料1．(2024·山東卷，20，12分)水煤氣是H2的主要來源，研究CaO對(duì)C-H2O體系制H2的影響，涉及主要反應(yīng)如下：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)()ΔH1CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)()ΔH2CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)()ΔH3回答列問題：(1)C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)CaCO3(s)＋2H2(g)的焓變?chǔ)=_______(用代數(shù)式表示)。(2)壓力p下，C-H2O-CaO體系達(dá)平衡后，圖示溫度范圍內(nèi)C(s)已完全反應(yīng)，CaCO3(s)在T1溫度時(shí)完全分解。氣相中CO，CO2和H2摩爾分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示，則a線對(duì)應(yīng)物種為_______(填化學(xué)式)。當(dāng)溫度高于T1時(shí)，隨溫度升高c線對(duì)應(yīng)物種摩爾分?jǐn)?shù)逐漸降低的原因是_______。(3)壓力p下、溫度為T0時(shí)，圖示三種氣體的摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.50，0.15，0.05，則反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)KP=_______；此時(shí)氣體總物質(zhì)的量為，則CaCO3(s)的物質(zhì)的量為_______；若向平衡體系中通入少量CO2(g)，重新達(dá)平衡后，分壓p(CO2)將_______(填“增大”“減小”或“不變”)，p(CO)將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。【答案】(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3(2)①H2②當(dāng)溫度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，溫度升高，反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng)，所以CO2的摩爾分?jǐn)?shù)減小。(3)①②0.5③不變④不變【解析】(1)已知三個(gè)反應(yīng)：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)Ⅲ.CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)設(shè)目標(biāo)反應(yīng)C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)CaCO3(s)＋2H2(g)為Ⅳ，根據(jù)蓋斯定律，Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，所以ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(2)圖示溫度范圍內(nèi)C(s已完全反應(yīng)，則反應(yīng)Ⅰ已經(jīng)進(jìn)行完全，反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ均為放熱反應(yīng)，從開始到T1，溫度不斷升高，反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ逆向移動(dòng)，依據(jù)反應(yīng)Ⅱ，H2量減小，摩爾分?jǐn)?shù)減小，CO量升高，摩爾分?jǐn)?shù)，且二者摩爾分?jǐn)?shù)變化斜率相同，所以a曲線代表H2的摩爾分?jǐn)?shù)的變化，則c曲線代表CO2的摩爾分?jǐn)?shù)隨溫度的變化，開始到T1，CO2的摩爾分?jǐn)?shù)升高，說明在這段溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)Ⅲ占主導(dǎo)，當(dāng)溫度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，所以CO2的摩爾分?jǐn)?shù)減小。(3)①壓力p下、溫度為T0時(shí)，H2、CO、CO2和摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.50、0.15、0.05，則H2O(g)的摩爾分?jǐn)?shù)為：1-0.5-0.15-0.05=0.3，則反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)KP=；②設(shè)起始狀態(tài)1molC(s)，xmolH2O(g)，反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行完全。則依據(jù)三段式：根據(jù)平衡時(shí)H2、CO、CO2和摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.50、0.15、0.05，則有、、，解出，，則，而由于平衡時(shí)n(總)=4mol，則y=4，y=，則n(CaCO3)===0.5。③若向平衡體系中通入少量CO2(g)，重新達(dá)平衡后，反應(yīng)CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)的Kp=，溫度不變，Kp不變，則分壓p(CO2)不變；體系中增加了CO2(g)，若反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng)，在CO2分壓不變的前提下，CO、H2O的分壓增大，H2分壓減小，則反應(yīng)Ⅱ的Kp將會(huì)發(fā)生變化，與事實(shí)不符，所以為了保證Ⅱ的Kp也不變，最終所有物質(zhì)的分壓均不變，即p(CO)不變。2．(2024·湖南卷，18，3分)丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料。工業(yè)上以N2為載氣，用TiO2作催化劑生產(chǎn)CH2=CHCONH2的流程如下：已知：①進(jìn)料混合氣進(jìn)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)：?。篐OCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)ΔH1

③反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)：ⅱ：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)ΔH2ⅲ：CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g)ΔH3④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)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代數(shù)式表示)；(2)進(jìn)料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5)：n(C2H5OH)=1：2，出料中四種物質(zhì)(CH2=CHCOOC2H5、CH2=CHCN、C2H5OH、H2O)的流量，(單位時(shí)間內(nèi)出料口流出的物質(zhì)的量)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖：①表示CH2=CHCN的曲線是(填“a”“b”或“c”)；②反應(yīng)釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是。③出料中沒有檢測到CH2=CHCONH2的原因是。④反應(yīng)后，a、b、c曲線對(duì)應(yīng)物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是。(3)催化劑TiO2再生時(shí)會(huì)釋放CO2，可用氨水吸收獲得NH4HCO3。現(xiàn)將一定量的NH4HCO3固體(含0.72g水)置于密閉真空容器中，充入CO2和NH3，其中CO2的分壓為，在℃下進(jìn)行干燥。為保證NH4HCO3不分解，NH3的分壓應(yīng)不低于(已知

