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高三化学高考备考一轮复习：化学反应原理综合专题训练
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高考化学一轮专题训练：化学反应原理综合题
1．（2022·云南师大附中高三阶段练习）氯胺是一种长效缓释水消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺 其作饮用水消毒剂是因为水解生成的HClO具有强烈杀菌作用，回答下列问题：
(1)二氯胺与水反应的化学方程式为________________________。
(2)工业上可利用 ∆H制备一氯胺，已知该反应化学反应能量变化如图所示，则该反应的______________
(3)在密闭容器中反应 ∆H达到平衡，据此反应通过热力学定律计算理论上 的体积分数随 (氨氯比)的变化曲线如图所示。
①a、b、c三点对应平衡常数、、的大小关系为_____________________理由是______________________; 温度下该反应的平衡常数为______________________________（保留2位有效数字)。
②在 温度下，Q点对应的速率：_____________________ (填“大于”“小于”或“等于”)；
③在 温度下，当 ______________________________时，平衡时 的体积分数最大；
④若产物都是气体，实验测得 的体积分数始终比理论值低，原因可能是_________________。
2．（2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测）研究碳及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
CO2的捕获与利用
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液，溶液pH=_______。(室温下，的)
(2)利用CO2和H2合成二甲醚(CH3OCH3)的过程包括如下反应
甲醇合成：
甲醇脱水：
则合成二甲醚总反应热化学方程式：_________mol∙L-1
(3)合成二甲醚所用的CO2可利用氨水从工业废气中捕获，捕获过程中会生成中间产物为测定该反应的有关热力学参数，将一定量纯净的置于5L的真空钢瓶中，一定温度下发生反应：，实验测得气体总浓度(10-3mol/L)与温度、时间的关系如表所示：
温度总浓度(10-3mol/L)
时间
15℃
25℃
35℃
0
0
0
0
0.9
2.7
8.1
2.4
4.8
9.4
2.4
4.8
9.4
①该反应能自发进行的原因_______。
②35℃时，到时间段用表示的反应速率为_______(用含、的式子表示)
③25℃，时刻将钢瓶体积压缩为2.5L，达到新平衡时CO2的浓度为_______。
(4)我国科学家设计熔盐捕获与转化装置如图所示，c极电极反应式为_______。
3．（2022·贵州·贵阳一中高三阶段练习）二甲醚又称甲醚(CH3OCH3)，简称DME，是清洁、高效的新型燃料。
Ⅰ.由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
①
②
③
回答下列问题：
(1)由合成气(CO、H2)制备 且生成 其热化学方程式为_______。
(2)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和 进行反应①，平衡时CO(g)和 的转化率如图所示，则a= _______(填数值)。
(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②，如果该反应的平衡常数 值变小，下列说法正确的是_______(填序号)。
A．平衡向正反应方向移动 B．平衡移动的原因是升高了温度
C．达到新平衡后体系的压强不变 D．容器中 的体积分数减小
Ⅱ.由合成气(CO2、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
④
⑤
(4)若在体积为2L的密闭容器中，控制 流速为 (已换算为标准状况)， 的转化率为80.0%，则 的反应速率为_______ (保留三位有效数字)。
(5)在恒压条件下，按 与 的物质的量之比为1：3投料，测得 平衡转化率和平衡时CO的选择性转化的中生成CO的物质的量分数)随温度的变化如图所示：
①曲线n随温度升高显示如图所示变化的原因是_______。
②T℃时反应⑤的平衡常数K=_______ (保留两位有效数字)。
③合成甲醚的适宜温度为260℃， 理由是_______。
④其他条件不变，改为恒容条件，CO平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性_______ (填“高”“低”或“不变”)。
4．（2022·四川·树德中学模拟预测）CO2催化加氢制烯烃(CnH2n)是缓解化石能源消耗、实现减排的重要途径之—。FT转化路径(CO2→CO→CnH2n)涉及的主要反应如下：
i. CO2(g) + H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH1= 41.1kJ·mol-1
ii. nCO(g)+2nH2(g) = CnH2n (g) + nH2O(g) n=2时，ΔH2= -210.2 kJ·mol-1
iii. CO(g)+3H2(g) = CH4(g)+ H2O(g) ΔH3= -205.9 kJ·mol-1
(1)2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH =_______kJ·mol-1。_______(填“高温”或“低温”)有利于该反应自发进行。
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施有_______(填标号)。
A．增大n(CO2)：n(H2)投料比 B．增大体系压强
C．使用高效催化剂 D．及时分离H2O
(3)n(CO2)：n(H2)投料比为1：3、压强为1MPa时，无烷烃产物的平衡体系中CO2转化率和产物选择性随反应温度变化曲线如下图。
①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为_______(填标号)。
A．373~573K B．573~773K C．773~973K D．973~1173K
②计算1083K时，反应i的Kp=_______。
③373~1273K范围内，723K以前CO2的转化率降低的原因是_______。
(4)FT转化路径存在CH4含量过高问题，我国科学家采用Cr2O3(SG)和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。CO2在催化剂Cr2O3(SG)表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在H-SAPO-34作用下产生乙烯、丙烯示意图如下。
①吸附态用*表示，CO2→甲氧基(H3CO*)过程中，_______的生成是决速步骤(填化学式)。
②H-SAPO-34具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm)，笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。从结构角度推测，短链烯烃选择性提高的原因_______。
5．（2022·重庆南开中学模拟预测）开发新能源是解决石油危机与环境污染问题的重要方法，氢能则起到了一石二鸟的作用。甲醇是一种安全、经济、易处理的氢源。
I．甲醇水蒸气催化重整制氢是目前人们研究最为广泛的制氢方式之一、主要包括以下反应：
i．甲醇水蒸气重整反应：
ⅱ．逆水蒸气变换反应：
ⅲ．甲醇直接分解反应：
回答下列问题：
(1)常压时，在催化剂作用下，甲醇转化率与反应温度的关系如图所示：
①由图可知，温度低于时，随温度升高，甲醇的实际转化率逐渐逼近平衡转化率，简述理由：___________。温度高于时，适当升高温度，甲醇转化率和重整气中的物质的量均会升高，CO的物质的量会___________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
②适当提高水醇比也有利于增大甲醇的平衡转化率，请结合平衡移动原理解释：___________
(2)时，向体积为的密闭容器中按水醇比通入和，初始压强为。若仅发生反应i，达到平衡时，体系中的分压为，则的分压为___________，用平衡分压代替平衡浓度表示反应i的平衡常数___________(分压=物质的量分数×总压)。
Ⅱ．用甲醇水溶液电解制氢(原理如图所示)与氢氧燃料电池耦合发电系统，对高纯氢气的产生和实现燃料电池无增压、无增湿自呼吸运行均具有重要意义。
(3)氢氧燃料电池的负极连接电解槽的惰性电极___________(填“A”或“B”)。
(4)电解槽工作时，电极B的电极反应式为___________。
(5)理论上，每消耗甲醇，氢氧燃料电池中需通入标准状况下空气的体积约为___________。
6．（2022·内蒙古赤峰·模拟预测）随着可燃冰开采领域的不断扩大，我国已处于世界绝对领先地位。将甲烷((CH4)催化转化为有价值的化学工业品一直是我国化学工作 者的研究热点。最近徐君团队研发出了一种Au在ZSM-5分子筛上催化氧化甲烷生产CH3OH和CH3COOH的技术，该技术涉及的反应如下：
反应Ⅰ 2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(g) △H1= -251.0kJ·mol-1；
