全国各地2023届高考化学化学反应原理综合题汇编（含答案详解版）

全国各地2023届高考化学化学反应原理综合题汇编（答案详解版）
1．(1)＞
(2)
(3)C
(4) CO 0.2
(5)生成合成气的反应为吸热的气体分子数增大的反应，体系温度低于时，温度升高平衡正向移动，越大，则反应后甲烷的量减小，压强减小，平衡正向
【详解】（1）载氧体II和氧气反应，反应后氧元素得到电子化合价降低，根据电子守恒可知，则载氧体中的化合价升高，故模型中载氧体中Ce的价态：载氧体I＞载氧体II；
（2）已知：
①
②
由盖斯定律可知，2×①+②得：；
（3）根据，反应可以自发进行，则，，故选C；
（4）①图a中已知H2O、CO2气体的曲线，反应中投料CH4，CH4随着反应气量减少，故a为CH4；由主反应化学方程式可知，消耗1分子CH4生成CO、2分子H2，且CH4裂解反应也生成H2，故b为H2，c曲线对应的气体为CO；
②图a中忽略与c气体，其实CH4为1.0mol，平衡时，CH4、H2均为0.6mol，则生成H2需要消耗0.3mol CH4，副反应消耗CH4的物质的量为（1.0mol-0.6mol）-0.3mol=0.1mol，则生成0.2mol；
（5）生成合成气的反应为吸热的气体分子数增大的反应，体系温度低于时，温度升高平衡正向移动，越大，则反应后甲烷的量减小，压强减小，平衡正向，故越大，温度越高，越有利于合成气的生成。
2．(1)a
(2)
(3) 温度升高时，反应I吸热反应正向进行的程度和反应III放热反应逆向进行的程度相差不大
【详解】（1）由已知方程式：(2×反应1-反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：ΔH3=2ΔH1-ΔH2=[2×(-394)-(-566)]kJ mol-1=-222kJ mol-1，反应1前后气体分子数不变，升温y不变，对应线条b，升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y值增大，对应线条c，升温促进反应3平衡逆向移动，气体分子数减少，熵减，y值减小，对应线条a，故答案为：a；
（2）由题可知，①CO2(g) CO2(aq)，②CO2(aq)+H2O(l) H+(aq)+(aq)，K2=，又因为溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比，则c(CO2)=y(mol L-1 kPa-1) p(CO2)=p x y，在忽略的电离时，c(H+)-c(OH-)=c()，而c(H+) c(OH-)=Kw，所以K2=，可得c(H+)=mol L-1，故答案为：；
（3）①△H3＜0，△H2＜0，即生成甲醇的反应均为放热反应，所以温度升高平衡时甲醇的物质的量分数应减小，△H1＞0，生成CO的反应为吸热反应，所以随温度升高CO平衡时的物质的量分数会变大，二者共同作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇，所以Z代表H2O，Y代表CH3OH，X代表CO，故答案为：CH3OH；
②依据主要反应的化学方程式可知，反应Ⅲ消耗CO2，反应Ⅰ逆向产生CO2，最终体系内CO2的物质的量分数与上述两个反应进行的程度相关。由于△H3＜0而△H1＞0，根据勒夏特列原理，温度改变时，反应Ⅲ和反应Ⅰ平衡移动方向相反，且平衡移动程度相近，导致体系内CO2的物质的量分数受温度的影响不大；故答案为：温度升高时，反应I吸热反应正向进行的程度和反应III放热反应逆向进行的程度相差不大；
③其他条件相同下，升高温度，反应I吸热反应正向进行的程度和反应III放热反应逆向进行的程度相差不大，即n(CO2)基本不变，反应II为放热反应，升高温度平衡逆向移动，n(H2)增大，则随温度升高而增大，图示为： 。
3．(1)CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+(E5-E1) NAeV/mol
(2) > 0.01
(3)B
(4) 两个反应均为放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，导致丙烷转化率降低
(5)4.7:1
(6)4
【详解】（1）由图示可知该反应为吸热反应，生成物能量高于反应物，而图示中是单个CO2分子与CH4分子的反应历程，△H=(E生-E反)NAeV/mol，所以热化学方程式为：CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+(E5-E1) NAeV/mol；