NH4HCO3分解的平衡常數(shù)Kp=4×104(kPa)3)；(4)以CH2=CHCN為原料，稀硫酸為電解液，Sn作陰極，用電解的方法可制得Sn(CH2CH2CN)4，其陰極反應(yīng)式?！敬鸢浮?1)ΔH1+ΔH2+ΔH3(2)c降低分壓有利于反應(yīng)i平衡正向移動(dòng)且提高醇的濃度可以使酯的水解程度降低從而提高產(chǎn)率CH2=CHCONH2在反應(yīng)釜Ⅱ的溫度下發(fā)生分解反應(yīng)時(shí)間過長，催化劑中毒活性降低，反應(yīng)速率降低，故產(chǎn)物減少(3)40(4)Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4【解析】工業(yè)上以N2為載氣，用TiO2作催化劑，由HOCH2CH2COOC2H5和C2H5OH為進(jìn)料氣體生產(chǎn)CH2=CHCN，在反應(yīng)釜I中發(fā)生反應(yīng)i：HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)，加入NH3后，在反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)ii：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)，反應(yīng)iii：CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g)，故產(chǎn)物的混合氣體中有CH2=CHCN、未反應(yīng)完的C2H5OH、CH2=CHCOOC2H5(g)和水。(1)根據(jù)蓋斯定律，總反應(yīng)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反應(yīng)i+反應(yīng)ii+反應(yīng)iii得到，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；(2)①根據(jù)總反應(yīng)HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)，設(shè)進(jìn)料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1mol，n(C2H5OH)=2mol，出料氣中CH2=CHCOOC2H5含量很少，則生成CH2=CHCN(g)、C2H5OH(g)物質(zhì)的量約為1mol，生成H2O(g)的物質(zhì)的量約為2mol，故出料氣中C2H5OH(g)物質(zhì)的量共約3mol，故出料氣中CH2=CHCN、C2H5OH、H2O物質(zhì)的量之比約為1：3：2，故曲線c表示CH2=CHCN的曲線；②反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)i是氣體體積增大的反應(yīng)，故加入C2H5OH降低分壓有利于反應(yīng)i平衡正向移動(dòng)且提高醇的濃度可以使酯的水解程度降低從而提高產(chǎn)率；③丙烯酰胺(CH2=CHCONH2)的分解溫度約為160°C至170°C，出料中沒有檢測到CH2=CHCONH2的原因是CH2=CHCONH2在反應(yīng)釜Ⅱ的溫度下發(fā)生分解；④反應(yīng)11h后，a、b、c曲線對(duì)應(yīng)物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是反應(yīng)時(shí)間過長，催化劑中毒活性降低，反應(yīng)速率降低，故產(chǎn)物減少；(3)0.72g水的物質(zhì)的量為0.04mol，故p(H2O)=2.5×102kPamol?1×n(H2O)=10kPa，NH4HCO3分解的反應(yīng)式為NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑，故NH4HCO3分解的平衡常數(shù)Kp=p(NH3)p(CO2)p(H2O)=4×104(kPa)3，解得p(NH3)=40kPa，故為保證NH4HCO3不分解，NH3的分壓應(yīng)不低于40kPa；(4)Sn(CH2CH2CN)4是有機(jī)化合物，與水不溶，水中不電離，以CH2=CHCN為原料在Sn做的陰極得電子制得Sn(CH2CH2CN)4，故陰極的電極反應(yīng)式為Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4。3．(2024·安徽卷，17，15分)乙烯是一種用途廣泛的有機(jī)化工原料。由乙烷制乙烯的研究備受關(guān)注?；卮鹣铝袉栴}：【乙烷制乙烯】(1)C2H6氧化脫氫反應(yīng)：2C2H6(g)＋O2(g)=2C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH1＝-209.8kJ·mol?1C2H6(g)＋CO2(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)+CO(g)ΔH2＝178.1kJ·mol?1計(jì)算：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH3＝_______kJ·mol?1(2)C2H6直接脫氫反應(yīng)為C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH4，C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，則ΔH4=_______0(填“>”“<”或“=”)。結(jié)合下圖。下列條件中，達(dá)到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率最接近的是_______(填標(biāo)號(hào))。a．600℃，0.6MPab．700℃，0.7MPac．800℃，0.8MPa(3)一定溫度和壓強(qiáng)下、反應(yīng)iC2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)Ka1反應(yīng)ⅱC2H6(g)＋H2(g)2CH4(g)Ka2(Ka2遠(yuǎn)大于Ka1)(Kx是以平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替平衡濃度計(jì)算的平衡常數(shù))①僅發(fā)生反應(yīng)i時(shí)。C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率為，計(jì)算Ka1=_______。②同時(shí)發(fā)生反應(yīng)i和ⅱ時(shí)。與僅發(fā)生反應(yīng)i相比，C2H4的平衡產(chǎn)率_______(填“增大”“減小”或“不變”)?！疽彝楹鸵蚁┗旌蠚獾姆蛛x】(4)通過修飾的Y分子篩的吸附-脫附?？蓪?shí)現(xiàn)C2H4和C2H6混合氣的分離。的_______與C2H4分子的鍵電子形成配位鍵，這種配位鍵強(qiáng)弱介于范德華力和共價(jià)鍵之間。用該分子篩分離C2H4和C2H6的優(yōu)點(diǎn)是_______。(5)常溫常壓下，將C2H4和C2H6等體積混合，以一定流速通過某吸附劑。測得兩種氣體出口濃度(c)與進(jìn)口濃度(c0)之比隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。下列推斷合理的是_______(填標(biāo)號(hào))。A．前30min，兩種氣體均未被吸附B．p點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，出口氣體的主要成分是C2H6C．a(chǎn)-b對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)，吸附的C2H6逐新被C2H4替代【答案】(1)-566(2)>b(3)增大(4)4s空軌道識(shí)別度高，能有效將C2H4和C2H6分離，分離出的產(chǎn)物中雜質(zhì)少，純度較高(5)BC【解析】(1)將兩個(gè)反應(yīng)依次標(biāo)號(hào)為反應(yīng)①和反應(yīng)②，反應(yīng)①-反應(yīng)②×2可得目標(biāo)反應(yīng)，則ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2)kJ/mol=-566kJ/mol。(2)從圖中可知，壓強(qiáng)相同的情況下，隨著溫度升高，C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率增大，因此該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH4>0。a項(xiàng)，600℃，0.6MPa時(shí)，C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率約為20%，a錯(cuò)誤；b項(xiàng)，700℃，0.7MPa時(shí)，C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率約為50%，最接近40%，b正確；c項(xiàng)，700℃，0.8MPa時(shí)，C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率接近50%，升高溫度，該反應(yīng)的化學(xué)平衡正向移動(dòng)，C2H6轉(zhuǎn)化率增大，因此800℃，0.8MPa時(shí)，C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率大于50%，c錯(cuò)誤；故選b。(3)①僅發(fā)生反應(yīng)i，設(shè)初始時(shí)C2H6物質(zhì)的量為1mol，平衡時(shí)C2H6轉(zhuǎn)化率為25%，則消耗C2H60.25mol，生成C2H40.25mol，生成H20.25mol，Ka1==。②只發(fā)生反應(yīng)i時(shí)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，氣體總物質(zhì)的量增大，壓強(qiáng)增大促使化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，同時(shí)發(fā)生反應(yīng)i和反應(yīng)ii，且從題干可知Ka2遠(yuǎn)大于Ka1，反應(yīng)ii為等體積反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)ii的發(fā)生相當(dāng)于在單獨(dú)發(fā)生反應(yīng)i的基礎(chǔ)上減小了壓強(qiáng)，則反應(yīng)i化學(xué)平衡正向移動(dòng)，C2H4平衡產(chǎn)率增大。(4)配合物中，金屬離子通常提供空軌道，配體提供孤電子對(duì)，則Cu+的4s空軌道與C2H4分子的π鍵電子形成配位鍵。C2H4能與Cu+形成配合物而吸附在Y分子篩上，C2H6中無孤電子對(duì)不能與Cu+形成配合物而無法吸附，通過這種分子篩分離C2H4和C2H6，優(yōu)點(diǎn)是識(shí)別度高，能有效將C2H4和C2H6分離，分離出的產(chǎn)物中雜質(zhì)少，純度較高。(5)A項(xiàng)，前30min，等于0，出口濃度c為0，說明兩種氣體均被吸附，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，p點(diǎn)時(shí)，C2H6對(duì)應(yīng)的約為1.75，出口處C2H6濃度較大，而C2H4對(duì)應(yīng)的較小，出口處C2H4濃度較小，說明此時(shí)出口處氣體的主要成分為C2H6，B正確；C項(xiàng)，a點(diǎn)處C2H6的=1，說明此時(shí)C2H6不再吸附在吸附劑上，而a點(diǎn)后C2H6的>1，說明原來吸附在吸附劑上的C2H6也開始脫落，同時(shí)從圖中可知，a點(diǎn)后一段時(shí)間，C2H4的仍為0，說明是吸附的C2H6逐漸被C2H4替代，p點(diǎn)到b點(diǎn)之間，吸附的C2H6仍在被C2H4替代，但是速率相對(duì)之前有所減小，同時(shí)吸附劑可能因吸附量有限等原因無法一直吸附C2H4，因此p點(diǎn)后C2H4的也逐步增大，直至等于1，此時(shí)吸附劑不能再吸附兩種物質(zhì)，C正確；故選BC。4．(2024·江蘇卷，17，16分)氫能是理想清潔能源，氫能產(chǎn)業(yè)鏈由制氫、儲(chǔ)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(jià)發(fā)生改變的元素有_______；含CO和H2各1mol的混合氣體通過該方法制氫，理論上可獲得_______molH2。(2)一定條件下，將氮?dú)夂蜌錃獍磏(N2)：n(H2)=1：3混合勻速通入合成塔，發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。海綿狀的作催化劑，多孔Al2O3作為的“骨架”和氣體吸附劑。①H2中含有CO會(huì)使催化劑中毒。CH3COO[Cu(NH3)2]和氨水的混合溶液能吸收CO生成CH3COO[Cu(NH3)3CO]溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。②Al2O3含量與表面積、出口處氨含量關(guān)系如圖所示。Al2O3含量大于，出口處氨含量下降的原因是_______。(3)反應(yīng)H2+HCO3-HCOO-+H2O可用于儲(chǔ)氫。