资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩19页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
专题20．化学反应原理综合应用-十年（2012-2021）高考化学真题分项汇编（浙江专用）
展开
这是一份专题20．化学反应原理综合应用-十年（2012-2021）高考化学真题分项汇编（浙江专用），文件包含专题20化学反应原理综合应用解析版docx、专题20化学反应原理综合应用原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共63页， 欢迎下载使用。
回答下列问题：
(1)反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的△H= kJ/ml。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP)，则反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)的KP＝ ；
随着温度的升高，该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图：
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%，以下条件中最合适的是 。
A．600℃，0.9Mpa B．700℃，0.9MPa
C．800℃，1.5Mpa D．1000℃，1.5MPa
②画出600℃，0.1Mpa条件下，系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)的变化趋势示意图：
(6)如果进料中氧气量过大，最终导致H2物质的量分数降低，原因是 。
2．【2013·浙江理综，27】捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2 可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2CO3(aq) △H1
反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2HCO3(aq)△H2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2(NH4)2HCO3(aq)△H3
请回答下列问题：
(1)△H3与△H1、△H2之间的关系是：△H3 。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：
①△H3 0(填＞、＝或＜)。
②在T1～T2及T4～T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，
其原因是 。
③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度上升到T2，并维持该温度。请在图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有 (写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是 。
A．NH4ClB．Na2CO3C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2
3．【2014·浙江理综，27】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4kJ·ml-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·ml-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题：
(1)反应Ⅰ能自发进行的条件是_______。
(2)对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应Ⅱ的Kp=_______(用表达式表示)。
(3)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是_______。
(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是_______。
(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有_______。
A．向该反应体系中投入石灰石
B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C．提高CO的初始体积百分数
D．提高反应体系的温度
(6)恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1>v2，请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图______。
4．【2015·浙江10月选考，30】由某精矿石(MCO3·ZCO3)可以制备单质M，制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇。取该矿石样品1.84 g，高温灼烧至恒重，得到0.96 g仅含两种金属氧化物的固体，其中m(M)∶m(O)＝3∶5。请回答：
(1) 该矿石的化学式为________。
(2) ①以该矿石灼烧后的固体产物为原料，真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质M和一种含氧酸盐(只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物质的量之比为2∶1)。写出该反应的化学方程式________。
②单质M还可以通过电解熔融MCl2得到。不能用电解MCl2溶液的方法制备M的理由是________。
(3) 一定条件下，由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应：
反应1： CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)ΔH1
反应2： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH2
反应3： CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如图l所示。
则ΔH2________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是________。
图1
温度/℃
150 200 250 300 350
1.0
0.1
0.01
10ˉ3
10ˉ4
10ˉ5
10ˉ6
平衡常数
K1
K2
K3
(4) 在温度T1时，使体积比为3∶1的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示；不改变其他条件，假定t时刻迅速降温到T2，一段时间后体系重新达到平衡。试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。
题图2
反应时间
t
甲醇浓度
5．【2015·浙江理综，28】乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
(1)已知：
计算上述反应的△H＝________ kJ·ml－1。
(2)维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝____________(用α等符号表示)。
(3)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________。
②控制反应温度为600℃的理由是____________。
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2＝CO＋H2O，CO2＋C＝2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。
① CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③ 有利于减少积炭
④ 有利于CO2资源利用
6．【2016·浙江理综，27】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一，研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO，反应的热化学方程式如下：
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－53.7kJ•ml-1 I
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
[备注]Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•ml-1和-285.8kJ•ml-1。
②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0kJ•ml-1
请回答(不考虑温度对△H的影响)：
(1)反应I的平衡常数表达式K=______；反应II的△H2=______kJ•ml-1．
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有__________。
A．使用催化剂Cat.1 B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___________________________。