反应Ⅱ 2CH4(g)+2O2(g) CH3COOH(g)+2H2O(g) △H2 = -812.4kJ· mol-1。
请回答下列问题：
(1)部分化学键的键能数据如下表所示：
化学键
O=O
C-H
O-H
键能E/kJ·mol-1
498
414
390.8
则C-O的键能为_______kJ·mol-1。
(2)反应II在热力学上进行的趋势很大，原因为_______。除降低温度外，能同时提高CH3OH和CH3COOH的平衡产率的措施为_______(任答一条)。
(3)T℃下，向含有少量Au-ZSM-5分子筛催化剂的体积为VL的刚性密闭容器中充入1molCH4和2molO2发生反应I和反应II。达到平衡时测得CH4的物质的量为a mol， CH3COOH(g)的物质 的量为b mol，此时O2(g)的浓度为_______mol·L-1 (用含a、b、v的代数式表示，要求化简，下同)，该温度下反应II的平衡常数为_______。
(4)徐君教授研究后发现在Au-ZSM-5分子筛催化剂表面，反应I中O2的解离过程和CH4的活化过程的机理如下图所示(·代表吸附态)：
该反应进程中，O2的解离是_______(填“吸热”或“放热”)的反应，该过程的反应速率_______(填“大于”或“小于”)CH4的活化反应的反应速率。
(5)以CH4和O2为基本原料，采用电解法也可以制备CH3COOH，其装置如下图所示：
通入CH4的电极反应式为_______该装置工作时发生的能量转化形式为_______ (不考虑热能的转化)。
7．（2022·江苏省天一中学高三期中）化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
(1)如图所示装置中，Cu片是_______(填“正极”或“负极”)。
(2)如图所示装置，能证明产生电能的实验现象是_______、_______。
(3)写出锌电极上的电极反应_______。
(4)2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究做出突出贡献的科学家。某锂离子电池的工作原理如下。
下列说法正确的是_______(填序号)。
①A为电池的正极
②该装置实现了化学能转化为电能
③电池工作时，电池内部的锂离子定向移动
8．（2022·江苏徐州·高三阶段练习）是自然界中的重要碳源，综合利用是日前的研究热点.
(1)工业上已经实现与反应合成甲醇.在一恒温、恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：。测得和的浓度随时间变化如图所示。请回答：
①内，用表示的平均反应速率_______
②能够判断该反应达到平衡状态的是_______(填选项)
a.和的浓度相等
b.混合气体的总物质的量不再改变
c.消耗同时生成
d.
(2)中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂和的表面将转化为烷烃
①已知在纳米催化剂表面，与完全反应生成CO和气态时吸收的能量，则该反应的热化学方程式为_______
②催化剂中的制备方法如下：将一定比例的和溶于盐酸，然后在下逐滴加入溶液，继续搅拌，得，写出该反应的离子方程式_______
9．（2022·黑龙江·大庆中学高三期中）利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：。请回答下列问题：
(1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是_______(填字母)。
a．增加的浓度b．选择高效催化剂c．充入氦气 d．适当降低温度
(3)下列情况能够说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a．
b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化
c．的物质的量不再变化
d．、、三者的浓度之比为2∶1∶2
(4)某次实验中，在容积为2L的恒温密闭容器中通入10mol和amol，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①2min时，_______(填“>”、“<”或“=”)。
②用的浓度变化表示0-5min内反应的平均速率是_______。
③反应达到平衡时，的转化率为50%(转化率=某物质参与反应的物质的量/初始物质的量×100%)，则a=_______mol。
10．（2022·湖南·长沙市南雅中学高三阶段练习）利用太阳能光解水，制备的用于还原合成有机物，可实现资源的再利用。回答下列问题：
Ⅰ． 半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中，光照时可在其表面得到产物
(1)下图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为___________。
(2)若将该催化剂置于溶液中，产物之一为，另一产物为___________。若将该催化剂置于溶液中，产物之一为，写出生成另一产物的离子反应式___________。
Ⅱ． 用还原可以在一定条件下合成(不考虑副反应)： ？
(3)某温度下，恒容密闭容器中，和的起始浓度分别为和，经反应达到平衡，此时的产率(即实际产量与理论产量之比)为。内用表示的反应速率为___________。该温度下反应平衡常数的值为___________。
(4)恒压下，和的起始物质的量比为时，该反应在无分子筛膜时和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出。
①该反应的___________(填“”或“”)0。
②在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为___________。
③有分子筛膜时，点之前，甲醇的平衡产率逐渐增大的可能原因是___________。
Ⅲ． 调节溶液可实现工业废气的捕获和释放
(5)已知时，碳酸电离常数，。当溶液时，___________ : ___________。
11．（2022·北京·北大附中三模）实现二氧化碳选择性、稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济”理念下的一个重要成果。由CO2和H2合成CH3OH的反应过程如下：
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+40.9kJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.4kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)如图是一种特定条件下反应I机理中的第一步变化，则碳原子的杂化类型从____变为___。
(2)写出由CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式为____。
(3)恒压条件下，按n(CO2)：n(H2)=1：3投料时，该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。(分子筛膜能选择性分离出H2O)
①根据图中数据，恒压条件下采用有分子筛膜时的最佳反应温度为____℃。
②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是____。
(4)不同压强下，依然按n(CO2)：n(H2)=1：3投料，测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知：CO2的平衡转化率=×100%
CH3OH的平衡产率=×100%
①压强：p1____p2(填“>”“=”或“<”)，判断依据是____。
②纵坐标表示CO2平衡转化率的是图____(填“甲”或“乙”)。
③图乙中T1温度时，两条曲线几乎交于一点的原因是____。
12．（2022·辽宁·鞍山市华育高级中学高三期中）I.汽车行驶、某些化工厂生产过程，会向空气中排放出NOx、CO、SO2等有害气体，影响生态环境。
(1)汽油中含有某种烃A。已知A的相对分子质量为100，其中氢元素的质量分数为16%，A的分子式为____。
II.为防止氮的氧化物污染空气，可用氨或活性炭还原氮氧化物。回答下列问题：
(2)为了减少重型柴油车排放NOx，向尾气处理装置内自动喷入的尿素溶液在一定条件下先转化为NH3，NH3再与NOx反应生成两种无污染的物质。
①写出其中NH3与NO在一定条件下反应的化学方程式：____。
②为提高此反应的速率，下列措施可行的是_____(填字母代号)。
A．缩小容器体积 B．降低温度 C．使用适合催化剂 D．移出产物
(3)向两个1L的密闭容器中各加入活性炭(足量)和1.0molNO，发生反应为：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下NO和N2的物质的量变化如表所示：
温度/℃
物质的量/mol
时间
0
5min
9min
10min
12min
T1
NO
1.0
0.58
0.42
0.40
0.40
N2
0
0.21
0.29
x
x
T2
NO
1.0
0.50
0.34
0.34
N2
0
0.25
0.33
0.33
①温度为T1℃时，0~5min内，以CO2表示的该反应的平均速率v(CO2)=____mol·L-1·min-1；反应达到最大限度(即平衡状态)时，混合气体中N2的物质的量分数为____。从反应开始到建立平衡的过程中，体系内气体的总压强____(填“变大”“变小”或“不变”)。