①密閉容器中，其他條件不變，向含有催化劑的0.1mol·L-1NaHCO3溶液中通入H2，HCOO-產(chǎn)率隨溫度變化如圖所示。溫度高于，HCOO-產(chǎn)率下降的可能原因是_______。②使用含氨基物質(zhì)(化學(xué)式為CN-NH2，CN是一種碳衍生材料)聯(lián)合催化劑儲(chǔ)氫，可能機(jī)理如圖所示。氨基能將HCO3-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(xué)式)確認(rèn)反應(yīng)過程中的加氫方式。【答案】(1)①C、H、Fe②(2①CH3COO[Cu(NH3)2]+NH3·H2O+CO=CH3COO[Cu(NH3)3CO]+H2O②多孔Al2O3可作為氣體吸附劑，含量過多會(huì)吸附生成的NH3，Al2O3含量大于2%時(shí)，α-Fe表面積減小，反應(yīng)速率減小，產(chǎn)生NH3減少。(3)①NaHCO3受熱分解，導(dǎo)致HCOO-產(chǎn)率下降②-NH2可以與HCO3-形成氫鍵③HDO【解析】(1)①反應(yīng)器I中參與反應(yīng)的物質(zhì)有CO、H2、Fe2O3，產(chǎn)物有CO2、H2O、Fe，發(fā)生反應(yīng)Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2、Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O化合價(jià)發(fā)生改變的元素有C、H、Fe。②CO、H2各1mol參與上述反應(yīng)，各生成molFe，共生成molFe，molFe在反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)3Fe+H2O(g)=Fe3O4+4H2，列比例計(jì)算：共生成molH?。(2)①根據(jù)題給反應(yīng)物及生成物書寫即可。②多孔Al2O3可作為氣體吸附劑，含量過多會(huì)吸附生成的NH3，Al2O3含量大于2%時(shí)，α-Fe表面積減小，反應(yīng)速率減小，這也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的NH3減少。(3)①NaHCO3受熱易分解，導(dǎo)致HCOO-產(chǎn)率下降。②氨基中的H原子連在電負(fù)性較大的N原子上，HCO3-中的H原子連在電負(fù)性較大的O原子上，二者之間可以形成氫鍵③總反應(yīng)為H2+HCO3-=HCOO-+H2O，用D2代替H2，若生成HDO，則可確認(rèn)反應(yīng)過程中的加氫方式。5．(2023?湖北省選擇性考試，19)納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，C40H10可以由C40H20分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的反應(yīng)機(jī)理和能量變化如下：回答下列問題：(1)已知C40H中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為431.0kJ·mol－1和298.0kJ·mol－1，H-H鍵能為436.0kJ·mol－1。估算C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的ΔH=_______kJ·mol－1。(2)圖示歷程包含_______個(gè)基元反應(yīng)，其中速率最慢的是第_______個(gè)。(3)C40H10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(shí)，假定體系內(nèi)只有反應(yīng)C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)發(fā)生，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)恒定為0(即C40H12的初始?jí)簭?qiáng))，平衡轉(zhuǎn)化率為α，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(5)(g)C40H18(g)+H?(g)及C40H10(g)+H?(g)反應(yīng)的K(K為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。已知本實(shí)驗(yàn)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C40H10的反應(yīng)速率的是_______(填標(biāo)號(hào))。a．升高溫度b．增大壓強(qiáng)c．加入催化劑【答案】(1)128(2)①3②3(3)①6②10(4)(5)在反應(yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同(6)a【解析】(1)由C40H20和C40H18的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出，C40H20中斷裂了2根碳?xì)滏I，C40H18形成了1根碳碳鍵，所以C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的ΔH=(431×2-298-436)kJ·mol－1=+128kJ·mol－1；(2)由反應(yīng)歷程可知，包含3個(gè)基元反應(yīng)，分別為：，，，其中第三個(gè)的活化能最大，反應(yīng)速率最慢；(3)由C40H20的結(jié)構(gòu)分析，可知其中含有1個(gè)五元環(huán)，10個(gè)六元環(huán)，每脫兩個(gè)氫形成一個(gè)五元環(huán)，則C40H10總共含有6個(gè)五元環(huán)，10個(gè)六元環(huán)；(4)1200K時(shí)，假定體系內(nèi)只有反應(yīng)C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)發(fā)生，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)恒定為0(即C40H12的初始?jí)簭?qiáng))，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)=；(5)(g)C40H18(g)+H?(g)及C40H10(g)+H?(g)反應(yīng)的K(K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?yàn)樵诜磻?yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同；(6)a項(xiàng)，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(jìn)行，提高了平衡轉(zhuǎn)化率反應(yīng)速率也加快，a符合題意；b項(xiàng)，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(jìn)行，降低了平衡轉(zhuǎn)化率，b不符合題意；c項(xiàng)，加入催化劑，平衡不移動(dòng)，不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，c不符合題意；故選a。6．(2023?湖南卷，16)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(jì)算反應(yīng)④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)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(jì)算時(shí)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(huì)發(fā)生如下兩個(gè)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(cuò)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Cu(Ⅰ)的配合物促進(jìn)C6H5CH2X(引發(fā)劑，X表示鹵素)生成自由基C6H5CH2?，實(shí)現(xiàn)苯乙烯可控聚合。(5)引發(fā)劑C6H5CH2Cl、C6H5CH2、C6H5CH2I中活性最高的是_______；(6)室溫下，①Cu+在配體L的水溶液中形成[Cu(L)2]+，其反應(yīng)平衡常數(shù)為K；②Cu在水中的溶度積常數(shù)為Ksp。由此可知，Cu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(jì)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(dòng)，反應(yīng)⑥不移動(dòng)，則曲線b代表產(chǎn)物苯(4)BD(5)C6H5CH2Cl(6)K?Ksp【解析】(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；(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(shí)平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為1.5mol，此時(shí)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(shí)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(shí)，體積之比等于物質(zhì)的量之比，此時(shí)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；(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(qiáng)，反應(yīng)④⑤都向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)⑥平衡不移動(dòng)，故曲線b代表的產(chǎn)物是苯；(4)A項(xiàng)，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(xiàng)正確；B項(xiàng)，催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，不能改變乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，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(xiàng)正確；D項(xiàng)，催化劑顆粒大小會(huì)影響接觸面積，會(huì)影響反應(yīng)速率，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選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；(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。7．(2023?遼寧省選擇性考試，18)硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)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(gè)吸熱峰，則此時(shí)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(diǎn)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(duì)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(duì)其進(jìn)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(hào))。(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(jì)算)。【答案】(1)①CuO②SO3(2)①催化劑②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)①cd②d③【解析】(1)根據(jù)圖示的熱重曲線所示，在700℃左右會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)吸熱峰，說明此時(shí)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(shí)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。