(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图_________。
(5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在______极，该电极反应式是_________。
7．【2016·浙江4月选考，30】氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。
(1)以铁为催化剂，0.6ml氮气和1.8ml氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，20min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3ml。
= 1 \* GB3 ①在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。
= 2 \* GB3 ②该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是 (填增大、减少或不变)。
(2) = 1 \* GB3 ①N2H4是一种高能燃料，有强还原性，可通过NH3和NaClO反应制得，写出该制备反应的化学方程式
= 2 \* GB3 ②N2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K1=1.0*10-6，则0.01 ml·L－1 N2H4水溶液的pH等于 (忽略N2H4的二级电离和H2O的电离)。
= 3 \* GB3 ③已知298K和101KPa条件下：
N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g) ΔH1
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH2
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH3
4NH3(g)+O2(g)＝2N2H4(l)+2H2O(I) ΔH4
则N2H4(l)的标准燃烧热ΔH＝
(3)科学家改进了NO2转化为HNO3的工艺(如虚框所示)，在较高的操作压力下，提高N2O4/H2O的质量比和O2的用量，能制备出高浓度的硝酸。
实际操作中，应控制N2O4/H2O质量比高于5.11，对此请给出合理解释
8．【2016·浙江10月选考，26】氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。
(1)已知：900 K时，4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)，反应自发。
①该反应是放热还是吸热，判断并说明理由______________________________________。
②900 K时，体积比为4：l的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，HCl的平衡转化率α(HCl) 随压强(P)变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到T K(假定反应历程不变)，请画出压强在1.5×l05～4.5×105Pa范围内，HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线示意图_________。
(2)已知：Cl2(g)+2NaOH(aq)==NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) △Hl=―102 kJ·ml-1
3Cl2(g)+6NaOH(aq)==5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(1) △H2=―422 kJ·ml—1
①写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式_____________________。
②用过量的冷NaOH溶液吸收氯气，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此时ClO―的浓度为c0 ml·L-1；加热时NaClO转化为NaClO3，测得t时刻溶液中ClO―浓度为ct ml·L-1，写出该时刻溶液中Cl―浓度的表达式；c(Cl―)=_________ ml·L-1 (用c0、ct表示)
③有研究表明，生成NaClO3的反应分两步进行：
I、2ClO―=ClO2―+Cl―
II、ClO2―+ClO―=ClO3―+Cl―
常温下，反应II能快速进行，但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3，试用碰撞理论解释其原因：_______________________________。
(3)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气，会使电解电压升高，电解效率下降。为抑制氢气的产生，可选择合适的物质(不引入杂质)，写出该电解的总化学方程式________________________________________。
9．【2017·浙江4月选考，26】以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN)；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2，可通过二氧化碳甲烷化再利用。
请回答：
()1)已知：2Al2O3(s)=4Al(g)+3O2(g) △H1=3351 kJ·ml-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221 kJ·ml-1
2Al(g) + N2(g)=2AlN(s) △H3=-318 kJ·ml-1
碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是_____，该反应自发进行的条件____________。
(2)在常压，Ru/TiO2催化下，CO2和H2混合气体(体积比1：4，总物质的量a ml)进行反应，测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。
反应I CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1
反应II CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
①下列说法不正确的是_____
A．△H1小于零
B．温度可影响产物的选择性
C．CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少
D．其他条件不变，将CO2和H2的初始体积比改变为1:3，可提高CO2平衡转化率
②350℃时，反应I在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，该温度下反应I的平衡常数为________(用a、V表示)。
③350℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400℃下0～t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。________
据文献报道，CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是__________。
10．【2017·浙江11月选考，26】(一) 十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知：
C10H18(l) C10H12(l)＋3H2(g) △H1
C10H12(l) C10H8(l)＋2H2(g) △H2
△H1＞△H2＞0；C10H18→C10H12的活化能为Ea1，C10H12→C10H8的活化能为Ea2，十氢萘的常压沸点为192℃；在192℃，液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为9％。请回答：
(1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是_______________。
A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压
(2)研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是_____________________________________________________。
(3)温度335℃，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 ml)催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间变化关系，如图1所示。
①在8 h时，反应体系内氢气的量为___________________ml(忽略其他副反应)。
②x1显著低于x2的原因是____________________________。
③在图2中绘制“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量～反应过程”示意图____。
(二) 科学家发现，以H2O和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250℃和常压下可实现电化学合成氨。
阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。
(4)电极反应式：______________________________和2Fe＋3H2O＋N2＝2NH3＋Fe2O3。