（2）①由于反应吸热，温度越高，正向进行程度越大，p(H2）越大，所以T1> T2；
② ，温度为T1时，由b点可以知道各气体分压，p(CO)=p(H2)=1MPa，p(CO2)=p(CH4) =10Mpa，p(CO2)=p(CH4)=10MPa，代入Kp表达式即可求得Kp=0.01(MPa)2；
（3）A．O2中O=O键断裂代表正反应方向，H2O中O-H 键生成也代表正反应方向，不能说明已达平衡状态，A不符合；
B．在绝热条件下，容器内的温度是个变量，当其不再变化时说明已达到平衡状态，B符合；
C．反应物和生成物均是气体，则混合气体的质量不变，容器为刚性容器，体积不变，则混合气体密度是个不变量，不能作为是否已达平衡状态的依据，C不符合；
D．当时，反应不一定达到平衡，D不符合；
故选B。
（4）①通过两反应方程式系数可知，丙烷转化率低于氧气，所以曲线L2表示丙烷的转化率；
②由于T1 K后反应达到平衡，两个反应均为放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，导致丙烷转化率降低；
③当温度达到T2时，O2与丙烷的转化率相同，且起始投料比n(C3H8)：n(O2)=2：1，可以判断温度达到T2后反应ii不再发生，T2 K时只发生反应i；
（5）CO2气体用NaOH溶液吸收，反应产生Na2CO3、NaHCO3，所得混合溶液pH=11，则c(H+)=10-11 mol/L。由于H2CO3是二元弱酸，溶液中分步电离，存在电离平衡，第二步存在的电离平衡：H++，Ka2=，则，即4.7:1；·
（6）46.6 g BaSO4的物质的量n(BaSO4)=，设每次用1L 1.3mol/L饱和Na2CO3溶液能处理x molBaSO4，，，，根，解得x=0.05，处理次数，所以至少要反复处理4次。
4．(1)
(2)ACD
(3) 66.7%
(4)使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积
【详解】（1）根据盖斯定律Ⅲ×2-Ⅰ得到Ⅳ，则；故答案为：。
（2）CO2加氢合成甲烷时，也有副产物发生，主反应是放热反应，副反应是吸热反应，通常控制温度为左右，此时催化剂的活性高，反应速率快，由于有副反应发生，因此应是主反应催化剂选择性好，而温度高，对副反应平衡正向移动，对主反应平衡逆向移动；故答案为：ACD。
（3）时，向1L恒容密闭容器中充入和，初始压强为p，时主、副反应都达到平衡状态，测得，体系压强为，建立三段式，，2x+y=5，根据物质的量之比等于压强之比得到，解得x=2，y=1，则内，平衡时选择性；故答案为：；66.7%。
（4）当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，斜率降低，说明活化能降低，则实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积；故答案为：使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积。
5．(1) -90.8kJ/mo1 低温 =
(2) 2.0
(3) 3 随温度升高，催化剂活性增强反应速率加快，生成的淀粉量增加；续升高温度，催化剂失活，反应速率减慢，生成的淀粉量减少 0.124
【详解】（1）①由盖斯定律可知，ii+iii得到反应i，△H1=(41.2kJ/mol)+( -132.0kJ/mol)= -90.8kJ/mol，反应为放热的熵减反应，根据△H-T△S<0反应可自发进行，则该反应在低温能自发进行。
②由图表可知，Q== K1，反应达到平衡状态，则v正=v逆；
（2）已知，充入二氧化碳、氢气的总量为12mol，起始时总压强为1.5pkPa，平衡时体系总压强为pkPa，则根据阿伏伽德罗定律可知，反应后总的物质的量为，反应ii为气体分子数不变的反应，减少的物质的量为12mol-8mol=4mol为反应i进行导致的，根据反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知气体系数变化 n=2；
则反应反应平衡时甲醇为n1=2.0mol；
由图表可知，反应后水的物质的量为3.0mol，则：
则反应后二氧化碳、氢气、甲醇、水的物质的量分别为1.0mol、1.0mol、2.0mol、3.0mol；反应后总的物质的量为8mol，则二氧化碳、氢气、甲醇、水的分压分别为0.125pkPa、0.125pkPa、0.25pkPa、0.375pkPa，则Kp=；