②两容器中的温度关系为T1____T2(填“>”“<”或“=”)。
③下列情况能说明该反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)达到平衡状态的是____。
A．2v正(NO)=v逆(CO2)
B．混合气体中N2的体积分数保持不变
C．单位时间内断裂1个N≡N同时生成1个C=O
D．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变
E.恒温、恒容条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变
13．（2022·四川成都·高三专题练习）与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系有以下反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ. (只在高温下自发进行)
(1)已知25℃、101kPa时、和的燃烧热分别为、和，则_______。 _______0(填“>”或“<”)。
(2)在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的和通入重整反应器中，平衡时，、的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。
①平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是_______(填标号)。
②温度高于1300K后，曲线d超过曲线c的可能原因为_______。
(3)在p MPa时，将和按物质的量之比为1∶1充入密闭容器中，分别在无催化剂和催化下反应相同时间，所得的转化率、催化剂活性与温度的关系如图。
①a点转化率相等的原因是_______。
②在900℃、催化条件下，将、、按物质的量之比为1∶1∶n充入密闭容器，的平衡转化率大于50%，原因是_______。
(4)设为相对压力平衡常数，用相对分压代替浓度即可得相对压力平衡常数的表达式［气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以标准压强］。某温度下反应Ⅲ的，向恒容密闭容器中按投料比充入原料气，初始总压为150kPa，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，体系达到平衡时的分压为b kPa，则的平衡转化率为_______。
14．（2022·宁夏·石嘴山市第三中学模拟预测）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
如反应类型①：Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)反应III的∆H3为_______。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生反应I，下列能说明反应已达平衡的是_______(填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中减少3mol H2的同时有1mol H2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是_______。(填“A”或“B”)
A．COCO2CH3OH+H2O B．CO2COCH3OH
反应类型②：Ⅰ.2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)
Ⅱ.CH2=CH2(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)
Ⅲ.2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
(4)CO2和水反应生成乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应Ⅲ，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是_______(填字母)。
A．反应Ⅲ是一个放热反应
B．增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率
C．温度低于300℃时，随温度升高乙烯的平衡产率增大
D．平衡常数：K(N)
(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当_______。
15．（2022·江苏淮安·高三期中）化学能与电能的相互转化，是能量转化的重要形式之一。
(1)化学电源包括一次电池、二次电池和燃料电池等。下列属于二次电池的是_______
a．普通锌锰干电池 b．铅蓄电池 c．氢氧燃料电池
(2)碱性锌锰电池是一种高性能电池产品。其构造如下图所示，其电池总反应式为：Zn + 2MnO2 + 2H2O=2MnO(OH) + Zn(OH)2，请回答下列问题：
①该电池的正极为_______正极反应式为_______。
②该电池的负极为_______负极反应式为_______。
③该反应每消耗1 mol Zn理论上转移的的电子数目为_______。
(3)氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料——烧碱和氯气。
①写出电解饱和食盐水的化学反应方程式_______。
②图中a为_______。(填“阳极”或“阴极”)
③b上发生的电极反应式为_______。
16．（2022·四川成都·高三专题练习）二甲醚(CH3OCH3)在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。相关合成反应的热化学方程式为：
①2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H1=-122.9kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+40.9kJ·mol-1
③2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题：
(1)△H3=____kJ·mol-1。
(2)一定条件下，将2molCO2和6molH2充入2L的恒容密闭容器中发生上述反应，平衡时测得CH3OCH3的物质的量为0.8mol、CO的物质的量为0.2mol，则此时的c(H2O)=____mol·L-1，反应②的平衡常数为____。
(3)将CO和H2以体积比1：2通入一绝热的恒容密闭容器中，发生反应③，反应过程中容器内压强(P)与时间(t)的变化如图甲所示，随着反应的进行，AB段压强增大的原因是____；BC段压强减小的原因是____。
(4)工业生产中常通过改变外界条件(如温度或压强)，来提高反应物的转化率或生成物的产率，从而提高工厂的效益。将CO2和H2以体积比为1：2的方式投料，发生上述反应。实验测得CO2的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图乙所示，CH3OCH3的平衡产率随温度和压强的变化关系如图丙所示。
①图乙中温度为T0时，三条曲线几乎交于一点的原因是____。
②图丙中温度T1、T2、T3由小到大的顺序为____，结合图像分析可知，要提高CO2的平衡转化率和CH3OCH3的平衡产率，应提供的条件是____(从温度和压强的角度分析)。
17．（2022·陕西·西北工业大学附属中学模拟预测）习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
(1)研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH，一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ·mol-1、-74.9kJ·mol-1、-110.4kJ·mol-1，则上述反应的ΔH=_______kJ·mol-1。
(2)环氧乙烷可用于口罩等医用品的消毒。工业上以乙烯为原料利用氧化法生产环氧乙烷，涉及如下反应：
反应I：2CH2=CH2(g)+O2(g)2ΔH1=-210kJ·mol-1
反应II：CH2=CH2(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-1413.0kJ·mol-1
已知：环氧乙烷的选择性=
向一密闭容器中通入2molCH2=CH2(g)和1.5molO2(g)，乙烯的平衡转化率、环氧乙烷的选择性与温度或压强的关系如图所示。图中X代表_______(填“温度”或“压强”)，在x和L2的条件下，达到平衡时容器的体积为1L，反应II的平衡常数K=_______(列出计算式)。
(3)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用，电解CO2制备HCOOH的原理示意图如图所示。
①a、b表示CO2进气管，其中_______(填“a”或“b”)管是不需要的。
②若起始两侧溶液体积相同，电解一段时间后，两侧溶液中K+的物质的量相差0.04mol，则阳极产生的气体在标准状况下的总体积为_______L(假设产生的气体全部逸出)。