11．【2018·浙江4月选考，27】下(一)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。
(1)收集到(CH3)4NOH的区域是________(填a、b、c或d)。
(2)写出电池总反应_____________。
(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=－2.7kJ·ml－1
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：
请完成：
(1)关于该反应，下列说法不合理的是_____________。
A．反应体系中硫酸有催化作用
B．因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零
C．因为反应的△H 接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大
D．因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计
(2)一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率y =_________；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n : 1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在图中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)________。
(3)工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71℃，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有___________________。
(4)近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)+2H2(g)
在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图所示。关于该方法，下列推测合理的是_____。
A．反应温度不宜超过300℃
B．增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
C．在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物
D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
12．【2018·浙江11月选考，26】(一)合成氨工艺(流程如图所示)是人工固氮最重要的途径。
2018年是合成氨工业先驱哈伯(P•Haber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为：1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) ∆H(298K)=-46.2KJ•ml-1,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附：N2(g)→2N*；H2(g)→2H*；
表面反应：N*+H*NH*；NH*+H*NH2*；NH2*+H*NH3*
脱附：NH3*NH3(g)
其中，N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有__________。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E.催化剂
(2)标准平衡常数，其中为标准压强(1X105Pa)，pNH3、pN2和pH2为各组分的平衡分压，如pNH3=xNH3p，p为平衡总压，xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为w，则=_____________(用含w的最简式表示)
②下图中可以示意标准平衡常数随温度T变化趋势的是_______。
(3)实际生产中，常用工艺条件，Fe作催化剂，控制温度773K，压强3.0X105Pa，原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由________________________。
②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_______。
A．合成氨反应在不同温度下的∆H和∆S都小于零
B．控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D．基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生。
(二)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究的合成，其原理如图所示。接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，然后滴入含Fe3+的溶液，控制温度，可制得K2FeO4。
(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式___________________________。
(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-)___________________________________。
13．【2019·浙江4月选考，29】水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。
(1) 关于反应H2(g)＋1/2O2(g)H2O(l)，下列说法不正确的是________。
A．焓变ΔH＜0，熵变ΔS＜0
B．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化
C．一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行
D．选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行
(2) ①根据H2O的成键特点，画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键(O－H…O)________。
②将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中，测定不同温度(T)下气态、液态水平衡共存[H2O(l)H2O(g)]时的压强(p)。在图中画出从20℃开始经过100℃的p随T变化关系示意图(20℃时的平衡压强用p1表示)________。
(3) 水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因________。
②如果水的离子积Kw从1.0×10−14增大到1.0×10−10，则相应的电离度是原来的________倍。
③超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。
下列说法合理的是________。
A．乙醇的超临界水氧化过程中，一氧化碳是中间产物，二氧化碳是最终产物
B．在550℃条件下，反应时间大于15 s时，乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全
C．乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，而且两者数值相等
D．随温度升高，xCO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大
(4) 以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。
①阳极的电极反应式是________。
②制备H2O2的总反应方程式是________。
14．【2020·浙江1月选考，29】研究NOx之间的转化具有重要意义。
(1)已知：N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＞0 将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。
①下列可以作为反应达到平衡的判据是________。
A．气体的压强不变 B．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) C．K不变
D．容器内气体的密度不变 E．容器内颜色不变
②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp＝________(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
③反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线________。
(2) NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。
Ⅰ 2NO(g)=N2O2(g) ΔH1
Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g) ΔH2
①决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因____。
15．【2020·浙江7月选考，29】研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。
