第一篇　主题九　综合大题题型研究(Ⅲ)——化学反应原理-2024年高考化学二轮复习课件

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1.[2023·新课标卷，29(1)(2)(4)]氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：(1)根据图1数据计算反应 ===NH3(g)的ΔH＝____kJ·ml－1。
在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应 H2(g)===NH3(g)的ΔH＝(473＋654－436－397－339) kJ·ml－1＝－45 kJ·ml－1。
(2)研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位， 表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_________(填标号)，理由是____________________________________________。
N≡N的键能比H—H的大，使其断裂需要的能量多
的 ΔH＝＋654 kJ·ml－1，则H—H的键能为436 kJ·ml－1。由于N≡N的键能比H—H的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为 ＝0.75、 ＝0.25，另一种为 ＝0.675、 ＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝ )
①图中压强由小到大的顺序为__________，判断的依据是____________________________________________________________________。
合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大
合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1＜p2＜p3，因此，图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是_____。
该反应为气体分子数减少的反应，在相同温度和相同压强下，充入惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图4。
③图3中，当p2＝20 MPa、 ＝0.20时，氮气的转化率α＝______________。该温度时，反应 NH3(g)的平衡常数Kp＝_____(MPa)－1(化为最简式)。
图3中，进料组成为 ＝0.75、 ＝0.25，两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 ml和1 ml，达到平衡时氮气的变化量为x ml，则有：N2(g)＋　3H2(g) 　2NH3(g)始/ml　1　　　　 3　　　　　0变/ml　x　　　　 3x　　　　 2x平/ml　1－x　　 3－3x　　　2x
2.(2023·辽宁，18)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如图1所示。700 ℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、_____和_____(填化学式)。
由图可知，起始时有2.5 mg CuSO4·5H2O，其物质的量是0.01 mml，所含结晶水的质量为0.9 mg，则固体质量剩余1.6 mg时所得固体为CuSO4，加热过程中Cu元素的质量不变，则固体质量剩余0.8 mg时所得的固体是CuO，结合题图DSC曲线有两个吸热峰可知，700 ℃发生的反应为CuSO4―→ CuO＋SO3、SO3―→ SO2＋O2，则生成的氧化物除SO2外，还有CuO、SO3。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：NO2＋SO2＋H2O===NO＋H2SO42NO＋O2===2NO2ⅰ.上述过程中NO2的作用为_______。
根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中先消耗再生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用。
ⅱ.为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是_____________________________________________________________________(答出两点即可)。
铅室法制得的产品中存在亚硝基硫酸杂质；生产过程中需使用有毒的氮氧化物
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋ O2(g) SO3(g)ΔH＝－98.9 kJ·ml－1ⅰ.为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图2所示，下列说法正确的是___。a.温度越高，反应速率越大b.α＝0.88的曲线代表平衡转化率c.α越大，反应速率最大值对应温度越低d.可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度
根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误；随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确。
ⅱ.为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如图3所示，催化性能最佳的是_____(填标号)。
ⅲ.设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝__________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp＝＝ ＝ ；设SO2初始量为m，则平衡时n(SO2)＝m－m·αe＝m(1－αe)，n(SO3)＝m·αe，Kp＝ ＝ 。
3.(2023·湖北，19)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下：