(4)反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，一个化学反应往往是由多个基元反应分步进行的，这个分步过程称为反应机理。一定温度下，基元反应的化学反应速率与反应物浓度的化学计量数的幂的乘积成正比，如基元反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率方程可表示为v=kcm(A)·cn(B)(k为速率常数)。实验测得低温时某反应的速率方程为v=kc2(NO2)，其反应机理有如下两种可能。则该反应的化学方程式可表示为_______，以下机理中与其速率方程符合的反应机理是_______(填编号)。
反应机理
第一步反应
第二步反应
I
2NO2=N2O4(快反应)
N2O4+2CO=2NO+2CO2(慢反应)
II
2NO2=NO3+NO(慢反应)
NO3+CO=NO2+CO2(快反应)
18．（2022·河南·商丘市第一高级中学高三阶段练习）回答下列问题:
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理，相关原理为。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___________。
A．
B．气体的总物质的量保持不变
C．恒温、恒压条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变
E．单位时间内断裂1mol 同时生成1mol C=O
(2)在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO可发生反应，若在容积为10L的密闭容器中进行该反应，起始时充入0.4mol CO、0.2mol NO，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
在温度下，实验b从开始至40min达到平衡时的反应速率___________；NO的平衡转化率为___________。
(3)为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示，负极发生的反应式为___________，当电池放电转移10mol电子时，至少消耗___________g。
19．（2022·四川成都·高三专题练习）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳的利用技术，将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一。CO2耦合乙苯(C6H5-C2H5，简称EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5-C2H3，简称ST)是综合利用CO2的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下：
a．EB(g)=ST(g)+H2(g) △H1
b．CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ·mol-1
c．EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)＋H2O(g) △H3=+158.8 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)为提高EB平衡转化率，应选择的反应条件为_______(填标号)。
A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压
(2)在一定条件下，选择合适的催化剂只进行b反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。
①调整CO2和H2初始投料比，测得在一定投料比和一定温度下，该反应CO2的平衡转化率如图。
已知：Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数；反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是_______点，计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中，当CO2转化率达到20%时，=_______。
②在容积不变的密闭容器中，分别在温度T1、T2(T2＞T1＞E点温度)发生上述反应，反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知：起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[CO(g)]的曲线是_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)；在温度T2、反应时间20min时，反应的正反应速率v正_______ (填“＞”“=”或“＜”)逆反应速率v逆。
(3)恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况：仅EB、n(EB)：n(CO2)=1：10、n(EB)：n(N2)=1：10进行以上a、b反应，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。
①图中，表示原料气配比n(EB)：n(N2)=1：10的曲线是曲线_______(填“I”或“Ⅱ”)。
②CO2能显著提高EB的平衡转化率，从平衡移动的角度解释CO2的作用：_______。
③设Kpr为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压(分压除以p0，p0=0.1 MPa)代替浓度进行计算。A点时，H2的物质的量分数为0.01，该条件下反应a的Kpr为_______。
参考答案：
1．(1)NHCl2+2H2O=2HClO+NH3↑或NHCl2+3H2O=2HClO+NH3·H2O
(2)+11.3
(3) Ka=Kb>Kc a、b两点温度相同，则Ka=Kb，由于该反应为吸热反应，当为定值时，T2下NH2Cl的体积分数更小，说明T2下平衡逆移，则Kc变小 0.91 大于 1 有副反应，可能生成N2或其他含N产物
2．(1)10
(2)b+2a
(3) 氨基甲酸铵分解反应是固体变成气体，混乱程度变大或△S > 0 1.610-3
(4)2-4e-=4CO2↑+O2↑
3．(1)
(2)2
(3)BD
(4)6.67
(5) ∆H4<0，升温反应④平衡逆向移动，CO2的转化率降低，升温过程中，反应④占主要的，故CO2的转化率降低 0.046 此温度下，CO的选择性较低且反应速率不低，若温度再高CO的选择性增大，不利于合成甲醚 高
4．(1) -128.0 低温
(2)BD
(3) B 1 温度低于723K时，反应ii(放热反应)占主导地位，温度升高，反应ii平衡逆向移动，CO的含量增大，导致反应i逆向移动，CO2转化率降低
(4) HCOO 短链烯烃可顺利从H-SAPO-34催化剂笼口八环孔脱离
5．(1) 温度升高，反应速率加快 升高 当增大时，利于反应正向移动，增大转化率
(2) 72900
(3)A
(4)
(5)
6．(1)397.7
(2) 反应Ⅱ放热量很大 增大压强或适当增大O2的浓度
(3)
(4) 吸热 大于
(5) 2CH4 -8e-+2H2O = CH3COOH+8H+ 太阳能→电能→化学能
7．(1)正极
(2) 电流表指针偏转 Cu电极表面有气泡逸出
(3)Zn-2e-=Zn2+
(4)②③
8．(1) bc
(2) 、
9．(1)放热
(2)ab
(3)ac；
(4) > 0.8 8
10．(1)光能转化为化学能
(2)
(3)
(4) 210 随温度升高，分子筛膜分离出水的效率增大。低于时，分离出水对甲醇平衡产率的增加大于升高温度对甲醇平衡产率的减少
(5)
11．(1) sp sp2
(2)
(3) 210℃ 分子筛膜从反应体系中不断分离出水，减少了生成物，平衡向正向移动，甲醇产率升高
(4) > 生成甲醇的反应是气体体积减小的反应，压强增大甲醇的平衡产率增大 乙 反应I为吸热反应，反应II为放热反应，T1时温度高，体系中以反应I为主，反应I前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响
12．(1)C7H16
(2) 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O AC
(3) 0.042 30% 不变 < BDE
13．(1) >
(2) a 曲线c、d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于Ⅲ的进行，导致的转化率大于
(3) 催化剂失活 压强恒定时，充入水蒸气，平衡右移，的平衡转化率a大于50%
(4)
14．(1)-90.4kJ·mol−1
(2)AD
(3)A
(4)增大
(5) AD MPa−3
(6)选择合适的催化剂
15．(1)b
(2) MnO2 2MnO2 + 2H2O + 2e—﹦2MnO(OH)+ 2OH— Zn Zn + 2OH—－2e—﹦Zn(OH)2 2NA
(3) 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ 阳极 2H2O + 2e—﹦H2↑+ 2OH—
16．(1)-204.7
(2) 1.3 2.6
(3) 反应放热，温度升高引起压强增大的程度大于气体分子减少引起压强减小的程度 随着反应的进行，气体分子减少引起压强减小的程度大于反应放热引起压强增大的程度
(4) 反应②为吸热反应，故温度升高时主要以反应②为主，该反应前后气体分子数相同，压强对CO2的平衡转化率没有影响 T1
(2) 压强
(3) a 0.56
(4) NO2+CO=NO+CO2 II
18．(1)CD
(2) 50%
(3) 80
19．(1)B
(2) F 16 丙 ＜