（3）①根据表中数据选取最佳的反应条件：3，此时淀粉的产率最高；
②随温度升高，催化剂活性增强反应速率加快，生成的淀粉量增加；继续升高温度，催化剂失活，反应速率减慢，生成的淀粉量减少，故温度升高，反应生成的淀粉量先增加后急剧减少；
③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为1.24g L-1÷10h=0.124g L-1 h-1。
6．(1) 吸热 减小 可能小于
(2) 0.3 mol/(L·min) a H2或I2(g)在平衡体系中的体积分数不可能超过25%
【解析】（1）
①由题给数据可知，反应物的标准摩尔生成焓之和为(—393.5kJ/mol)+(—74.8kJ/mol)= —468.3kJ/mol，生成物的标准摩尔生成焓之和为(—110.5kJ/mol)×2+0=—221.0kJ/mol，则该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，故答案为：吸热；
②由①可知，该反应为吸热反应，若容器绝热，反应开始后，容器内反应温度降低，正、逆反应速率都减小，故答案为：减小；
③该反应为气体体积增大的反应，由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，若反应在恒容密闭容器中进行，反应中容器体积不变，混合气体的密度始终不变，若反应在恒压密闭容器中进行，反应中容器体积增大，混合气体的密度减小，则当反应达到平衡时，气体的密度可能小于反应起始时气体的密度，故答案为：可能小于；
（2）
①设反应a生成生成氨气xmol、反应b生成氢气ymol，由题意可建立如下三段式：
由题意可知：y=0.5、x—2y=5，解得x=6，则氨气的反应速率为=0.3 mol/(L·min)，故答案为：0.3 mol/(L·min)；
②a．碘化铵为固体，浓度为定值，不能用碘化铵浓度的变化量表示反应速率，但能用碘化铵的质量或物质的量的变化量表示化学反应速率，故错误；
b．氨气浓度不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
c．该反应是气体体积变深的反应，反应体系的颜色不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
d．该反应是气体质量增大的反应，反应中气体密度增大，容器内气体密度不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
故选a；
③由方程式可知，反应a为气体体积增大的反应，反应b为气体体积不变的反应，设反应a生成氨气的物质的量为1mol，则平衡时，气体总物质的量为2mol、氨气的体积分数为50%，若碘化氢完全分解，所得氢气和碘蒸气的体积分数为25%，由于反应b为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以生成物氢气或碘蒸气的体积分数必定小于25%，由图可知，曲线b表示生成物的体积分数大于25，所以曲线b是错误的，故答案为：H2或I2(g)在平衡体系中的体积分数不可能超过25%。
7．(1) 945.6+3×436-6×391 减小
(2) 大于 1.07 C
(3) MPa-2 =Kp
【详解】（1）△H =反应物总键能-生成物总键能，由题可知，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中断裂1molNN键和3molH-H键、形成6molN-H键，故合成氨反应的△H=(945.6+3436-6391)kJ/mol； 反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0为放热反应，升高温度平衡逆向移动，N2、H2的平衡转化率减小。
（2）①生产中测得合成塔出口混合气体中氨的体积分数为，氨的体积分数小于平衡时的体积分数，反应正向进行，v正反应大于v逆反应；
设N2的转化率为x，根据三段式可知：
，解得x=25%，H2的转化率为=26.8%，故转化率之比α(N2)∶α(H2)=25%∶26.8%=1.00∶1.07；
②A.合成氨反应放热，若考虑温度对平衡的影响应选择低温，且实际生产中合成塔中的反应并未达到平衡，故选择773 K 并不是依据温度对平衡的影响，选项A错误；
B.若考虑温度对反应速率的影响应选择高温，选项B错误；