相关的主要化学反应有：
Ⅰ C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g) ΔH1＝136 kJ·ml−1
Ⅱ C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH2＝177 kJ·ml−1
Ⅲ C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH3
Ⅳ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH4＝41 kJ·ml−1
已知：298K时，相关物质的相对能量(如图1)。
可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。例如：
H2O(g)H2O(l) ΔH4＝(−286 kJ·ml−1)－(−242 kJ·ml−1)＝−44 kJ·ml−1。
请回答：
(1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH3＝________kJ·ml−1。
②下列描述正确的是________。
A．升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大
B．加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正问移动
C．反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成
D．恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动
③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下：[C2H6(g)＋CO2(g)]→[C2H4(g)＋H2(g)＋CO2(g)]→[C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)]，且第二步速率较慢(反应活化能为210 kJ·ml−1)。根据相关物质的相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量−反应过程图”，起点从[C2H6(g)＋CO2(g)]的能量−477 kJ·ml−1开始(如图2)。
(2) ①CO2和C2H6按物质的量1∶1投料，在923 K:和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响，所得实验数据如下表：
结合具体反应分析，在催化剂X作用下，CO2氧化C2H6的主要产物是________，判断依据是________。
②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的物质的量与消耗C2H6的物质的量之比)。在773 K，乙烷平衡转化率为9.1%，保持温度和其他实验条件不变，采用选择性膜技术，乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是________。
16．【2021·浙江1月选考，29】“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品， 氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答：
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是______。
(2)下列说法不正确的是______。
A．可采用碱石灰干燥氯气
B．可通过排饱和食盐水法收集氯气
C．常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中
D．工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
(3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：
Cl2(g)Cl2(aq) K1=c(Cl2)/p
Cl 2(aq) + H2O(l)H+ (aq)+Cl- (aq) + HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强，c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g)Cl2(aq)的焓变ΔH1______0。(填”>”、“=”或“<”)
②平衡常数K2的表达式为K2=______。
③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则c=______。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略HClO的电离)
(4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程式为；
I.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) ΔHI=181 ml·L-1，KI=-3.4×10-29
II.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔHII= - 221 ml·L-1，KII=1.2×1048
结合数据说明氯化过程中加碳的理由______ 。
(5)在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 ml·L-1，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是______。
A．适当提高反应温度 B．改变催化剂
C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度
17．【2021·浙江6月选考，29】含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-11.9kJ·ml−1。判断该反应的自发性并说明理由_______。
(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＝-198kJ·ml−1。850K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3ml·L－1、8.0×10-3 ml·L－1和4.4×10-2 ml·L－1。
①该温度下反应的平衡常数为_______。
②平衡时SO2的转化率为_______。
(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法正确的是_______。
A．须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3
B．进入接触室之前的气流无需净化处理
C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率
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接触室结构如图1所示，其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是_______。
A．a1→b1 B．b1→a2 C．a2→b2 D．B2→a3 E. a3→b3 F. B3→a4 G. a4→b4
③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)_______。
(4)一定条件下，在Na2S-H2SO4-H2O2溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。
Ⅰ.S2-+H+=HS-
Ⅱ.①_______；
Ⅲ.HS-+H2O2+H+=S↓+2H2O；
Ⅳ.②_______。
反应过程
化学方程式
焓变△H(kJ/ml)
活化能Ea(kJ/ml)
甲烷氧化
CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)
－802.6
125.6
CH4(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)
－322.0
172.5
蒸汽重整
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
206.2
240.1
CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)
165.0
243.9
化学键
C－H
C－C
C＝C
H－H
键能/kJ·mlˉ1
412
348
612
436
T(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
553
Cat.1
15.3
39.1
553
Cat.2
12.0
71.6
纯物质
沸点/℃
恒沸混合物(质量分数)
沸点/℃
乙醇
78.3
乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)
70.4
乙酸
117.9
乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)
71.8
乙酸乙酯
77.1
乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08) +水(0.09)
70.2
催化剂
转化率C2H6/%
转化率CO2/%
转化率C2H4/%
催化剂X
19.0
37.6
3.3
回答下列问题：
