2025届高三化学二轮复习 ---化学反应原理综合题 讲义与练习

这是一份2025届高三化学二轮复习 ---化学反应原理综合题 讲义与练习，共39页。试卷主要包含了按要求回答下列问题等内容，欢迎下载使用。
(1)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变△H 0(填“>”、“”、“”、“”“=”或“”“=”或“v(逆)
B．点与点相比，增大，减小
C．段透光率保持不变，说明反应达到平衡
D．若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则b、两点的平衡常数
Ⅱ．“长征五号”大型运载火箭成功发射升空，采用低温液氢、液氧做推进剂，填补了我国大推力无毒无污染液体火箭发动机的空白，实现了绿色环保的研制理念。
ⅰ．利用“一碳化学”技术通过以下两个反应可有效实现工业制氢，为推进剂提供丰富的氢燃料。
a．
b．
(4)若在某反应体系中的平衡含量随温度的变化如图所示，从化学平衡角度解释的平衡含量随温度变化的原因 。
ⅱ．我国科学家研发一种在500℃下电解甲烷的制氢方法，反应原理如图所示，其中电解质为熔融态碳酸盐(可传导)。
(5)电源的正极为 (填写“X”或“”)，电极上的电极反应式为 。
11．（24-25高三上·福建·阶段练习）天然气中含有，综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径，和重整制氢的主要反应如下：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)反应I在 (填“高温”或“低温”)下可自发进行，理由是 。
(2)保持反应器进料口总压为100kPa．分别以与进料，只发生反应I和反应Ⅱ。的平衡转化率与温度的关系如图1所示，含有He的曲线为 (填“M”或“N”)，理由是 。
(3)向10L恒温刚性容器中通入和，发生反应I、Ⅱ和Ⅲ，起始总压为和的转化率与时间的关系如图2所示。内，的平均化学反应速率为 ；时，容器内总压为 kPa(用含的最简分数表示)。
(4)反应Ⅱ是甲烷裂解制氢反应，金属Ni可作该反应的催化剂。在催化剂Ni的孔道表面反应时，若碳积沉太多，造成孔道堵塞，会导致催化剂快速失活。其他条件相同时，随时间增加，温度对Ni催化剂催化效果的影响如图3所示。考虑综合因素，使用催化剂的最佳温度为 ；650℃条件下，1000s后，氢气的体积分数快速下降，原因是 。
12．（24-25高三上·重庆·阶段练习）乙烯是重要的有机化工原料，二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。
(1)利用和在催化剂作用下合成乙烯的主要反应为：，在密闭容器中按照投料，测的不同压强时，的平衡转化率随温度的变化如图所示：
①图中、、从大到小的顺序为 ，该反应 （填“”或“”或“”）。
②图中、两点中， （填“”“”或“”），理由是 。
③若，则该反应点的压强平衡常数 （列出计算表达式，不需化简）。
(2)由乙烯经电解制备环氧乙烷（，简称）的原理示意图如下：
①结合电极反应式说明生成溶液的原理 。
②电解后生成的化学方程式为 。
③标准状况下，乙烯按的气流速率通过该装置。电解10分钟后，测得，，假设阴极只产生，则产生的质量为 。
已知：电解效率和选择性的定义。

13．（2024高三上·福建泉州·阶段练习）近年来，碳中和、碳达峰成为热点。以为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。
途径一：涉及的反应有
I．
II．
III．
(1)若某反应的平衡常数表达式为，根据反应I-III，请写出此反应的热化学方程式： 。
(2)工业中，对于反应I，通常同时存在副反应IV： 。在一定条件下，在合成塔中充入一定量和。不同压强时，的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。
①图a中，相同温度下，压强越大，的平衡转化率越大，其原因是 。
②由图b可知， 0(填“>”、“”“=”或“＜”)，理由是 。
(4)甲烷制氢传统工艺有水蒸气重整、部分氧化重整以及联合重整等，CLR(a)工艺重整是一种联合重整，涉及反应的热化学方程式如下：
水蒸气重整反应： 。
部分氧化重整反应： 。