回答下列问题：(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·ml－1和298.0 kJ·ml－1，H—H键能为436.0 kJ·ml－1。估算C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝______ kJ·ml－1。
由C40H20和C40H18的结构和反应历程可以看出，C40H20中断裂了2个碳氢键，C40H18形成了1个碳碳键，所以C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝(431×2－298－436) kJ·ml－1＝＋128 kJ·ml－1。
(2)图示历程包含___个基元反应，其中速率最慢的是第___个。
(3)C40H10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为___、____。
由C40H20的结构分析，可知其中含有1个五元环、10个六元环，每脱两个氢形成一个五元环，则C40H10总共含有6个五元环、10个六元环。
(4)1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12(g) C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
设起始量为1 ml，则根据信息列出三段式为C40H12(g) C40H10(g)＋H2(g)起始量/ml　　　　 1　　　　0　　　　0变化量/ml 　　　 α 　　　 α 　　　 α平衡量/ml 　　 1－α 　　 α 　　　 α
(5) 40H19(g) C40H18(g)＋H·(g)及 40H11(g) C40H10(g)＋H·(g)反应的ln K(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，ln K＝ ＋c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是____________________________________________。
在反应过程中，断裂和形成的化学键相同，ΔH相等
图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据ln K＝－ ＋c(R为理想气体常数，c为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是___(填标号)。a.升高温度　　b.增大压强　　c.加入催化剂
由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转化率，反应速率也加快，a符合题意；由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了平衡转化率，b不符合题意；加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意。
4.(2023·湖南，16)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。Ⅰ.苯乙烯的制备(1)已知下列反应的热化学方程式：①C6H5C2H5(g)＋ O2(g)===8CO2(g)＋5H2O(g)　ΔH1＝－4 386.9 kJ·ml－1②C6H5CH==CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝－4 263.1 kJ·ml－1③H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) 　ΔH3＝－241.8 kJ·ml－1
计算反应④C6H5C2H5(g) C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝______kJ·ml－1。
根据盖斯定律，将①－②－③可得C6H5C2H5(g) C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)　ΔH4＝－4 386.9 kJ·ml－1－(－4 263.1 kJ·ml－1)－(－241.8 kJ·ml－1)＝＋118 kJ·ml－1。
(2)在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 ml气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入___ml水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。
设充入H2O(g)物质的量为x ml；在某温度、100 kPa下，向反应器中充入1 ml气态乙苯发生反应④。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式：　　　　　　C6H5C2H5(g) C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)起始/ml 　 1 　　　　　　0 　　　　　　　 0转化/ml 　 0.5 　　　　　 0.5 　　　　　　 0.5平衡/ml 　 0.5 　　　　　 0.5 　　　　　　 0.5
此时平衡时混合气体总物质的量为1.5 ml，此时容器的体积为V；
当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式：　　　　　 C6H5C2H5(g) C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)起始/ml 　1 　　　　　　 0 　　　　　　　 0转化/ml 　0.75 　　　　　0.75　　　　　 0.75平衡/ml 　0.25 　　　　　0.75 　　　　　 0.75此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75 ml，混合气的总物质的量为(1.75＋x)ml，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，此时容器的体积为 V；