(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?yàn)樵诜磻?yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、同時(shí)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項(xiàng)，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(cuò)誤；b項(xiàng)，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(shí)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(cuò)誤；c項(xiàng)，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項(xiàng)，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(shí)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；故選cd；(ii)為了提高催化劑的綜合性能，科學(xué)家對(duì)催化劑進(jìn)行了改良，從圖中可以看出標(biāo)號(hào)為d的催化劑V-K-Cs-Ce對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率最好，產(chǎn)率最佳，故選d；(iii)利用分壓代替濃度計(jì)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(shí)n(SO2)=m·αe，n(SO3)=m-m·αe=m(1-αe)，Kp==。8．(2023?全國甲卷，28)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：①3O2(g)2O3(g)K1ΔH1=285kJ·mol－1②2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(l) K2ΔH2=-329kJ·mol－1反應(yīng)③CH4(g)+O3(g)CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=_______kJ·mol－1，平衡常數(shù)K3=_______(用K1、K2表示)。(2)電噴霧電離等方法得到的M+(N等)與O3反應(yīng)可得MO+。MO+與CH4反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在300K和310K下(其他反應(yīng)條件相同)進(jìn)行反應(yīng)MO++CH4=M++CH3OH，結(jié)果如下圖所示。圖中300K的曲線是_______(填“a”或“b”。300K、60時(shí)MO+的轉(zhuǎn)化率為_______(列出算式)。(3)MO+分別與CH4、CD4反應(yīng)，體系的能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示(兩者歷程相似，圖中以CH4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(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則MO+與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線_______(填“c”或“d”)。(ⅲ)MO+與CH2D2反應(yīng)，氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD_______CHD2OH(填“＞”“＜”或“=”)。若MO+與CHD3反應(yīng)，生成的氘代甲醇有_______種?！敬鸢浮?1)或(2)b(3)Ⅰc＜2【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)③=(反應(yīng)②-①)，所以對(duì)應(yīng)ΔH3=；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(duì)應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)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(shí)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，300K、60時(shí)-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)MO++CH4=M++CH3OH可知，生成的M+即為轉(zhuǎn)化的MO+，則MO+的轉(zhuǎn)化率為；(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(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則此時(shí)正反應(yīng)活化能會(huì)增大，根據(jù)圖示可知，MO+與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線c；(ⅲ)MO+與CH2D2反應(yīng)時(shí)，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(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量會(huì)下降，則氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD＜CHD2OH；根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知，若MO+與CHD3反應(yīng)，生成的氘代甲醇可能為CHD2OD或CD3OH共2種。9．(2023?全國新課標(biāo)卷，29)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(jì)算反應(yīng)的ΔH=_______kJ·mol－1。(2)研究表明，合成氨反應(yīng)在催化劑上可能通過圖2機(jī)理進(jìn)行(*表示催化劑表面吸附位，N2*表示被吸附于催化劑表面的N2)。判斷上述反應(yīng)機(jī)理中，速率控制步驟(即速率最慢步驟)為_______(填步驟前的標(biāo)號(hào))，理由是_______。(3)合成氨催化劑前驅(qū)體(主要成分為3O4)使用前經(jīng)H2還原，生成α-包裹的3O4。已知α-屬于立方晶系，晶胞參數(shù)，密度為7.8·m-3，則α-晶胞中含有的原子數(shù)為_______(列出計(jì)算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。(4)在不同壓強(qiáng)下，以兩種不同組成進(jìn)料，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氨的摩爾分?jǐn)?shù)與溫度的計(jì)算結(jié)果如下圖所示。其中一種進(jìn)料組成為，另一種為。(物質(zhì)i的摩爾分?jǐn)?shù)：)①圖中壓強(qiáng)由小到大的順序?yàn)開______，判斷的依據(jù)是_______。②進(jìn)料組成中含有情性氣體的圖是_______。③圖3中，當(dāng)、時(shí)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率_______。該溫度時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)_______(化為最簡式)?！敬鸢浮?1)-45(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N的鍵能比H-H鍵的大很多，因此，在上述反應(yīng)機(jī)理中，速率控制步驟為(ⅱ)(3)(4)P1＜P2＜P3合成氨的反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大平衡時(shí)氨的摩爾分?jǐn)?shù)越大圖433.33%【解析】(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ΔH=+473kJ·mol－1，則N的鍵能為946kJ·mol－1；的ΔH=+654kJ·mol－1，則H-H鍵的鍵能為436kJ·mol－1。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N的鍵能比H-H鍵的大很多，因此，在上述反應(yīng)機(jī)理中，速率控制步驟為(ⅱ)。(3)已知α-屬于立方晶系，晶胞參數(shù)，密度為7.8·m-3，設(shè)其晶胞中含有的原子數(shù)為，則α-晶體密度，解之得，即α-晶胞中含有的原子數(shù)為。(4)①合成氨的反應(yīng)中，壓強(qiáng)越大越有利于氨的合成，因此，壓強(qiáng)越大平衡時(shí)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(shí)氨的摩爾分?jǐn)?shù)P1＜P2＜P3，因此，圖中壓強(qiáng)由小到大的順序?yàn)镻1＜P2＜P3，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(qiáng)越大平衡時(shí)氨的摩爾分?jǐn)?shù)越大。②對(duì)比圖3和圖4中的信息可知，在相同溫度和相同壓強(qiáng)下，圖4中平衡時(shí)氨的摩爾分?jǐn)?shù)較小。在恒壓下充入情性氣體A，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(dòng)，因此，充入情性氣體A不利于合成氨，進(jìn)料組成中含有情性氣體A的圖是圖4。③圖3中，進(jìn)料組成為兩者物質(zhì)的量之比為3：1。假設(shè)進(jìn)料中氫氣和氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量分別為3mol和1mol，達(dá)到平衡時(shí)氮?dú)獾淖兓繛閤mol，則有：當(dāng)、時(shí)，，解之得，則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率，平衡時(shí)N2、H2、NH3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(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)。10．(2023?海南卷，16)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?jǐn)?shù)為85%的磷酸與KCl(s)反應(yīng)制備KH2PO4(s)，反應(yīng)方程式為H3PO4(aq)+KCl(s)KH2PO4(s)+HCl(g)一定條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示?；卮饐栴}：(1)該條件下，反應(yīng)至1h時(shí)KCl的轉(zhuǎn)化率為_______。(2)該制備反應(yīng)的ΔH隨溫度變化關(guān)系如圖2所示。該條件下反應(yīng)為_______反就(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(shí)，H3PO4(aq)+KCl(aq)KH2PO4(aq)+HCl(aq)的平衡常數(shù)K=_______。(已知H3PO4(aq)的Ka1=6.9)【答案】(1)70%(2)①.吸熱②.降低(3)①使用濃磷酸作反應(yīng)物可以提高磷酸的濃度，促使反應(yīng)正向進(jìn)行②.使得氣體中氯化氫的分壓減小，促使反應(yīng)正向進(jìn)行(4)6.9【解析】(1)由圖可知，該條件下，反應(yīng)至1h時(shí)KCl的轉(zhuǎn)化率為70%；(2)由圖可知，焓變?yōu)檎?，則該條件下反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，且反應(yīng)熱隨溫度升高而降低；(3)使用濃磷酸作反應(yīng)物可以提高磷酸的濃度，促使反應(yīng)正向進(jìn)行；向系統(tǒng)中不斷通入水蒸氣，使得氣體中氯化氫的分壓減小，促使反應(yīng)正向進(jìn)行；都可以促進(jìn)氯化鉀的轉(zhuǎn)化率的提高；(4)298K時(shí)，H3PO4(aq)+KCl(aq)KH2PO4(aq)+HCl(aq)的離子方程式為H3PO4(aq)H2PO4-(aq)+H+(aq)，其平衡常數(shù)。11．(2022?福建卷，13)(13分)異丙醇(C3H8O)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(C3H6)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.C3H8O(g)C3H6(g)＋H2O(g)ΔH1＝+52kJ·mol?1Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)ΔH2＝-97kJ·mol?1回答下列問題：(1)已知2C3H8O(g)+9O2(g)6CO2(g)＋8H2O(g)ΔH＝-3750kJ·mol?1，則C3H6(g)燃燒生成CO2(g)和H2O(g)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(shí)間關(guān)系如下表：反應(yīng)時(shí)間04812t20H2O濃度/ppm024403200360040004100①內(nèi)，v(C3H8O)=_______；②t_______16(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(hào))。a.H2O(g)的分壓不變