(3) Ⅱ CO2作为稀释气降低EB分压并消耗氢气，促进EB脱氢反应平衡正反应方向移动，进而提高EB平衡转化率 0.04
1．（2022·云南师大附中高三阶段练习）氯胺是一种长效缓释水消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺 其作饮用水消毒剂是因为水解生成的HClO具有强烈杀菌作用，回答下列问题：
(1)二氯胺与水反应的化学方程式为________________________。
(2)工业上可利用 ∆H制备一氯胺，已知该反应化学反应能量变化如图所示，则该反应的______________
(3)在密闭容器中反应 ∆H达到平衡，据此反应通过热力学定律计算理论上 的体积分数随 (氨氯比)的变化曲线如图所示。
①a、b、c三点对应平衡常数、、的大小关系为_____________________理由是______________________; 温度下该反应的平衡常数为______________________________（保留2位有效数字)。
②在 温度下，Q点对应的速率：_____________________ (填“大于”“小于”或“等于”)；
③在 温度下，当 ______________________________时，平衡时 的体积分数最大；
④若产物都是气体，实验测得 的体积分数始终比理论值低，原因可能是_________________。
2．（2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测）研究碳及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
CO2的捕获与利用
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液，溶液pH=_______。(室温下，的)
(2)利用CO2和H2合成二甲醚(CH3OCH3)的过程包括如下反应
甲醇合成：
甲醇脱水：
则合成二甲醚总反应热化学方程式：_________mol∙L-1
(3)合成二甲醚所用的CO2可利用氨水从工业废气中捕获，捕获过程中会生成中间产物为测定该反应的有关热力学参数，将一定量纯净的置于5L的真空钢瓶中，一定温度下发生反应：，实验测得气体总浓度(10-3mol/L)与温度、时间的关系如表所示：
温度总浓度(10-3mol/L)
时间
15℃
25℃
35℃
0
0
0
0
0.9
2.7
8.1
2.4
4.8
9.4
2.4
4.8
9.4
①该反应能自发进行的原因_______。
②35℃时，到时间段用表示的反应速率为_______(用含、的式子表示)
③25℃，时刻将钢瓶体积压缩为2.5L，达到新平衡时CO2的浓度为_______。
(4)我国科学家设计熔盐捕获与转化装置如图所示，c极电极反应式为_______。
3．（2022·贵州·贵阳一中高三阶段练习）二甲醚又称甲醚(CH3OCH3)，简称DME，是清洁、高效的新型燃料。
Ⅰ.由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
①
②
③
回答下列问题：
(1)由合成气(CO、H2)制备 且生成 其热化学方程式为_______。
(2)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和 进行反应①，平衡时CO(g)和 的转化率如图所示，则a= _______(填数值)。
(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②，如果该反应的平衡常数 值变小，下列说法正确的是_______(填序号)。
A．平衡向正反应方向移动 B．平衡移动的原因是升高了温度
C．达到新平衡后体系的压强不变 D．容器中 的体积分数减小
Ⅱ.由合成气(CO2、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
④
⑤
(4)若在体积为2L的密闭容器中，控制 流速为 (已换算为标准状况)， 的转化率为80.0%，则 的反应速率为_______ (保留三位有效数字)。
(5)在恒压条件下，按 与 的物质的量之比为1：3投料，测得 平衡转化率和平衡时CO的选择性转化的中生成CO的物质的量分数)随温度的变化如图所示：
①曲线n随温度升高显示如图所示变化的原因是_______。
②T℃时反应⑤的平衡常数K=_______ (保留两位有效数字)。
③合成甲醚的适宜温度为260℃， 理由是_______。
④其他条件不变，改为恒容条件，CO平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性_______ (填“高”“低”或“不变”)。
4．（2022·四川·树德中学模拟预测）CO2催化加氢制烯烃(CnH2n)是缓解化石能源消耗、实现减排的重要途径之—。FT转化路径(CO2→CO→CnH2n)涉及的主要反应如下：
i. CO2(g) + H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH1= 41.1kJ·mol-1
ii. nCO(g)+2nH2(g) = CnH2n (g) + nH2O(g) n=2时，ΔH2= -210.2 kJ·mol-1
iii. CO(g)+3H2(g) = CH4(g)+ H2O(g) ΔH3= -205.9 kJ·mol-1
(1)2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH =_______kJ·mol-1。_______(填“高温”或“低温”)有利于该反应自发进行。
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施有_______(填标号)。
A．增大n(CO2)：n(H2)投料比 B．增大体系压强
C．使用高效催化剂 D．及时分离H2O
(3)n(CO2)：n(H2)投料比为1：3、压强为1MPa时，无烷烃产物的平衡体系中CO2转化率和产物选择性随反应温度变化曲线如下图。
①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为_______(填标号)。
A．373~573K B．573~773K C．773~973K D．973~1173K
②计算1083K时，反应i的Kp=_______。
③373~1273K范围内，723K以前CO2的转化率降低的原因是_______。
(4)FT转化路径存在CH4含量过高问题，我国科学家采用Cr2O3(SG)和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。CO2在催化剂Cr2O3(SG)表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在H-SAPO-34作用下产生乙烯、丙烯示意图如下。
①吸附态用*表示，CO2→甲氧基(H3CO*)过程中，_______的生成是决速步骤(填化学式)。
②H-SAPO-34具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm)，笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。从结构角度推测，短链烯烃选择性提高的原因_______。
5．（2022·重庆南开中学模拟预测）开发新能源是解决石油危机与环境污染问题的重要方法，氢能则起到了一石二鸟的作用。甲醇是一种安全、经济、易处理的氢源。
I．甲醇水蒸气催化重整制氢是目前人们研究最为广泛的制氢方式之一、主要包括以下反应：
i．甲醇水蒸气重整反应：
ⅱ．逆水蒸气变换反应：
ⅲ．甲醇直接分解反应：
回答下列问题：
(1)常压时，在催化剂作用下，甲醇转化率与反应温度的关系如图所示：
①由图可知，温度低于时，随温度升高，甲醇的实际转化率逐渐逼近平衡转化率，简述理由：___________。温度高于时，适当升高温度，甲醇转化率和重整气中的物质的量均会升高，CO的物质的量会___________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
②适当提高水醇比也有利于增大甲醇的平衡转化率，请结合平衡移动原理解释：___________
(2)时，向体积为的密闭容器中按水醇比通入和，初始压强为。若仅发生反应i，达到平衡时，体系中的分压为，则的分压为___________，用平衡分压代替平衡浓度表示反应i的平衡常数___________(分压=物质的量分数×总压)。
Ⅱ．用甲醇水溶液电解制氢(原理如图所示)与氢氧燃料电池耦合发电系统，对高纯氢气的产生和实现燃料电池无增压、无增湿自呼吸运行均具有重要意义。
(3)氢氧燃料电池的负极连接电解槽的惰性电极___________(填“A”或“B”)。
(4)电解槽工作时，电极B的电极反应式为___________。
(5)理论上，每消耗甲醇，氢氧燃料电池中需通入标准状况下空气的体积约为___________。
6．（2022·内蒙古赤峰·模拟预测）随着可燃冰开采领域的不断扩大，我国已处于世界绝对领先地位。将甲烷((CH4)催化转化为有价值的化学工业品一直是我国化学工作 者的研究热点。最近徐君团队研发出了一种Au在ZSM-5分子筛上催化氧化甲烷生产CH3OH和CH3COOH的技术，该技术涉及的反应如下：
反应Ⅰ 2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(g) △H1= -251.0kJ·mol-1；
反应Ⅱ 2CH4(g)+2O2(g) CH3COOH(g)+2H2O(g) △H2 = -812.4kJ· mol-1。
请回答下列问题：