(1)反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的△H= kJ/ml。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP)，则反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)的KP＝ ；
随着温度的升高，该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图：
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%，以下条件中最合适的是 。
A．600℃，0.9Mpa B．700℃，0.9MPa
C．800℃，1.5Mpa D．1000℃，1.5MPa
②画出600℃，0.1Mpa条件下，系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)的变化趋势示意图：
(6)如果进料中氧气量过大，最终导致H2物质的量分数降低，原因是 。
2．【2013·浙江理综，27】捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2 可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2CO3(aq) △H1
反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2HCO3(aq)△H2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2(NH4)2HCO3(aq)△H3
请回答下列问题：
(1)△H3与△H1、△H2之间的关系是：△H3 。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：
①△H3 0(填＞、＝或＜)。
②在T1～T2及T4～T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，
其原因是 。
③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度上升到T2，并维持该温度。请在图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有 (写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是 。
A．NH4ClB．Na2CO3C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2
3．【2014·浙江理综，27】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4kJ·ml-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·ml-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题：
(1)反应Ⅰ能自发进行的条件是_______。
(2)对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应Ⅱ的Kp=_______(用表达式表示)。
(3)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是_______。
(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是_______。
(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有_______。
A．向该反应体系中投入石灰石
B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C．提高CO的初始体积百分数
D．提高反应体系的温度
(6)恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1>v2，请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图______。
4．【2015·浙江10月选考，30】由某精矿石(MCO3·ZCO3)可以制备单质M，制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇。取该矿石样品1.84 g，高温灼烧至恒重，得到0.96 g仅含两种金属氧化物的固体，其中m(M)∶m(O)＝3∶5。请回答：
(1) 该矿石的化学式为________。
(2) ①以该矿石灼烧后的固体产物为原料，真空高温条件下用单质硅还原，仅得到单质M和一种含氧酸盐(只含Z、Si和O元素，且Z和Si的物质的量之比为2∶1)。写出该反应的化学方程式________。
②单质M还可以通过电解熔融MCl2得到。不能用电解MCl2溶液的方法制备M的理由是________。
(3) 一定条件下，由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应：
反应1： CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)ΔH1
反应2： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH2
反应3： CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如图l所示。
则ΔH2________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是________。
图1
温度/℃
150 200 250 300 350
1.0
0.1
0.01
10ˉ3
10ˉ4
10ˉ5
10ˉ6
平衡常数
K1
K2
K3
(4) 在温度T1时，使体积比为3∶1的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示；不改变其他条件，假定t时刻迅速降温到T2，一段时间后体系重新达到平衡。试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。
题图2
反应时间
t
甲醇浓度
5．【2015·浙江理综，28】乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
(1)已知：
计算上述反应的△H＝________ kJ·ml－1。
(2)维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝____________(用α等符号表示)。
(3)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________。
②控制反应温度为600℃的理由是____________。
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2＝CO＋H2O，CO2＋C＝2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。
① CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③ 有利于减少积炭
④ 有利于CO2资源利用
6．【2016·浙江理综，27】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一，研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO，反应的热化学方程式如下：
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－53.7kJ•ml-1 I
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
[备注]Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•ml-1和-285.8kJ•ml-1。
②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0kJ•ml-1
请回答(不考虑温度对△H的影响)：
(1)反应I的平衡常数表达式K=______；反应II的△H2=______kJ•ml-1．
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有__________。
A．使用催化剂Cat.1 B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___________________________。
(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图_________。
(5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在______极，该电极反应式是_________。
7．【2016·浙江4月选考，30】氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。
(1)以铁为催化剂，0.6ml氮气和1.8ml氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，20min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3ml。
= 1 \* GB3 ①在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。