b.混合氣體密度不變c.n(C3H6)=2n(C6H12)

d.v正(H2O)=v逆(C3H8O)(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(shí)lgQp與溫度的關(guān)系曲線。(已知：對(duì)于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，任意時(shí)刻，式中p(X))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(shí)，反應(yīng)Ⅰ的的狀態(tài)最有可能對(duì)應(yīng)圖中的_______點(diǎn)(填“甲”“乙”或“丙”)，判斷依據(jù)是_______。②350℃時(shí)，在密閉容器中加入一定量的C3H8O，體系達(dá)到平衡后，測得C6H12的分壓為，則水蒸氣的分壓為_______MPa(用含x的代數(shù)式表示)。【答案】(1)2C3H6(g)+9O2(g)6CO2(g)＋6H2O(g)ΔH＝-3854kJ·mol?1(2)190

>(3)ad(4)58.8%(5)甲

反應(yīng)I平衡曲線為N，恒壓時(shí)充入水蒸氣，Qp>Kp

【解析】(1)設(shè)Ⅲ2C3H8O(g)+9O2(g)6CO2(g)＋8H2O(g)ΔH＝-3750kJ·mol?1，根據(jù)蓋斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得2C3H6(g)+9O2(g)6CO2(g)＋6H2O(g)ΔH＝-3854kJ·mol?1。(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項(xiàng)，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項(xiàng)，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(cuò)誤；c項(xiàng)，當(dāng)n(C3H6)=2n(C6H12)

時(shí)，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(cuò)誤；d項(xiàng)，v正(H2O)=v逆(C3H8O)，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?yàn)榉磻?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(shí)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?yàn)闅怏w體積減小的放熱反應(yīng)，則升高溫度，反應(yīng)I正向移動(dòng)，Qp逐漸增大，反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng)，Qp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(shí)，對(duì)于反應(yīng)I而言，相當(dāng)于增大生成物濃度，使得Qp>Kp，即lgQp增大，反應(yīng)I的狀態(tài)最有可能對(duì)應(yīng)圖中的甲；②由圖可知，350°C時(shí)達(dá)平衡后，lgQp=0，則350℃時(shí)Kp=Qp=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(duì)反應(yīng)Ⅱ列三段式有：，解得a=MPa。12．(2022?全國甲，28)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(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4，再進(jìn)一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}：(1)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在時(shí)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：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝172kJ·mol?1Kp1=1.0(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝-51kJ·mol?1Kp2=1.2Pa①反應(yīng)2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔH為_______kJ·mol?1，Kp=_______Pa。②碳氯化的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化，其原因是_______。③對(duì)于碳氯化反應(yīng)：增大壓強(qiáng)，平衡_______移動(dòng)(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1.0Pa，將TiO2、C、Cl2以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進(jìn)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(jì)算結(jié)果如圖所示。①反應(yīng)C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)_______。②圖中顯示，在平衡時(shí)TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4，但實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度，其原因是_______。(3)TiO2碳氯化是一個(gè)“氣—固—固”反應(yīng)，有利于TiO2-C“固—固”接觸的措施是_______?！敬鸢浮?1)①-223