采用水蒸气重整的优点是 ；若上述两个反应在保持自热条件下(假设无热量损失)，理论上1ml 至多可获得的物质的量为 (结果保留1位小数)。
(5)一种以葡萄糖为燃料的微生物电池，其工作原理如图所示：
①写出负极电极反应式： 。
②随着电池不断放电，电解质溶液的酸性 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
化学键
键能/()
413
745
436
1011
实验
1
p
q
2
n
p
3
4
2n
p
参考答案：
1．(1) < > B
(2)
(3)增大
(4)不变
(5)
【详解】（1）①根据图像，先拐先平衡数值大，即T2>T1，温度越高，CO的转化率降低，升高温度，平衡向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应为放热反应，即△HK2；
③A．正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，甲醇产率降低，故A错误；
B．从体系中分离出甲醇，平衡向正反应方向进行，甲醇的产率增大，故B正确；
C．催化剂对化学平衡无影响，即甲醇的产率不变，故C错误；
D．恒容状态下，充入非反应气体，组分的浓度不变，化学平衡不移动，甲醇的产率不变，故D错误；
故选B；
（2）由图可知：
则T1时，A点的化学平衡常数；
（3）根据图像，先拐先平衡，即T2>T1，升高温度，甲醇含量减小，则平衡逆向移动，图2中处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时将增大；
（4）K受温度影响，在温度不变的条件下，K值不变；
（5）由三段式可知：
则平衡时总的物质的量为（8-4α）ml，根据阿伏伽德罗定律可知，容器内的压强与起始压强之比为。
2．(1)CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) △H=-138 kJ∙ml-1
(2)1.96p0
(3) 一氧化碳(或CO) (或93.6%) N
(4) 正
【详解】（1）①CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283 kJ∙ml-1；
②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725 kJ∙ml-1；
③CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-870 kJ∙ml-1。
利用盖斯定律，将反应①+②-③得，CO与CH3OH制取CH3COOH的热化学方程式：CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) △H=(-283 kJ∙ml-1)+(-725 kJ∙ml-1)-(-870 kJ∙ml-1)= -138 kJ∙ml-1。
（2）工业上制取一氧化碳常用焦炭与氧气或二氧化碳反应：①，②。将一定比例的氧气和二氧化碳投入焦炭炉中反应，不同温度下，达到平衡时，氧气的体积分数为5%，二氧化碳的体积分数为25%，则CO的体积分数为100%-5%-25%=70%。在850℃时反应炉中达到热平衡，此时反应器中压强为p0，则反应②的Kp==1.96p0。
（3）650℃向某1L容器中投入1ml甲醇和不同物质的量的一氧化碳，随着n(CO)的不断增大，不断增大，CH3OH的转化率不断增大，CO的转化率不断减小，则混合气中CO的体积分数不断增大，则曲线c表示的物质是一氧化碳(或CO)；e点时，=1，CO的体积分数为0.06，CH3OH的体积分数为0.06，CH3COOH的体积分数为1-0.06-0.06=0.88，设平衡时混合气的物质的量为1ml，则CO、CH3OH、CH3COOH的物质的量分别为0.06ml、0.06ml、0.88ml，则参加反应CO的物质的量为0.88ml，CO的转化率为=(或93.6%)；在M点平衡状态下进行压缩，此时不变，M点在M、N所在直线上移动，由于加压后平衡正向移动，CO的物质的量减小，体积分数可能减小，则重新达到平衡，M点可能移到：N。
（4）以NaCl饱和溶液为电解质溶液，利用如图所示的装置将CO2转化为燃料CO。由质子移动的方向，可确定电极Ⅰ为阴极，则电极Ⅱ为阳极，接电源的正极，阴极上CO2得电子产物与电解质反应生成CO等，电极反应式为。