= 2 \* GB3 ②该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是 (填增大、减少或不变)。
(2) = 1 \* GB3 ①N2H4是一种高能燃料，有强还原性，可通过NH3和NaClO反应制得，写出该制备反应的化学方程式
= 2 \* GB3 ②N2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K1=1.0*10-6，则0.01 ml·L－1 N2H4水溶液的pH等于 (忽略N2H4的二级电离和H2O的电离)。
= 3 \* GB3 ③已知298K和101KPa条件下：
N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g) ΔH1
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH2
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH3
4NH3(g)+O2(g)＝2N2H4(l)+2H2O(I) ΔH4
则N2H4(l)的标准燃烧热ΔH＝
(3)科学家改进了NO2转化为HNO3的工艺(如虚框所示)，在较高的操作压力下，提高N2O4/H2O的质量比和O2的用量，能制备出高浓度的硝酸。
实际操作中，应控制N2O4/H2O质量比高于5.11，对此请给出合理解释
8．【2016·浙江10月选考，26】氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。
(1)已知：900 K时，4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)，反应自发。
①该反应是放热还是吸热，判断并说明理由______________________________________。
②900 K时，体积比为4：l的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，HCl的平衡转化率α(HCl) 随压强(P)变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到T K(假定反应历程不变)，请画出压强在1.5×l05～4.5×105Pa范围内，HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线示意图_________。
(2)已知：Cl2(g)+2NaOH(aq)==NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) △Hl=―102 kJ·ml-1
3Cl2(g)+6NaOH(aq)==5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(1) △H2=―422 kJ·ml—1
①写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式_____________________。
②用过量的冷NaOH溶液吸收氯气，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此时ClO―的浓度为c0 ml·L-1；加热时NaClO转化为NaClO3，测得t时刻溶液中ClO―浓度为ct ml·L-1，写出该时刻溶液中Cl―浓度的表达式；c(Cl―)=_________ ml·L-1 (用c0、ct表示)
③有研究表明，生成NaClO3的反应分两步进行：
I、2ClO―=ClO2―+Cl―
II、ClO2―+ClO―=ClO3―+Cl―
常温下，反应II能快速进行，但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3，试用碰撞理论解释其原因：_______________________________。
(3)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气，会使电解电压升高，电解效率下降。为抑制氢气的产生，可选择合适的物质(不引入杂质)，写出该电解的总化学方程式________________________________________。
9．【2017·浙江4月选考，26】以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN)；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2，可通过二氧化碳甲烷化再利用。
请回答：
()1)已知：2Al2O3(s)=4Al(g)+3O2(g) △H1=3351 kJ·ml-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221 kJ·ml-1
2Al(g) + N2(g)=2AlN(s) △H3=-318 kJ·ml-1
碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是_____，该反应自发进行的条件____________。
(2)在常压，Ru/TiO2催化下，CO2和H2混合气体(体积比1：4，总物质的量a ml)进行反应，测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。
反应I CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1
反应II CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
①下列说法不正确的是_____
A．△H1小于零
B．温度可影响产物的选择性
C．CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少
D．其他条件不变，将CO2和H2的初始体积比改变为1:3，可提高CO2平衡转化率
②350℃时，反应I在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，该温度下反应I的平衡常数为________(用a、V表示)。
③350℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400℃下0～t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。________
据文献报道，CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是__________。
10．【2017·浙江11月选考，26】(一) 十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知：
C10H18(l) C10H12(l)＋3H2(g) △H1
C10H12(l) C10H8(l)＋2H2(g) △H2
△H1＞△H2＞0；C10H18→C10H12的活化能为Ea1，C10H12→C10H8的活化能为Ea2，十氢萘的常压沸点为192℃；在192℃，液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为9％。请回答：
(1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是_______________。
A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压
(2)研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是_____________________________________________________。
(3)温度335℃，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 ml)催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间变化关系，如图1所示。
①在8 h时，反应体系内氢气的量为___________________ml(忽略其他副反应)。
②x1显著低于x2的原因是____________________________。
③在图2中绘制“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量～反应过程”示意图____。
(二) 科学家发现，以H2O和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250℃和常压下可实现电化学合成氨。
阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。
(4)电极反应式：______________________________和2Fe＋3H2O＋N2＝2NH3＋Fe2O3。
11．【2018·浙江4月选考，27】下(一)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。
(1)收集到(CH3)4NOH的区域是________(填a、b、c或d)。
(2)写出电池总反应_____________。
(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=－2.7kJ·ml－1
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：
请完成：
(1)关于该反应，下列说法不合理的是_____________。
A．反应体系中硫酸有催化作用
B．因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零
C．因为反应的△H 接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大