1.2×1014

②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向左

變小(2)

①7.2×105

②為了提高反應(yīng)速率，在相同時(shí)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(shí)鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”【解析】(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(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化，因?yàn)樘悸然磻?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(duì)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(qiáng)，平衡往氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)，即平衡向左移動(dòng)；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡往吸熱方向移動(dòng)，即向左移動(dòng)，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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”，增大接觸面積。13．(2022?山東卷，20)(11分)利用丁內(nèi)酯(BL)制備1，丁二醇(BD)，反應(yīng)過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反應(yīng)，涉及反應(yīng)如下：已知：①反應(yīng)Ⅰ為快速平衡，可認(rèn)為不受慢反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的影響；②因反應(yīng)Ⅰ在高壓H2氛圍下進(jìn)行，故H2壓強(qiáng)近似等于總壓?；卮鹣铝袉栴}：(1)以或BD為初始原料，在、的高壓H2氛圍下，分別在恒壓容器中進(jìn)行反應(yīng)。達(dá)平衡時(shí)，以BL為原料，體系向環(huán)境放熱XkJ；以BD為原料，體系從環(huán)境吸熱YkJ。忽略副反應(yīng)熱效應(yīng)，反應(yīng)Ⅰ焓變?chǔ)(493K，3.0×103kPa)=_______kJ·mol-1。(2)初始條件同上。xi表示某物種i的物質(zhì)的量與除H2外其它各物種總物質(zhì)的量之比，xBL和xBD隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)測得X，則圖中表示xBL變化的曲線是_______；反應(yīng)Ⅰ平衡常數(shù)Kp=_______kPa-2(保留兩位有效數(shù)字)。以BL為原料時(shí)，t1時(shí)刻xH2O_______，BD產(chǎn)率=_______(保留兩位有效數(shù)字)。(3)為達(dá)平衡時(shí)與的比值。(493K，2.5×103kPa)、(493K，3.5×103kPa)、(513K，2.5×103kPa)三種條件下，以5.0×10-3molBL為初始原料，在相同體積的剛性容器中發(fā)生反應(yīng)，隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。因反應(yīng)在高壓H2氛圍下進(jìn)行，可忽略壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響。曲線a、b、c中，最大的是_______(填代號(hào))；與曲線b相比，曲線c達(dá)到所需時(shí)間更長，原因是_______。【答案】(1)-200(X+Y)(2)a或c

8.3×10-8

0.08

39%(3)c

由于b和c代表的溫度相同，而壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響可忽略，壓強(qiáng)增大反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均是逆向移動(dòng)，增大，故=1.0所需時(shí)間更長【解析】(1)根據(jù)題意，結(jié)合已知信息，可確定在同溫同壓下，以同物質(zhì)的量的BL或BD為初始原料，達(dá)到平衡時(shí)的狀態(tài)相同，兩個(gè)平衡完全等效。則以5.0×10-3mol的BL為原料，達(dá)到平衡時(shí)放出XkJ熱量與同物質(zhì)的量的BD為原料達(dá)到平衡時(shí)吸收YkJ熱量的能量二者能量差值為(X+Y)kJ，則1mol時(shí)二者能量差值為200(X+Y)kJ，反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，因此焓變?chǔ)=-200(X+Y)kJ·mol-1。(2)實(shí)驗(yàn)測定X<Y，則達(dá)到平衡時(shí)BD物質(zhì)轉(zhuǎn)化量大于BL物質(zhì)轉(zhuǎn)化量，平衡狀態(tài)BD物質(zhì)的量較小，根據(jù)圖示可知，表示xBL變化的曲線是a或c；該平衡狀態(tài)下BL的分壓是0.48×3.0×103kPa，BD的分壓是0.36×3.0×103kPa，H2的壓強(qiáng)近似等于總壓，故反應(yīng)I平衡常數(shù)Kp==Kpa-2=8.3×10-8kPa-2；以BL為原料時(shí)，根據(jù)題給反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，體系總物質(zhì)的量的增加量正好是BD參與反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的量，也正好是H2O(g)的物質(zhì)的量，設(shè)t1時(shí)BL轉(zhuǎn)化了amol，BD轉(zhuǎn)化了bmol，則體系總物質(zhì)的量為(5.0×10-3+b)mol，得到、，求得a=、b=，則t1時(shí)刻=0.08；此時(shí)BD的產(chǎn)率為39%。(3)依題意，反應(yīng)I是正向放熱過程，以BL為初始原料，溫度升高則平衡逆向移動(dòng)，溫度越高，反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間越短，越小，的值越大；相同溫度時(shí)，壓強(qiáng)增大，BD的比重增大，增大，又可忽略壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響，則最大即最小，對(duì)應(yīng)曲線c；由于b和c代表的溫度相同，而壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響可忽略，壓強(qiáng)增大反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均是逆向移動(dòng)，增大，故=1.0所需時(shí)間更長。14．(2022?湖南選擇性，17)鈦(Ti)及其合金是理想的高強(qiáng)度、低密度結(jié)構(gòu)材料。以鈦渣(主要成分為TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物雜質(zhì))為原料，制備金屬鈦的工藝流程如下：已知“降溫收塵”后，粗TiCl4中含有的幾種物質(zhì)的沸點(diǎn)：物質(zhì)TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸點(diǎn)/答下列問題：(1)已知ΔG=ΔH-TΔS，的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略、隨溫度的變化。若ΔG，則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)下圖判斷：600℃時(shí)，下列反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行的是_______。A．C(s)＋O2(g)=CO2(g) B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)C．TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)D．TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋CO2(g)(2)TiO2與C、Cl2，在600℃的沸騰爐中充分反應(yīng)后，混合氣體中各組分的分壓如下表：物質(zhì)TiCl4COCO2Cl2分壓①該溫度下，TiO2與C、Cl2反應(yīng)的總化學(xué)方程式為_______；②隨著溫度升高，尾氣中的含量升高，原因是_______。(3)“除釩”過程中的化學(xué)方程式為_______；“除硅、鋁”過程中，分離TiCl4中含、雜質(zhì)的方法是_______。(4)“除釩”和“除硅、鋁”的順序_______(填“能”或“不能”)交換，理由是_______。(5)下列金屬冶煉方法與本工藝流程中加入冶煉的方法相似的是_______。A．高爐煉鐵 B．電解熔融氯化鈉制鈉 C．鋁熱反應(yīng)制錳 D．氧化汞分解制汞【答案】(1)C(2)