【点睛】在阳极Cl-失电子产物与电解质反应生成HClO等，电极反应式为Cl--2e-+H2O=HClO+H+。
3．(1)
(2) 2
【详解】（1）已知：①，②，③，根据盖斯定律，将①2+②3+③2整理可得表示甲醇燃烧热的热化学方程式为： ；
（2）甲为原电池，乙、丙为电解池，当向甲池通入气体a和b时，D极附近呈红色，说明D为电解池的阴极，C为电解池的阳极，则B为正极，A为负极，F为阴极，E为阳极；
①上述分析可知，A电极为负极，通入的物质a为甲醇，A电极通入的CH3OH被氧化生成，则A电极的电极反应式为：；
②乙中是电解饱和食盐水，总反应式为：，其中D电极是阴极，其电极反应式为：；
③C为电解池的阳极，反应产生的气体是Cl2，当乙装置中C电极收集到22.4 mL (标况下)气体时，生成氯气物质的量，根据C电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，可知：反应过程中转移电子数为0.002ml。同一闭合回路中电子转移数目相等，丙中电解硫酸铜的反应为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，根据方程式可知：反应每转移4ml电子，生成2ml H2SO4，反应产生4ml H+，现在反应转移0.002ml电子，因此反应产生H+的物质的量是0.002ml，则c(H+)=，所以丙中溶液。
4．(1) b 增大投料比、增大压强、降低温度等(任选两种)
(2) >
(3)
【分析】平衡向正反应方向移动，改变条件后，应该存在正反应速率大于逆反应速率，据此进行判断；根据平衡常数仅与温度有关； 电解质溶液呈酸性，负极上二甲醚失去电子生成二氧化碳，据此书写电极反应式。
【详解】（1）①a．逆反应速率先增大后减小，说明平衡向逆反应方向移动，故a不选；
b．H2的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，故b选；
c．反应物的体积百分含量减小可能是平衡向逆反应方向移动，如减小二氧化碳的量，CO2的体积百分含量减小，平衡向逆反应方向移动，故c不选；
d．容器中n(CO2)/n(H2)的值减小，可能为减小CO2的量，使平衡向逆反应方向移动，故d不选；
故选b；
② T1温度下，将6mlCO2和12mlH2充入2L的密闭容器中，由图像可知，5min后反应达到平衡状态时二氧化碳转化率为60%，则生成CH3OCH3为，所以平均反应速率，又平衡常数仅与温度有关，所以，又根据图像在相同投料比时T1温度下二氧化碳转化率大，所以T1温度下较T2温度下反应向正反应方向移动，则，故答案为：；；
③反应为放热反应、气体体积减小，提高CO2的转化率，要求反应正向移动，方法有增大压强、降低温度，从图可知投料比越大，CO2的转化率也越大，故答案为：增大投料比、增大压强、降低温度等；
（2）已知的电离平衡常数，的电离平衡常数，，按越弱越水解，则碳酸氢根的水解程度更大，故，反应的平衡常数=×===；故答案为：＞；；
（3）二甲醚燃料电池，电解质溶液呈酸性，则电池负极上二甲醚失去电子生成二氧化碳，电极反应式为，故答案为：。
5．(1)大于
(2) 0.05 BC 向正反应方向移动
(3)
【详解】（1）反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量；
（2）①反应中二氧化硫被消耗物质的量减小、三氧化硫生成物质的量增大，则由图，10min内，；
②A．SO2和SO3的浓度相等，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应平衡；
B．反应速率比等于系数比，，则正逆反应速率相等，说明反应平衡；
C．反应为气体分子数改变的反应，当压强不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态；
D．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡；
故选BC；
③达到平衡后，三段式为：
，向该容器中再充入0.4mlSO2和0.1mlSO3，此时，则平衡正向移动；
（3）三段式为：
O2的平衡分压为p，根据阿伏伽德罗定律，二氧化硫、三氧化硫分压分别为、，。
6．(1) 50% 0.1
(2)