(3)在913 K、100 kPa下，以水蒸气作稀释气、Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：⑤C6H5C2H5(g) C6H6(g)＋CH2==CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)＋H2(g) C6H5CH3(g)＋CH4(g)以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S＝ ×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是_____，理由是______________________________________________________________________。
主反应生成的H2能使副反应⑥的平衡正向移动，甲苯的选择性大于苯的选择性
生成苯乙烯的反应为主反应，则苯乙烯的选择性最高，主反应生成的氢气能使副反应⑥的平衡正向移动，则甲苯的选择性大于苯的选择性，故b代表的产物为甲苯。
(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是_____。A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构B.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能D.改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，A项正确；催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯的平衡转化率，B项错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，C项正确；催化剂颗粒大小会影响接触面积，会影响反应速率，D项错误。
Ⅱ.苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂，X表示卤素)生成自由基 ，实现苯乙烯可控聚合。(5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是____________。
电负性：Cl＞Br＞I，则极性：C—Cl＞C—Br＞C—I，则C6H5CH2Cl更易生成自由基，即活性最高的是C6H5CH2Cl。
(6)室温下，①Cu＋在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]＋，其反应平衡常数为K；②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为______(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
1.题型特点这类试题往往以化学反应速率、化学平衡知识为主题，借助图像、图表的手段，综合考查关联知识，关联知识主要有：(1)ΔH符号的判断、热化学方程式的书写、应用盖斯定律计算ΔH。(2)化学反应速率的计算与比较，外因对化学反应速率的影响(浓度、压强、温度、催化剂)。
(3)平衡常数、转化率的计算，温度对平衡常数的影响；化学平衡状态的判断，用化学平衡的影响因素进行分析和解释。(4)在多层次曲线图中反映化学反应速率、化学平衡与温度、压强、浓度的关系。
2.解答化学平衡移动问题的步骤(1)正确分析反应特点：包括反应物、生成物的状态，气体体积变化，反应的热效应。(2)明确外界反应条件：恒温恒容、恒温恒压、反应温度是否变化、反应物配料比是否变化。(3)结合图像或K与Q的关系、平衡移动原理等，判断平衡移动的方向或结果。
3.分析图表与作图时应注意的问题(1)仔细分析并准确画出曲线的最高点、最低点、拐点和平衡点。(2)找准纵坐标与横坐标的对应数据。(3)描绘曲线时注意点与点之间的连接关系。(4)分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。
4.解答有关平衡常数的计算(1)结合题意，运用“三段式”，分析计算、确定各物理量的变化。(2)多重平衡体系的计算用好连续计算法(分设变量)、守恒法两种方法。(3)多重平衡体系达到整体综合平衡后，每种平衡组分都只能有一个平衡浓度。
考向一　以减少“碳排放”为情景的综合考查1.(2023·四川宜宾二模)将CO2转化为更有价值的化工原料，正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题：(1)已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·ml－1②2CH3OH(g)＋ 3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) 　ΔH＝－1 353 kJ·ml－1则CO2(g)＋ 3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) 　ΔH＝_______kJ·ml－1。
根据盖斯定律，将反应①×1.5－反应②×0.5得到CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH ＝(－484 kJ·ml－1)×1.5－(－1 353 kJ·ml－1)×0.5＝－49.5 kJ·ml－1。
(2)在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体，制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表：
①该反应最适宜的温度是_______。
根据表中信息知在210 ℃时STY最大，因此该反应最适宜的温度是210 ℃。
②在220 ℃和170 ℃条件下，该反应速率之比：v(220 ℃)∶v(170 ℃)＝______。
在220 ℃和170 ℃条件下，该反应速率之比：v(220 ℃)∶v(170 ℃)＝0.20∶0.10＝2∶1。
③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
随温度升高，反应速率加快，甲醇的时空收率增大；继续升高温度，催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等)，使甲醇的时空收率降低
(3)CO2催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是 CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·ml－1。在恒温密闭容器中，CO2的平衡转化率[α(CO2)]和甲醇选择性[x(CH3OH)＝ ×100%]随着温度变化关系如图所示。