5TiO2+6C+10Cl25TiCl4+2CO+4CO2

隨著溫度升高，CO2與C發(fā)生反應(yīng)C＋CO22CO(3)3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3

蒸餾(4)

不能

若先“除硅、鋁”再“除釩”，“除釩”時(shí)需要加入Al，又引入Al雜質(zhì)；(5)AC【解析】鈦渣中加入C、Cl2進(jìn)行沸騰氯化，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氯化物，降溫收塵后得到粗TiCl4，加入單質(zhì)Al除釩，再除硅、鋁得到純TiCl4，加入Mg還原得到Ti。(1)記①C(s)＋O2(g)=CO2(g)，②2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，③TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)，④TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋CO2(g)；A項(xiàng)，由圖可知，600℃時(shí)C(s)＋O2(g)=CO2(g)的ΔG，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故A不符合題意；B項(xiàng)，由圖可知，600℃時(shí)2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔG，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故B不符合題意；C項(xiàng)，由圖可知，600℃時(shí)TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，故C符合題意；D項(xiàng)，根據(jù)蓋斯定律，TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋CO2(g)可由①+③得到，則600℃時(shí)其ΔG，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故D不符合題意；故選C；(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，該溫度下C主要生成CO和CO2，根據(jù)相同條件下氣體的壓強(qiáng)之比是物質(zhì)的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物質(zhì)的量之比約是5：2：4，所以TiO2與C、Cl2反應(yīng)的總化學(xué)方程式為5TiO2+6C+10Cl25TiCl4+2CO+4CO2；②隨著溫度升高，CO2與C發(fā)生反應(yīng)C＋CO22CO，導(dǎo)致CO含量升高；(3)“降溫收塵”后釩元素主要以VOCl3形式存在，加入Al得到VOCl2渣，根據(jù)得失電子守恒和元素守恒配平方程式為3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3；AlCl3、SiCl4與TiCl4沸點(diǎn)差異較大，“除硅、鋁"過程中可采用蒸餾的方法分離AlCl3、SiCl4；(4)若先“除硅、鋁”再“除釩”，“除釩”時(shí)需要加入Al，又引入Al雜質(zhì)，因此“除釩”和“除硅、鋁”的順序不能交換；(5)本工藝中加入Mg冶煉Ti的方法為熱還原法；A項(xiàng)，高爐煉鐵的原理是用還原劑將鐵礦石中鐵的氧化物還原成金屬鐵，屬于熱還原法，故A符合題意；B項(xiàng)，電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的原理是電解法，故B不符合題意；C項(xiàng)，鋁熱反應(yīng)制錳是利用Al作還原劑，將錳從其化合物中還原出來，為熱還原法，故C符合題意；D項(xiàng)，Hg為不活潑金屬，可以直接用加熱分解氧化汞的方法制備汞，故D不符合題意；故選AC。15．(2021?浙江1月，29)“氯堿工業(yè)”以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品，氯氣是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用氣體。請(qǐng)回答：(1)電解飽和食鹽水制取氯氣的化學(xué)方程式是______。(2)下列說法不正確的是______。A．可采用堿石灰干燥氯氣B．可通過排飽和食鹽水法收集氯氣C．常溫下，可通過加壓使氯氣液化而儲(chǔ)存于鋼瓶中D．工業(yè)上，常用氫氣和氯氣反應(yīng)生成的氯化氫溶于水制取鹽酸(3)在一定溫度下，氯氣溶于水的過程及其平衡常數(shù)為：Cl2(g)Cl2(aq)K1=c(Cl2)/pCl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)K2其中p為Cl2(g)的平衡壓強(qiáng)，c(Cl2)為Cl2在水溶液中的平衡濃度。①Cl2(g)Cl2(aq)的焓變?chǔ)1______0。(填”>”、“=”或“<”)②平衡常數(shù)K2的表達(dá)式為K2=______。③氯氣在水中的溶解度(以物質(zhì)的量濃度表示)為c，則c=______。(用平衡壓強(qiáng)p和上述平衡常數(shù)表示，忽略HClO的電離)(4)工業(yè)上，常采用“加碳氯化”的方法以高鈦渣(主要成分為TiO2)為原料生產(chǎn)TiCl4，相應(yīng)的化學(xué)方程式為；I.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔHI=181mol·L-1，KI=-3.4×10-29II.2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔHII=-221mol·L-1，KII=1.2×1048結(jié)合數(shù)據(jù)說明氯化過程中加碳的理由______。(5)在一定溫度下，以I2為催化劑，氯苯和Cl2在CS2中發(fā)生平行反應(yīng)，分別生成鄰二氯苯和對(duì)二氯苯，兩產(chǎn)物濃度之比與反應(yīng)時(shí)間無關(guān)。反應(yīng)物起始濃度均為0.5mol·L-1，反應(yīng)30min測得氯苯15%轉(zhuǎn)化為鄰二氯苯，25%轉(zhuǎn)化為對(duì)二氯苯。保持其他條件不變，若要提高產(chǎn)物中鄰二氯苯的比例，可采用的措施是______。A．適當(dāng)提高反應(yīng)溫度B．改變催化劑C．適當(dāng)降低反應(yīng)溫度D．改變反應(yīng)物濃度【答案】(1)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑(2)A(3)①＜②③K1p+(4)反應(yīng)I+II得：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)，K=KIKII=4.1×1019遠(yuǎn)大于K1，反應(yīng)II使TiO2氯化為TiCl4得以實(shí)現(xiàn)；ΔH=ΔHI+ΔHII=-40kJ·mol-1，反應(yīng)II可為反應(yīng)I提供所需的能量(5)AB【解析】(1)電解飽和食鹽水制取氯氣時(shí)，同時(shí)還生成氫氣和氫氧化鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。(2)A項(xiàng)，氯氣可與堿反應(yīng)，堿石灰含有氫氧化鈉和氧化鈣，因此，不能用堿石灰干燥氯氣，A說法不正確；B項(xiàng)，氯氣可與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在飽和食鹽水中存在濃度較大的氯離子，可以使氯氣的溶解平衡逆向移動(dòng)，因此，氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小，可以通過排飽和食鹽水法收集氯氣，B說法正確；C項(xiàng)，氯氣在常溫下不與鐵反應(yīng)；氯氣的相對(duì)分子質(zhì)量較大，其分子間的作用力較大，因此，氯氣屬于易液化的氣體，常溫下，可通過加壓使氯氣液化而儲(chǔ)存于鋼瓶中，C說法正確；D項(xiàng)，氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫，氯化氫溶于水得到鹽酸，因此，工業(yè)上，常用氫氣和氯氣反應(yīng)生成的氯化氫溶于水制取鹽酸，D說法正確。綜上所述，相關(guān)說法不正確的是A，故選A。(3)①Cl2(g)Cl2(aq)表示的是氯氣的溶解平衡，氯氣在常溫下可溶于水，該過程是自發(fā)的，由于該過程的熵變小于0，因此，其焓變?chǔ)1＜0。②由化學(xué)方程式Cl2(aq)+H2O(l)?H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)可知，其平衡常數(shù)K2的表達(dá)式為K2=，注意水為液態(tài)，其不出現(xiàn)在表達(dá)式中。