(1)部分化学键的键能数据如下表所示：
化学键
O=O
C-H
O-H
键能E/kJ·mol-1
498
414
390.8
则C-O的键能为_______kJ·mol-1。
(2)反应II在热力学上进行的趋势很大，原因为_______。除降低温度外，能同时提高CH3OH和CH3COOH的平衡产率的措施为_______(任答一条)。
(3)T℃下，向含有少量Au-ZSM-5分子筛催化剂的体积为VL的刚性密闭容器中充入1molCH4和2molO2发生反应I和反应II。达到平衡时测得CH4的物质的量为a mol， CH3COOH(g)的物质 的量为b mol，此时O2(g)的浓度为_______mol·L-1 (用含a、b、v的代数式表示，要求化简，下同)，该温度下反应II的平衡常数为_______。
(4)徐君教授研究后发现在Au-ZSM-5分子筛催化剂表面，反应I中O2的解离过程和CH4的活化过程的机理如下图所示(·代表吸附态)：
该反应进程中，O2的解离是_______(填“吸热”或“放热”)的反应，该过程的反应速率_______(填“大于”或“小于”)CH4的活化反应的反应速率。
(5)以CH4和O2为基本原料，采用电解法也可以制备CH3COOH，其装置如下图所示：
通入CH4的电极反应式为_______该装置工作时发生的能量转化形式为_______ (不考虑热能的转化)。
7．（2022·江苏省天一中学高三期中）化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
(1)如图所示装置中，Cu片是_______(填“正极”或“负极”)。
(2)如图所示装置，能证明产生电能的实验现象是_______、_______。
(3)写出锌电极上的电极反应_______。
(4)2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究做出突出贡献的科学家。某锂离子电池的工作原理如下。
下列说法正确的是_______(填序号)。
①A为电池的正极
②该装置实现了化学能转化为电能
③电池工作时，电池内部的锂离子定向移动
8．（2022·江苏徐州·高三阶段练习）是自然界中的重要碳源，综合利用是日前的研究热点.
(1)工业上已经实现与反应合成甲醇.在一恒温、恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：。测得和的浓度随时间变化如图所示。请回答：
①内，用表示的平均反应速率_______
②能够判断该反应达到平衡状态的是_______(填选项)
a.和的浓度相等
b.混合气体的总物质的量不再改变
c.消耗同时生成
d.
(2)中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂和的表面将转化为烷烃
①已知在纳米催化剂表面，与完全反应生成CO和气态时吸收的能量，则该反应的热化学方程式为_______
②催化剂中的制备方法如下：将一定比例的和溶于盐酸，然后在下逐滴加入溶液，继续搅拌，得，写出该反应的离子方程式_______
9．（2022·黑龙江·大庆中学高三期中）利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：。请回答下列问题：
(1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是_______(填字母)。
a．增加的浓度b．选择高效催化剂c．充入氦气 d．适当降低温度
(3)下列情况能够说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a．
b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化
c．的物质的量不再变化
d．、、三者的浓度之比为2∶1∶2
(4)某次实验中，在容积为2L的恒温密闭容器中通入10mol和amol，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①2min时，_______(填“>”、“<”或“=”)。
②用的浓度变化表示0-5min内反应的平均速率是_______。
③反应达到平衡时，的转化率为50%(转化率=某物质参与反应的物质的量/初始物质的量×100%)，则a=_______mol。
10．（2022·湖南·长沙市南雅中学高三阶段练习）利用太阳能光解水，制备的用于还原合成有机物，可实现资源的再利用。回答下列问题：
Ⅰ． 半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中，光照时可在其表面得到产物
(1)下图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为___________。
(2)若将该催化剂置于溶液中，产物之一为，另一产物为___________。若将该催化剂置于溶液中，产物之一为，写出生成另一产物的离子反应式___________。
Ⅱ． 用还原可以在一定条件下合成(不考虑副反应)： ？
(3)某温度下，恒容密闭容器中，和的起始浓度分别为和，经反应达到平衡，此时的产率(即实际产量与理论产量之比)为。内用表示的反应速率为___________。该温度下反应平衡常数的值为___________。
(4)恒压下，和的起始物质的量比为时，该反应在无分子筛膜时和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出。
①该反应的___________(填“”或“”)0。
②在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为___________。
③有分子筛膜时，点之前，甲醇的平衡产率逐渐增大的可能原因是___________。
Ⅲ． 调节溶液可实现工业废气的捕获和释放
(5)已知时，碳酸电离常数，。当溶液时，___________ : ___________。
11．（2022·北京·北大附中三模）实现二氧化碳选择性、稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济”理念下的一个重要成果。由CO2和H2合成CH3OH的反应过程如下：
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+40.9kJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.4kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)如图是一种特定条件下反应I机理中的第一步变化，则碳原子的杂化类型从____变为___。
(2)写出由CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式为____。
(3)恒压条件下，按n(CO2)：n(H2)=1：3投料时，该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。(分子筛膜能选择性分离出H2O)
①根据图中数据，恒压条件下采用有分子筛膜时的最佳反应温度为____℃。
②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是____。
(4)不同压强下，依然按n(CO2)：n(H2)=1：3投料，测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知：CO2的平衡转化率=×100%
CH3OH的平衡产率=×100%
①压强：p1____p2(填“>”“=”或“<”)，判断依据是____。
②纵坐标表示CO2平衡转化率的是图____(填“甲”或“乙”)。
③图乙中T1温度时，两条曲线几乎交于一点的原因是____。
12．（2022·辽宁·鞍山市华育高级中学高三期中）I.汽车行驶、某些化工厂生产过程，会向空气中排放出NOx、CO、SO2等有害气体，影响生态环境。
(1)汽油中含有某种烃A。已知A的相对分子质量为100，其中氢元素的质量分数为16%，A的分子式为____。
II.为防止氮的氧化物污染空气，可用氨或活性炭还原氮氧化物。回答下列问题：
(2)为了减少重型柴油车排放NOx，向尾气处理装置内自动喷入的尿素溶液在一定条件下先转化为NH3，NH3再与NOx反应生成两种无污染的物质。
①写出其中NH3与NO在一定条件下反应的化学方程式：____。
②为提高此反应的速率，下列措施可行的是_____(填字母代号)。
A．缩小容器体积 B．降低温度 C．使用适合催化剂 D．移出产物
(3)向两个1L的密闭容器中各加入活性炭(足量)和1.0molNO，发生反应为：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下NO和N2的物质的量变化如表所示：
温度/℃
物质的量/mol
时间
0
5min
9min
10min
12min
T1
NO
1.0
0.58
0.42
0.40
0.40
N2
0
0.21
0.29
x
x
T2
NO
1.0
0.50
0.34
0.34
N2
0
0.25
0.33
0.33
①温度为T1℃时，0~5min内，以CO2表示的该反应的平均速率v(CO2)=____mol·L-1·min-1；反应达到最大限度(即平衡状态)时，混合气体中N2的物质的量分数为____。从反应开始到建立平衡的过程中，体系内气体的总压强____(填“变大”“变小”或“不变”)。
②两容器中的温度关系为T1____T2(填“>”“<”或“=”)。
③下列情况能说明该反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)达到平衡状态的是____。