D．因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计
(2)一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率y =_________；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n : 1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在图中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)________。
(3)工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71℃，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有___________________。
(4)近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)+2H2(g)
在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图所示。关于该方法，下列推测合理的是_____。
A．反应温度不宜超过300℃
B．增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
C．在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物
D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
12．【2018·浙江11月选考，26】(一)合成氨工艺(流程如图所示)是人工固氮最重要的途径。
2018年是合成氨工业先驱哈伯(P•Haber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为：1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) ∆H(298K)=-46.2KJ•ml-1,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附：N2(g)→2N*；H2(g)→2H*；
表面反应：N*+H*NH*；NH*+H*NH2*；NH2*+H*NH3*
脱附：NH3*NH3(g)
其中，N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有__________。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E.催化剂
(2)标准平衡常数，其中为标准压强(1X105Pa)，pNH3、pN2和pH2为各组分的平衡分压，如pNH3=xNH3p，p为平衡总压，xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为w，则=_____________(用含w的最简式表示)
②下图中可以示意标准平衡常数随温度T变化趋势的是_______。
(3)实际生产中，常用工艺条件，Fe作催化剂，控制温度773K，压强3.0X105Pa，原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由________________________。
②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_______。
A．合成氨反应在不同温度下的∆H和∆S都小于零
B．控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D．基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生。
(二)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究的合成，其原理如图所示。接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，然后滴入含Fe3+的溶液，控制温度，可制得K2FeO4。
(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式___________________________。
(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-)___________________________________。
13．【2019·浙江4月选考，29】水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。
(1) 关于反应H2(g)＋1/2O2(g)H2O(l)，下列说法不正确的是________。
A．焓变ΔH＜0，熵变ΔS＜0
B．可以把反应设计成原电池，实现能量的转化
C．一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行
D．选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行
(2) ①根据H2O的成键特点，画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键(O－H…O)________。
②将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中，测定不同温度(T)下气态、液态水平衡共存[H2O(l)H2O(g)]时的压强(p)。在图中画出从20℃开始经过100℃的p随T变化关系示意图(20℃时的平衡压强用p1表示)________。
(3) 水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因________。
②如果水的离子积Kw从1.0×10−14增大到1.0×10−10，则相应的电离度是原来的________倍。
③超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。
下列说法合理的是________。
A．乙醇的超临界水氧化过程中，一氧化碳是中间产物，二氧化碳是最终产物
B．在550℃条件下，反应时间大于15 s时，乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全
C．乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，而且两者数值相等
D．随温度升高，xCO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大
(4) 以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。
①阳极的电极反应式是________。
②制备H2O2的总反应方程式是________。
14．【2020·浙江1月选考，29】研究NOx之间的转化具有重要意义。
(1)已知：N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＞0 将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。
①下列可以作为反应达到平衡的判据是________。
A．气体的压强不变 B．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) C．K不变
D．容器内气体的密度不变 E．容器内颜色不变
②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp＝________(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
③反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线________。
(2) NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。
Ⅰ 2NO(g)=N2O2(g) ΔH1
Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g) ΔH2
①决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因____。
15．【2020·浙江7月选考，29】研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。
相关的主要化学反应有：
Ⅰ C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g) ΔH1＝136 kJ·ml−1
Ⅱ C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH2＝177 kJ·ml−1
Ⅲ C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH3
Ⅳ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH4＝41 kJ·ml−1
已知：298K时，相关物质的相对能量(如图1)。
可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。例如：
H2O(g)H2O(l) ΔH4＝(−286 kJ·ml−1)－(−242 kJ·ml−1)＝−44 kJ·ml−1。
请回答：
(1)①根据相关物质的相对能量计算ΔH3＝________kJ·ml−1。