①分析温度高于236 ℃时图中曲线下降的原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动程度占主要因素，因而使 CO2转化率、甲醇选择性均下降　
②按1 ml CO2(g)、3 ml H2(g)投料反应，计算 244 ℃时反应生成CH3OH的物质的量为______ml (保留两位有效数字)。
按1 ml CO2(g)、3 ml H2(g)投料反应，244 ℃时二氧化碳转化率是10.5%，甲醇选择性为58.3%，因此此温度下反应生成CH3OH的物质的量为1 ml×10.5%×58.3%≈0.061 ml。
③在压强为p的反应条件下，1 ml CO2(g)和3 ml H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为50%，该温度下主反应的平衡常数Kp＝________________ (列出计算式即可)。
在压强为p的反应条件下，1 ml CO2(g)和3 ml H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为50%，　　　　　CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)开始/ml 　1 　　 3 　　　 0 　　　 0转化/ml 　 0.1 　 0.3 　　 0.1 　　 0.1平衡/ml 　 　　　　　　 0.1 　　 0.1　　　　　CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)开始/ml 1 　　 3 　　 0 　　 0转化/ml 0.1 　 0.1 　　 0.1 　 0.1平衡/ml 　　　　　　　 0.1 　 0.1
则平衡时二氧化碳物质的量为0.8 ml，氢气物质的量为2.6 ml，甲醇物质的量为0.1 ml，水蒸气物质的量为0.2 ml，一氧化碳物质的量为0.1 ml，总气体物质的量为3.8 ml，则该温度下主反应的平衡常数Kp＝ 。
2.(2023·广东湛江模拟)碳达峰、碳中和是现在需要继续完成的环保任务，CO2的综合利用成为热点研究对象，CO2作为碳源加氢是再生能源的有效方法，CO2加氢可以合成甲醇，Gerge A.Olah提出“甲醇经济”概念，认为甲醇会在不久的将来扮演不可或缺的角色，通过CO2加氢生产甲醇是有希望的可再生路线之一，该过程主要发生如下反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH1反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－41.1 kJ·ml－1
(1)①相关键能如下表，则ΔH1＝_____________，该反应的活化能Ea(正)_____(填“大于”“小于”或“等于”)Ea(逆)。
＋43 kJ·ml－1
反应Ⅰ的ΔH1＝(2×803＋436)kJ·ml－1－(1 071＋2×464)kJ·ml－1＝＋43 kJ·ml－1，该反应为吸热反应，所以正反应的活化能大于逆反应的活化能。
②若K1、K2分别表示反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数，则CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K＝____(用含K1、K2的代数式表示)。
由盖斯定律可知，反应Ⅱ－反应Ⅰ得到反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，则反应的平衡常数K＝ 。
③已知CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的正反应速率v正＝kc(CO2)·c3(H2)(k为正反应的速率常数)，某温度时测得数据如下：
则此温度下a＝__________。
由速率公式可得：2.0×10－4＝k×0.02×0.013，解得k的数值为1×104，则a＝1×104×0.02×0.023＝1.6×10－3。
(2)据文献报道，Cu基纳米材料作为高性能催化剂可将CO2电还原为高能量密度的CH3OH，不同催化剂对生成CH3OH的法拉第效率与电极电势的变化如图所示(已知法拉第效率是指实际生成物和理论生成物的百分比)，为了
保证生成甲醇的法拉第效率，最合适的电势及最佳催化剂是_________________。
由图可知，电极电势为－1.0 V、Cu6(S)作催化剂时生成甲醇的法拉第效率最高。
(3)在催化剂作用下，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ，达到平衡时CO2的转化率随温度和压强的变化如图，判断p1、p2、p3的大小关系：________，解释压强一定时，CO2的平衡转化率呈现如图变化的原因：_________________________________________________________________________________________________。
T K之前以反应Ⅰ为主，转化率随着温度升高而增大，T K之后以反应Ⅱ为主，转化率随着温度升高而降低
反应Ⅰ是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，反应Ⅱ是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，压强为p1、p2、p3时，二氧化碳的转化率依次减小，则压强的大小顺序为p1>p2>p3；反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，反应Ⅱ是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，由图可知，压强一定时，温度升高，二氧化碳的转化率先增大后减小，说明T K之前以反应Ⅰ为主，转化率随着温度升高而增大，T K之后以反应Ⅱ为主，转化率随着温度升高而降低。
(4)某温度下，初始压强为p，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 ml CO2、3 ml H2发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时CO2的转化率是50%，体系内剩余1 ml H2，反应Ⅱ的平衡常数K＝____。
设平衡时一氧化碳、甲醇的物质的量分别为x ml、y ml，平衡时二氧化碳的转化率是50%，由碳原子个数守恒可得：x＋y＝1，体系内剩余1 ml氢气，由方程式和氢原子个数守恒可得：x＋3y＝2，解得x＝y＝0.5，则反应Ⅱ的平衡常数K＝ ＝2。