A．2v正(NO)=v逆(CO2)
B．混合气体中N2的体积分数保持不变
C．单位时间内断裂1个N≡N同时生成1个C=O
D．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变
E.恒温、恒容条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变
13．（2022·四川成都·高三专题练习）与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系有以下反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ. (只在高温下自发进行)
(1)已知25℃、101kPa时、和的燃烧热分别为、和，则_______。 _______0(填“>”或“<”)。
(2)在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的和通入重整反应器中，平衡时，、的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。
①平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是_______(填标号)。
②温度高于1300K后，曲线d超过曲线c的可能原因为_______。
(3)在p MPa时，将和按物质的量之比为1∶1充入密闭容器中，分别在无催化剂和催化下反应相同时间，所得的转化率、催化剂活性与温度的关系如图。
①a点转化率相等的原因是_______。
②在900℃、催化条件下，将、、按物质的量之比为1∶1∶n充入密闭容器，的平衡转化率大于50%，原因是_______。
(4)设为相对压力平衡常数，用相对分压代替浓度即可得相对压力平衡常数的表达式［气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以标准压强］。某温度下反应Ⅲ的，向恒容密闭容器中按投料比充入原料气，初始总压为150kPa，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，体系达到平衡时的分压为b kPa，则的平衡转化率为_______。
14．（2022·宁夏·石嘴山市第三中学模拟预测）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
如反应类型①：Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)反应III的∆H3为_______。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生反应I，下列能说明反应已达平衡的是_______(填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中减少3mol H2的同时有1mol H2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是_______。(填“A”或“B”)
A．COCO2CH3OH+H2O B．CO2COCH3OH
反应类型②：Ⅰ.2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)
Ⅱ.CH2=CH2(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)
Ⅲ.2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
(4)CO2和水反应生成乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应Ⅲ，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是_______(填字母)。
A．反应Ⅲ是一个放热反应
B．增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率
C．温度低于300℃时，随温度升高乙烯的平衡产率增大
D．平衡常数：K(N)
(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当_______。
15．（2022·江苏淮安·高三期中）化学能与电能的相互转化，是能量转化的重要形式之一。
(1)化学电源包括一次电池、二次电池和燃料电池等。下列属于二次电池的是_______
a．普通锌锰干电池 b．铅蓄电池 c．氢氧燃料电池
(2)碱性锌锰电池是一种高性能电池产品。其构造如下图所示，其电池总反应式为：Zn + 2MnO2 + 2H2O=2MnO(OH) + Zn(OH)2，请回答下列问题：
①该电池的正极为_______正极反应式为_______。
②该电池的负极为_______负极反应式为_______。
③该反应每消耗1 mol Zn理论上转移的的电子数目为_______。
(3)氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料——烧碱和氯气。
①写出电解饱和食盐水的化学反应方程式_______。
②图中a为_______。(填“阳极”或“阴极”)
③b上发生的电极反应式为_______。
16．（2022·四川成都·高三专题练习）二甲醚(CH3OCH3)在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。相关合成反应的热化学方程式为：
①2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H1=-122.9kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+40.9kJ·mol-1
③2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题：
(1)△H3=____kJ·mol-1。
(2)一定条件下，将2molCO2和6molH2充入2L的恒容密闭容器中发生上述反应，平衡时测得CH3OCH3的物质的量为0.8mol、CO的物质的量为0.2mol，则此时的c(H2O)=____mol·L-1，反应②的平衡常数为____。
(3)将CO和H2以体积比1：2通入一绝热的恒容密闭容器中，发生反应③，反应过程中容器内压强(P)与时间(t)的变化如图甲所示，随着反应的进行，AB段压强增大的原因是____；BC段压强减小的原因是____。
(4)工业生产中常通过改变外界条件(如温度或压强)，来提高反应物的转化率或生成物的产率，从而提高工厂的效益。将CO2和H2以体积比为1：2的方式投料，发生上述反应。实验测得CO2的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图乙所示，CH3OCH3的平衡产率随温度和压强的变化关系如图丙所示。
①图乙中温度为T0时，三条曲线几乎交于一点的原因是____。
②图丙中温度T1、T2、T3由小到大的顺序为____，结合图像分析可知，要提高CO2的平衡转化率和CH3OCH3的平衡产率，应提供的条件是____(从温度和压强的角度分析)。
17．（2022·陕西·西北工业大学附属中学模拟预测）习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
(1)研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH，一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ·mol-1、-74.9kJ·mol-1、-110.4kJ·mol-1，则上述反应的ΔH=_______kJ·mol-1。
(2)环氧乙烷可用于口罩等医用品的消毒。工业上以乙烯为原料利用氧化法生产环氧乙烷，涉及如下反应：
反应I：2CH2=CH2(g)+O2(g)2ΔH1=-210kJ·mol-1
反应II：CH2=CH2(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-1413.0kJ·mol-1
已知：环氧乙烷的选择性=
向一密闭容器中通入2molCH2=CH2(g)和1.5molO2(g)，乙烯的平衡转化率、环氧乙烷的选择性与温度或压强的关系如图所示。图中X代表_______(填“温度”或“压强”)，在x和L2的条件下，达到平衡时容器的体积为1L，反应II的平衡常数K=_______(列出计算式)。
(3)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用，电解CO2制备HCOOH的原理示意图如图所示。
①a、b表示CO2进气管，其中_______(填“a”或“b”)管是不需要的。
②若起始两侧溶液体积相同，电解一段时间后，两侧溶液中K+的物质的量相差0.04mol，则阳极产生的气体在标准状况下的总体积为_______L(假设产生的气体全部逸出)。
(4)反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，一个化学反应往往是由多个基元反应分步进行的，这个分步过程称为反应机理。一定温度下，基元反应的化学反应速率与反应物浓度的化学计量数的幂的乘积成正比，如基元反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率方程可表示为v=kcm(A)·cn(B)(k为速率常数)。实验测得低温时某反应的速率方程为v=kc2(NO2)，其反应机理有如下两种可能。则该反应的化学方程式可表示为_______，以下机理中与其速率方程符合的反应机理是_______(填编号)。