C.合成氨实际生产中未反应的氮气、氢气可以循环利用，所以无需考虑平衡，则应考虑对反应速率的影响，选择773 K可推断是该温度下所用催化剂的活性较强，故最主要依据是温度对催化剂活性的影响，选项C正确；
D.若考虑能耗对生产效益的影响，则能耗应尽可能低(包括反应温度应尽可能低)，故选择773 K的最主要依据不是能耗的影响，选项D错误。
（3）若投料比n(N2)∶n(H2)=1∶3，反应在恒温773K、恒压40MPa下进行，NH3的平衡产率为ω，则：
气体总物质的量为4-2，各气体分压分别为40MPa，40MPa，40MPa，则反应的平衡常数Kp===MPa-2；
平衡时，r(NH3)=0，Kp=，a=0.5，则k正·p(N2)[]1-a=k逆1-a，可得Kp=。
8．(1) -35.7 cd 适当降低温度、适当减小压强、增大氧气浓度、减小产物浓度等
(2) 3.809 Pt-Ni
【详解】（1）CH4(g)+O2(g) =CO(g)+2H2(g)的 H=（74.8-110.5）kJ/mol=-35.7 kJ/mol；催化剂能降低活化能，提高活化分子百分数，不能改变平衡常数和焓变，故选cd；根据题中所给数据可列出三段式：，容器的体积为VL，平衡常数K=；欲提高甲烷的平衡转化率，须使平衡正向移动，该反应为放热反应，降温平衡正向移动，该反应正向气体分子数减小，适当减小压强可使平衡正向移动，增加氧气浓度可提高甲烷的平衡转化率，减小产物浓度可使平衡正向移动，故欲提高甲烷的平衡转化率，可采取的两条措施是：适当降低温度、适当减小压强、增大氧气浓度、减小产物浓度等（任写两条）；
（2）从图中可以看出，正反应的活化能最大的为形成过渡态2的活化能，E正=（5.496-1.687）eV·mol-1=3.809 eV·mol-1；选用催化剂Pt-Ni时脱氢反应的活化能低，脱氢反应阶段催化效果更好。
9．(1)-164.9
(2) 0.75 0.009375 2.25
(3) 1 MPa、CO随温度升高CH4含量减少、CO含量增大，则曲线c、d表示CO平衡体积分数的变化； 温度不变时增大压强，合成甲烷的平衡正向移动，H2O的含量增大，CO2的含量减小，使平衡CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)逆向移动，CO平衡体积分数降低 0.1
【解析】（1）
①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1=akJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)= H2O(l) △H2=-285.8kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H3=-890.3kJ·mol-1
④H2O(g)=H2O(1) △H4=-44.0kJ·mol-1。根据盖斯定律△H1= 4△H2-△H3+2△H4，解得a=-164.9 kJ·mol-1；
（2）
设达到平衡时,CO2的转化量为x mol,列“三段式”进行计算：
根据同温同体积下气体的压强之比等于其物质的量之比，分析题图可知，，解得x=0.75mol。故①反应达到平衡时,c（H2O）=（2×0.75）mol·L-1 =0.75mol·L-1；②从反应开始到40 min 时, CO2的平均反应速率为mol·L-1 ·min-1③10.5MPa×=2.25 MPa；
（3）
因温度不变时增大压强，合成甲烷的平衡正向移动，H2O的含量增大，CO2的含量减小，使平衡CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)逆向移动，CO平衡体积分数降低
故曲线d表示1 MPa、CO平衡体积分数的变化；当达到平衡点Q时，CO和CH4的平衡体积分数为20%，则CO的平衡体积分数为10%，根据，假设、，则该温度下反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=。
10．(1)-49.4
(2)CD
(3) ＜
(4) ＜ ＜
【详解】（1）利用盖斯定律，Ⅲ=Ⅱ+Ⅰ，ΔH3=ΔH1+ΔH2=(-90.6+41.2)kJ/mol=-49.4kJ/mol；故答案为-49.4；
（2）A．达到平衡时，再充入氢气，氢气的转化率降低，CO2的转化率增大，故A不符合题意；
B．使用催化剂，对化学平衡移动无影响，氢气的平衡转化率不变，故B不符合题意；