考向二　以“尾气处理”为情景的综合考查3.(2023·武汉二中二模)汽车尾气中含有CO、NO、NO2等大气污染物，可发生以下反应：①NO2(g)＋CO(g) NO(g)＋CO2(g)ΔS1＝－13.2 J·ml－1·K－1②2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)ΔS2＝－197.8 J·ml－1·K－1③2NO2(g)＋4CO(g) N2(g)＋4CO2(g)ΔS3
(1)已知ΔG＝ΔH－TΔS，(忽略ΔH、ΔS随温度的影响)，则ΔS3＝________J·ml－1·K－1。
由盖斯定律可知，反应①×2＋②得：③2NO2(g)＋4CO(g) N2(g)＋4CO2(g)　ΔS3＝2ΔS1＋ΔS2＝－224.2 J·ml－1·K－1。
(2)反应①的平衡常数lg Kp－ 的关系如图1：反应①为_____(填“吸热”或“放热”)反应；温度为t K下，向恒容密闭容器中加入1 ml CO(g)和1 ml NO2(g)(若只发生反应①)，测得起始压强为20 kPa，达到平衡时，NO2的转化率为_____；NO的分压为__kPa。
由图可知，随着温度升高，Kp减小，平衡逆向移动，则反应①为放热反应；温度为t K下，lg Kp＝0，则Kp＝1；向恒容密闭容器中加入1 ml CO(g)和1 ml NO2(g)，则有　　　　 NO2(g)＋CO(g) NO(g)＋CO2(g)起始/ml 1 　　　1 　　 0 　　 0转化/ml a 　　　 a 　　 a 　　 a平衡/ml 1－a 　 1－a 　 a 　　 a
(3)向体积均为1 L的容器中加入2 ml CO(g)和2 ml NO(g)(若只发生反应②)，其中甲为绝热恒容，乙为恒温恒容，两容器中压强随时间变化曲线如图2：①甲容器中，开始压强增大的原因是__________________________________________________。
甲为绝热体系，反应②放热使体系温度升高，压强增大
反应②为气体分子数减小的反应，而甲容器中，开始压强增大，原因是甲为绝热体系，反应②放热使体系温度升高，压强增大。
②c点的逆反应速率大于b点的逆反应速率的原因是_________________________。
c点温度高且生成物浓度大
c点的甲为绝热体系，反应放热温度升高，且反应已经达到平衡生成物浓度较大；而b点为恒温恒容，温度较低，且反应没有达到平衡，生成物浓度较低，故c点的逆反应速率大于b点的逆反应速率。
③c点对应的平衡常数______(填“大于”“小于”或“等于”)d点对应的平衡常数。
c点的甲为绝热体系，温度较高，反应为放热反应，升温平衡逆向移动，故c点对应的平衡常数小于d点对应的平衡常数。
考向三　以“有机化工”为情景的综合考查4.(2023·厦门二模)CS2在化工生产中有重要作用。天然气法合成CS2相关反应如下：反应Ⅰ：CH4(g)＋2S2(g)===CS2(g)＋2H2S(g)　ΔH1＝－104.71 kJ·ml－1反应Ⅱ：2CH4(g)＋S8(g)===2CS2(g)＋4H2S(g)　ΔH2＝＋201.73 kJ·ml－1
(1)ΔH1、ΔH2随温度变化不大。温度不同时，反应体系中 不同。合成CS2总反应CH4(g)＋xS8(g)＋(2－4x)S2(g)===CS2(g)＋2H2S(g)的ΔH随温度T变化如图。①S8(g)===4S2(g)　ΔH＝________kJ·ml－1。
由盖斯定律可知，反应Ⅱ－2×Ⅰ得S8(g)===4S2(g)　ΔH＝＋411.15 kJ·ml－1。
②为提高CH4平衡转化率，控制温度范围在____(填字母)，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________。A.400～450 ℃ B.650～700 ℃C.750～800 ℃ D.800 ℃以上
650 ℃以下总反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，转化率增大；700 ℃以上总反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率减小
由图可知，650 ℃以下总反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，转化率增大；700 ℃以上总反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率减小，平衡转化率在650～700 ℃左右达到峰值，故为提高CH4平衡转化率，控制温度范围在650～700 ℃。
(2)合成CS2总反应中硫蒸气达到饱和时，反应时间t与CH4初始浓度c0和CH4转化率α满足关系t＝ ，式中k为速率常数。①T ℃、c0＝1.0 ml·L－1时，测得t＝9.5 s、α＝95%，则k＝___L·ml－1·s－1。
②T ℃时，计划在5 s内转化率达90%，应控制初始浓度c0大于_____ml·L－1。
(3)利用工业废气H2S替代硫黄矿生产CS2的反应为CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)。反应物投料比采用n(CH4)∶n(H2S)＝1∶2，维持体系压强为100 kPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图。①图中表示CS2的曲线是__(填“a”“b”“c”或“d”)。
根据化学方程式体现的关系可知，生成二硫化碳和氢气的物质的量之比为1∶4，结合图像可知，图中表示CS2的曲线是b。
②950 ℃时，该反应的Kp＝____kPa2(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
950 ℃时，反应物投料比采用n(CH4)∶n(H2S)＝1∶2，维持体系压强为100 kPa，设甲烷、硫化氢投料分别为1 ml、2 ml，列三段式为　　　　　CH4(g)＋2H2S(g) CS2(g)＋4H2(g)起始/ml 1 　　　2 　　　　0 　　 0转化/ml a 　　　2a 　　　 a 　 4a平衡/ml 1－a 　 2－2a 　 　a 　 4a
由图可知，平衡时甲烷与二硫化碳含量相等，则1－a＝a，a＝0.5，甲烷、硫化氢、二硫化碳、氢气分别为0.5 ml、1 ml、0.5 ml、2 ml，总的物质的量为4 ml，该反应的Kp＝ kPa2＝104 kPa2。
③相比以硫黄矿为原料，使用H2S的优点是__________________，缺点是______________________。
反应温度更高、耗能更大