③Cl2(g)Cl2(aq)與Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)相加可以得到Cl2(g)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)，因此，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為；氯氣在水中的溶解度(以物質(zhì)的量濃度表示)為c，根據(jù)物料守恒可知，c=+c(HClO)+c(Cl-)，由于HCl是強(qiáng)電解質(zhì)，若忽略水的電離和次氯酸的電離，則，由K2=可知=，由K1=c(Cl2)/p可知，=，則=，因此，c=K1p+。(4)已知：I.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔHI=181mol·L-1，KI=-3.4×10-29；II.2C(s)+O2(g)?2CO(g)ΔHII=-221mol·L-1，KII=1.2×1048。根據(jù)蓋斯定律可知，I+II得：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)，則K=KIKII=4.1×1019遠(yuǎn)大于K1，反應(yīng)II的發(fā)生可以減小反應(yīng)I的平衡體系中氧氣的濃度，從而使TiO2氯化為TiCl4得以實(shí)現(xiàn)；反應(yīng)I為吸熱反應(yīng)，而ΔH=ΔHI+ΔHII=-40kJ·mol-1，說明TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)II可為反應(yīng)I提供所需的能量。(5)A項(xiàng)，由于兩產(chǎn)物濃度之比與反應(yīng)時(shí)間無關(guān)，適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，使催化劑碘的溶解度增大，既可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，同時(shí)可以提高鄰位取代的機(jī)率(催化劑會(huì)參與反應(yīng)形成中間體，根據(jù)信息可知，碘在對(duì)位的取代機(jī)率較大)，從而提高產(chǎn)物中鄰二氯苯的比例，故A符合題意；B項(xiàng)，可以使用對(duì)生成鄰二氯苯有更高選擇性的催化劑，以提高產(chǎn)物中鄰二氯苯的比例，B符合題意；C項(xiàng)，適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，不利于提高鄰二氯苯的生成機(jī)率，不能提高產(chǎn)物中鄰二氯苯的比例，C不符合題意；D項(xiàng)，改變反應(yīng)物濃度可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，從而改變反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的時(shí)間，但是，產(chǎn)物濃度之比與反應(yīng)時(shí)間無關(guān)，因此，不能提高產(chǎn)物中鄰二氯苯的比例，D不符合題意。故選AB。16．(2021?浙江6月，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SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)==CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝-11.9kJ·mol?1。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說明理由_______。(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH＝-198kJ·mol?1。850K時(shí)，在一恒容密閉反應(yīng)器中充入一定量的SO2和O2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測得SO2、O2和SO3的濃度分別為6.0×10-3mol·L－1、8.0×10-3mol·L－1和4.4×10-2mol·L－1。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_______。(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SO3B．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SO2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1~4表示催化劑層。圖2所示進(jìn)程中表示熱交換過程的是_______。A．a(chǎn)1→b1B．b1→a2C．a(chǎn)2→b2D．B2→a3E.a3→b3F.B3→a4G.a4→b4③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)+O2(g)2SO3(g)的轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、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、Ⅱ)_______。(4)一定條件下，在Na2S-H2SO4-H2O2溶液體系中，檢測得到pH-時(shí)間振蕩曲線如圖4，同時(shí)觀察到體系由澄清→渾濁→澄清的周期性變化?？捎靡唤M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。Ⅰ.S2-+H+=HS-Ⅱ.①_______；Ⅲ.HS-+H2O2+H+=S↓+2H2O；Ⅳ.②_______。【答案】(1)不同溫度下都能自發(fā)，是因?yàn)棣ΔS(2)①6.7×103mol·L－1②88%(3)①C②BDF③(4)①HS-+4H2O2=SO42-+4H2O+H+②S+3H2O2=SO42-+2H2O+H+【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2的反應(yīng)為Cu(s)＋2H2SO4(l)==CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝-11.9kJ·mol?1，由于該反應(yīng)ΔHΔS，因此該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行；(2)①根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)可以求出該溫度下2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)為；②平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為；(3)①A項(xiàng)，在常壓下SO2催化氧化為SO3的反應(yīng)中，SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，工業(yè)上有采用高壓的反應(yīng)條件，A說法不正確；B項(xiàng)，進(jìn)入接觸室之前的氣流中含有會(huì)使催化劑中毒的物質(zhì)，需經(jīng)凈化處理以防止催化劑中毒，B說法不正確；C項(xiàng)，通入過量的空氣可以增大氧氣的濃度，可以使含硫礦石充分反應(yīng)，并使化學(xué)平衡2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此可以提高含硫礦石和SO2的轉(zhuǎn)化率；D項(xiàng)，SO3與水反應(yīng)放出大量的熱，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收SO3，反應(yīng)放出的熱量會(huì)使硫酸形成酸霧從而影響SO3被水吸收導(dǎo)致SO3的吸收速率減小，因此，在吸收塔中不宜采用水或稀硫酸吸收SO3，D說法不正確；故選C。②反應(yīng)混合物在熱交換氣中與原料氣進(jìn)行熱交換，在熱交換過程中，反應(yīng)混合物不與催化劑接觸，化學(xué)反應(yīng)速率大幅度減小，故雖然反應(yīng)混合物的溫度降低，SO2的轉(zhuǎn)化率基本不變，因此，圖2所示進(jìn)程中表示熱交換過程的是b1→a2、B2→a3、B3→a4，因此選BDF；③對(duì)于放熱的可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，該反應(yīng)的最適宜溫度為催化劑的催化活性最好時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，在該溫度下化學(xué)反應(yīng)速率最大，SO2的轉(zhuǎn)化率也最大；當(dāng)溫度高于最適宜溫度后，催化劑的催化活性逐漸減小，催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響超過了溫度升高對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，因此化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小，SO2的轉(zhuǎn)化率也逐漸減??；由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，SO2的