②下列描述正确的是________。
A．升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大
B．加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正问移动
C．反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成
D．恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动
③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下：[C2H6(g)＋CO2(g)]→[C2H4(g)＋H2(g)＋CO2(g)]→[C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)]，且第二步速率较慢(反应活化能为210 kJ·ml−1)。根据相关物质的相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量−反应过程图”，起点从[C2H6(g)＋CO2(g)]的能量−477 kJ·ml−1开始(如图2)。
(2) ①CO2和C2H6按物质的量1∶1投料，在923 K:和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响，所得实验数据如下表：
结合具体反应分析，在催化剂X作用下，CO2氧化C2H6的主要产物是________，判断依据是________。
②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的物质的量与消耗C2H6的物质的量之比)。在773 K，乙烷平衡转化率为9.1%，保持温度和其他实验条件不变，采用选择性膜技术，乙烷转化率可提高到11.0%。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是________。
16．【2021·浙江1月选考，29】“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品， 氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答：
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是______。
(2)下列说法不正确的是______。
A．可采用碱石灰干燥氯气
B．可通过排饱和食盐水法收集氯气
C．常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中
D．工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
(3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：
Cl2(g)Cl2(aq) K1=c(Cl2)/p
Cl 2(aq) + H2O(l)H+ (aq)+Cl- (aq) + HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强，c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g)Cl2(aq)的焓变ΔH1______0。(填”>”、“=”或“<”)
②平衡常数K2的表达式为K2=______。
③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则c=______。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略HClO的电离)
(4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程式为；
I.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) ΔHI=181 ml·L-1，KI=-3.4×10-29
II.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔHII= - 221 ml·L-1，KII=1.2×1048
结合数据说明氯化过程中加碳的理由______ 。
(5)在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 ml·L-1，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是______。
A．适当提高反应温度 B．改变催化剂
C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度
17．【2021·浙江6月选考，29】含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝-11.9kJ·ml−1。判断该反应的自发性并说明理由_______。
(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＝-198kJ·ml−1。850K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3ml·L－1、8.0×10-3 ml·L－1和4.4×10-2 ml·L－1。
①该温度下反应的平衡常数为_______。
②平衡时SO2的转化率为_______。
(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法正确的是_______。
A．须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3
B．进入接触室之前的气流无需净化处理
C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率
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接触室结构如图1所示，其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是_______。
A．a1→b1 B．b1→a2 C．a2→b2 D．B2→a3 E. a3→b3 F. B3→a4 G. a4→b4
③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)_______。
(4)一定条件下，在Na2S-H2SO4-H2O2溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。
Ⅰ.S2-+H+=HS-
Ⅱ.①_______；
Ⅲ.HS-+H2O2+H+=S↓+2H2O；
Ⅳ.②_______。
反应过程
化学方程式
焓变△H(kJ/ml)
活化能Ea(kJ/ml)
甲烷氧化
CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)
－802.6
125.6
CH4(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)
－322.0
172.5
蒸汽重整
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
206.2
240.1
CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)
165.0
243.9
化学键
C－H
C－C
C＝C
H－H
键能/kJ·mlˉ1
412
348
612
436
T(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
553
Cat.1
15.3
39.1
553
Cat.2
12.0
71.6
纯物质
沸点/℃
恒沸混合物(质量分数)
沸点/℃
乙醇
78.3
乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)
70.4
乙酸
117.9
乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)
71.8
乙酸乙酯
77.1
乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08) +水(0.09)
70.2
催化剂
转化率C2H6/%
转化率CO2/%
转化率C2H4/%
催化剂X
19.0
37.6
3.3
相关试卷
专题18．化学计算-十年（2012-2021）高考化学真题分项汇编（浙江专用）： 这是一份专题18．化学计算-十年（2012-2021）高考化学真题分项汇编（浙江专用），文件包含专题18化学计算解析版docx、专题18化学计算原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共13页， 欢迎下载使用。
专题12．化学反应速率与化学平衡-十年（2012-2021）高考化学真题分项汇编（浙江专用）： 这是一份专题12．化学反应速率与化学平衡-十年（2012-2021）高考化学真题分项汇编（浙江专用），文件包含专题12化学反应速率与化学平衡解析版docx、专题12化学反应速率与化学平衡原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
专题11．电化学-十年（2012-2021）高考化学真题分项汇编（浙江专用）： 这是一份专题11．电化学-十年（2012-2021）高考化学真题分项汇编（浙江专用），文件包含专题11电化学解析版docx、专题11电化学原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
