2026届高三化学二轮高效复习主题巩固卷（单选）多平衡体系中图像的分析及反应条件的选择（Word版解析版）

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这是一份2026届高三化学二轮高效复习主题巩固卷（单选）多平衡体系中图像的分析及反应条件的选择（Word版解析版），共5页。
1．(2025·陕晋青宁高考节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下：
Ⅰ.MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g) ΔH1＝＋101 kJ·ml-1
Ⅱ.CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－166 kJ·ml-1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)===H2O(g)＋CO(g) ΔH3＝＋41 kJ·ml-1
回答下列问题：
100 kPa下，在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1 ml发生反应。反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如图(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)。
注：含碳生成物的选择性＝ eq \f(含碳生成物的物质的量,MgCO3转化的物质的量)×100%
①表示CH4选择性的曲线是________(填字母)。
②点M温度下，反应Ⅱ的Kp＝________(kPa)-2(列出计算式即可)。
③在550 ℃下达到平衡时，n(CO)＝________ml。500～600 ℃，随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能是__________________________________
______________________________________________________________。
解析：①360 ℃以下，曲线b、c对应的数值之和约为1，则其代表选择性曲线，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，MgCO3的平衡转化率增大，则a为MgCO3的平衡转化率曲线。反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH4的选择性降低，且反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑，则c为CH4的选择性曲线。②点M温度下，MgCO3的平衡转化率为49.0%、CH4的选择性为50%(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)，则MgCO3转化0.49 ml，反应Ⅰ生成0.49 ml CO2，故反应Ⅱ中起始时CO2为0.49 ml、H2为1 ml，达平衡时CH4为0.245 ml，列三段式：
CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)
eq \(\s\up7(起始量),\s\d5(/ml)) 0.49 1 0 0
eq \(\s\up7(转化量),\s\d5(/ml)) 0.245 0.98 0.245 0.49
eq \(\s\up7(平衡量),\s\d5(/ml)) 0.245 0.02 0.245 0.49
平衡时气体的总物质的量为0.245 ml＋0.02 ml＋0.245 ml＋0.49 ml＝1 ml，平衡时气体的总压强为100 kPa。故反应Ⅱ的Kp＝ eq \f(24.5 kPa×(49 kPa)2,24.5 kPa×(2 kPa)4)＝ eq \f(492,24) (kPa)-2。③由图可知，在550 ℃下达到平衡时，MgCO3的平衡转化率为100%，CH4选择性为10%，CO2选择性为70%，则根据C原子守恒和选择性的定义，CO选择性为20%，故CO的物质的量为1 ml×20%＝0.2 ml。
答案：①c ② eq \f(492,24) ③0.2 反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动的程度
2．精脱硫技术主要用于煤气中羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)的转化。回答下列问题：
(1)利用焦炉煤气中的H2可脱除煤气中羰基硫(COS)。羰基硫氢化反应历程有途径Ⅰ和途径Ⅱ两种可能，如图所示：
①已知羰基硫氢化反应速率较快，推测其更合理的反应历程是途径________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②反应COS(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2S(g)的ΔH＝________kJ·ml-1。
(2)MS2可作羰基硫氢化反应的催化剂，催化机理如图所示：
不同钼(M)含量的MS2催化剂对COS转化率和H2S的选择性不同，实验数据如图所示。
根据图中数据，选择________(填“3.4% M”或“8.7% M”)作催化剂效果最好；当H2S选择性低于100%时表明部分COS气体与催化剂发生了反应，催化剂有吸硫现象，若H2S选择性高于100%，可能的原因是____________________
________________________________________________________________。
解析：(1)①反应的活化能越大，反应速率越慢，由图可知，途径Ⅰ的活化能大于途径Ⅱ，所以反应速率较快的羰基硫氢化的反应历程是途径Ⅱ。
答案：(1)①Ⅱ ②b－a－c＋d－e (2)8.7%M 催化剂本身在反应过程中有失硫现象
3．CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于反应CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－165 kJ·ml-1，催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如图所示：
(1)高于320 ℃后，以NiCeO2为催化剂，CO2转化率略有下降，而以Ni为催化剂，CO2转化率仍在上升，其原因是________________________________
________________________________________________________________。
(2)对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是________________，使用的合适温度为__________。
答案：(1)320 ℃时，以NiCeO2为催化剂，CO2甲烷化反应已达平衡，升高温度平衡左移；以Ni为催化剂，CO2甲烷化反应速率较慢，升高温度反应速率加快，反应相同时间时CO2转化率增加 (2)NiCeO2 320 ℃
4．二甲醚既是重要的工业品，也是燃料电池制氢的重要原料。二甲醚水蒸气重整制氢的总反应为CH3OCH3(g)＋(1＋2x)H2O(g)⥫⥬(4＋2x)H2(g)＋(2－2x)CO(g)＋2xCO2(g)，其过程包括：
Ⅰ.CH3O CH3(g)＋H2O(g)⥫⥬2CH3OH(g) ΔH1＝＋23.6 kJ·ml-1
Ⅱ.CH3OH(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋3H2(g) ΔH2＝＋49.5 kJ·ml-1
Ⅲ.CH3OH(g)⥫⥬CO(g)＋2H2(g) ΔH3＝＋90.7 kJ·ml-1
Ⅳ.CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) ΔH4＝－41.2 kJ·ml-1
CO2的选择性( eq \f(产生CO2的物质的量,产生CO和CO2的总物质的量))与水醚比
[ eq \f(n(H2O),n(CH3OCH3))]和温度的关系如图1所示；423 K时，平衡时H2的物质的量分数与水醚比的关系如图2所示：
(1)图1中相同温度下，水醚比越大，CO2的选择性越高的原因是________
________________________________________________________；
相同水醚比时，温度升高，CO2的选择性降低的原因是__________________
_____________________________________________________________。
(2)图2中水醚比大于3时，随水醚比的增大H2的物质的量分数减小的原因是________________________________________________________________。
答案：(1)提高水醚比有利于反应Ⅱ、Ⅳ正向进行温度升高时，反应Ⅱ正向进行增加的CO2的量小于反应Ⅳ逆向进行减少的CO2的量 (2)水醚比大于3时，再增大水醚比，气体的总物质的量及H2O(g)的物质的量分数均增大(或过量的水蒸气产生稀释作用)