反应机理
第一步反应
第二步反应
I
2NO2=N2O4(快反应)
N2O4+2CO=2NO+2CO2(慢反应)
II
2NO2=NO3+NO(慢反应)
NO3+CO=NO2+CO2(快反应)
18．（2022·河南·商丘市第一高级中学高三阶段练习）回答下列问题:
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理，相关原理为。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___________。
A．
B．气体的总物质的量保持不变
C．恒温、恒压条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变
E．单位时间内断裂1mol 同时生成1mol C=O
(2)在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO可发生反应，若在容积为10L的密闭容器中进行该反应，起始时充入0.4mol CO、0.2mol NO，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
在温度下，实验b从开始至40min达到平衡时的反应速率___________；NO的平衡转化率为___________。
(3)为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示，负极发生的反应式为___________，当电池放电转移10mol电子时，至少消耗___________g。
19．（2022·四川成都·高三专题练习）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳的利用技术，将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一。CO2耦合乙苯(C6H5-C2H5，简称EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5-C2H3，简称ST)是综合利用CO2的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下：
a．EB(g)=ST(g)+H2(g) △H1
b．CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ·mol-1
c．EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)＋H2O(g) △H3=+158.8 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)为提高EB平衡转化率，应选择的反应条件为_______(填标号)。
A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压
(2)在一定条件下，选择合适的催化剂只进行b反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。
①调整CO2和H2初始投料比，测得在一定投料比和一定温度下，该反应CO2的平衡转化率如图。
已知：Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数；反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是_______点，计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中，当CO2转化率达到20%时，=_______。
②在容积不变的密闭容器中，分别在温度T1、T2(T2＞T1＞E点温度)发生上述反应，反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知：起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[CO(g)]的曲线是_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)；在温度T2、反应时间20min时，反应的正反应速率v正_______ (填“＞”“=”或“＜”)逆反应速率v逆。
(3)恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况：仅EB、n(EB)：n(CO2)=1：10、n(EB)：n(N2)=1：10进行以上a、b反应，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。
①图中，表示原料气配比n(EB)：n(N2)=1：10的曲线是曲线_______(填“I”或“Ⅱ”)。
②CO2能显著提高EB的平衡转化率，从平衡移动的角度解释CO2的作用：_______。
③设Kpr为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压(分压除以p0，p0=0.1 MPa)代替浓度进行计算。A点时，H2的物质的量分数为0.01，该条件下反应a的Kpr为_______。
参考答案：
1．(1)NHCl2+2H2O=2HClO+NH3↑或NHCl2+3H2O=2HClO+NH3·H2O
(2)+11.3
(3) Ka=Kb>Kc a、b两点温度相同，则Ka=Kb，由于该反应为吸热反应，当为定值时，T2下NH2Cl的体积分数更小，说明T2下平衡逆移，则Kc变小 0.91 大于 1 有副反应，可能生成N2或其他含N产物
2．(1)10
(2)b+2a
(3) 氨基甲酸铵分解反应是固体变成气体，混乱程度变大或△S > 0 1.610-3
(4)2-4e-=4CO2↑+O2↑
3．(1)
(2)2
(3)BD
(4)6.67
(5) ∆H4<0，升温反应④平衡逆向移动，CO2的转化率降低，升温过程中，反应④占主要的，故CO2的转化率降低 0.046 此温度下，CO的选择性较低且反应速率不低，若温度再高CO的选择性增大，不利于合成甲醚 高
4．(1) -128.0 低温
(2)BD
(3) B 1 温度低于723K时，反应ii(放热反应)占主导地位，温度升高，反应ii平衡逆向移动，CO的含量增大，导致反应i逆向移动，CO2转化率降低
(4) HCOO 短链烯烃可顺利从H-SAPO-34催化剂笼口八环孔脱离
5．(1) 温度升高，反应速率加快 升高 当增大时，利于反应正向移动，增大转化率
(2) 72900
(3)A
(4)
(5)
6．(1)397.7
(2) 反应Ⅱ放热量很大 增大压强或适当增大O2的浓度
(3)
(4) 吸热 大于
(5) 2CH4 -8e-+2H2O = CH3COOH+8H+ 太阳能→电能→化学能
7．(1)正极
(2) 电流表指针偏转 Cu电极表面有气泡逸出
(3)Zn-2e-=Zn2+
(4)②③
8．(1) bc
(2) 、
9．(1)放热
(2)ab
(3)ac；
(4) > 0.8 8
10．(1)光能转化为化学能
(2)
(3)
(4) 210 随温度升高，分子筛膜分离出水的效率增大。低于时，分离出水对甲醇平衡产率的增加大于升高温度对甲醇平衡产率的减少
(5)
11．(1) sp sp2
(2)
(3) 210℃ 分子筛膜从反应体系中不断分离出水，减少了生成物，平衡向正向移动，甲醇产率升高
(4) > 生成甲醇的反应是气体体积减小的反应，压强增大甲醇的平衡产率增大 乙 反应I为吸热反应，反应II为放热反应，T1时温度高，体系中以反应I为主，反应I前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响
12．(1)C7H16
(2) 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O AC
(3) 0.042 30% 不变 < BDE
13．(1) >
(2) a 曲线c、d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于Ⅲ的进行，导致的转化率大于
(3) 催化剂失活 压强恒定时，充入水蒸气，平衡右移，的平衡转化率a大于50%
(4)
14．(1)-90.4kJ·mol−1
(2)AD
(3)A
(4)增大
(5) AD MPa−3
(6)选择合适的催化剂
15．(1)b
(2) MnO2 2MnO2 + 2H2O + 2e—﹦2MnO(OH)+ 2OH— Zn Zn + 2OH—－2e—﹦Zn(OH)2 2NA
(3) 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ 阳极 2H2O + 2e—﹦H2↑+ 2OH—
16．(1)-204.7
(2) 1.3 2.6
(3) 反应放热，温度升高引起压强增大的程度大于气体分子减少引起压强减小的程度 随着反应的进行，气体分子减少引起压强减小的程度大于反应放热引起压强增大的程度
(4) 反应②为吸热反应，故温度升高时主要以反应②为主，该反应前后气体分子数相同，压强对CO2的平衡转化率没有影响 T1
(2) 压强
(3) a 0.56
(4) NO2+CO=NO+CO2 II
18．(1)CD
(2) 50%
(3) 80
19．(1)B
(2) F 16 丙 ＜
(3) Ⅱ CO2作为稀释气降低EB分压并消耗氢气，促进EB脱氢反应平衡正反应方向移动，进而提高EB平衡转化率 0.04
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