C．达到平衡，增大n(CO2)，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，故C符合题意；
D．该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，氢气转化率增大，故D符合题意；
答案为CD；
（3）①根据图象可知，T2K时先达到平衡，说明反应速率快，即T1＜T2；故答案为＜；
②令起始时n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，在T2K时CO2的转化率为50%，推出达到平衡时n(CO2)=0.5mol，n(H2)=1.5mol，n(CH3OH)=n(H2O)=0.5mol，Kp==；故答案为；
（4）①反应达到平衡，正反应速率等于逆反应速率，即有v正=k正·c(CH3OCH3)· c(H2O)=v逆=k逆·c2 (CH3OH)，=；lnKc= -A+ B，A、B为常数，随着温度升高，Kc减小，说明该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正＜v逆，即k正增大的倍数＜k逆增大倍数；故答案为；＜；
②此时Qc==1＞0.5，平衡逆向进行，即v正＜v逆；故答案为＜。
11．(1)bc
(2)D
(3)m3＞m2＞m1
(4)ce
(5) 0. 0048 ＜
(6) 2NO2+8e- +4CO2 = N2 +4 11.2
【解析】(1)
a．根据图示，该反应过程中，第i步为吸热反应，故a错误；
b．根据图示，第i步反应的活化能最大，反应速率最慢，决定总反应速率，故b正确；
c． 是第i步的产物、第ii步的反应物，是第ii步的产物、第iii步的反应物，所以、是反应的中间产物，故c正确；
选bc。
(2)
A. 降低温度，反应速率减慢，所以k正、k 逆均减小，故A错误；
B. 降低温度，反应速率减慢，所以k正、k 逆均减小，故B错误；
C. 正反应放热，降低温度，平衡正向移动，可知v正>v 逆，所以k正减小的倍数小于k 逆，故C错误；
D. 正反应放热，降低温度，平衡正向移动，可知v正>v 逆，所以k正减小的倍数小于k 逆，故D正确；
选D。
(3)
其它条件相同的条件下，增大氢气浓度，平衡正向移动，CO2(g)平衡转化率增大，投料比由大到小的顺序为m3＞m2＞m1；
(4)
a．反应前后气体总质量不变，反应前后气体系数和不同，恒压条件下，体积是变量，所以密度是变量，容器内气体密度不再变化，反应一定平衡，故不选a；
b．反应前后气体总质量不变，反应前后气体系数和不同，平均相对分子质量是变量，容器内气体中均相对分子质量不再变化，反应一定达到平衡状态，故不选b；
c．若投料比m=1，CO2的体积分数始终为50%，CO2的体积分数不再变化，反应不一定达到平衡状态，故选c；
d．反应过程中增大，容器内不再变化，说明反应一定达到平衡状态，故不选d；
e．断裂3NA个H-H键的同时生成l.5NA个水分子，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故选e；
选ce。
(5)
若m3=3，则A点温度下，
该反应的平衡常数Kp的数值为0. 0048 (MPa) -4；若其他条件不变，A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器，反应过程中压强减小，相当于减压，则平衡时CO2的转化率<50%。
(6)
用熔融碳酸盐为电解质将2C2H5OH(1) +6NO2( g) 3N2(g)+4CO2(g) +6H2O(1)反应设计为原电池，原电池正极发生还原反应，则正极NO2得电子生成N2(g)，电极反应式为2NO2+8e- +4CO2 = N2 +4，若电路中通过2 mol电子，消耗0.5mol NO2，理论上处理NO2的体积为11.2 L( 标准状况下)。
12．(1) -164.7 低温，高压 减小 A
(2) ①
(3) ②
【详解】（1）①根据盖斯定律，CO2甲烷化反应=2×I+II，故△H=2×(+41.2)+( -247.1)=-164.7 kJ·mol-1；该反应为放热反应，故应该在低温下进行，该反应为气体分子数减小的反应，故应该在高压下进行，故答案为：低温，高压；
②根据已知条件可知，==，该反应为吸热反应，故温度升高K增大，则同时=减小；
A．容器为恒容绝热容器，故随着反应进行，温度在变，压强也在变，压强不变可以证明反应达到平衡，A正确；
B．容器为恒容绝热容器，且所有的反应物和产物都为气体，故总质量不变，所以密度始终不变，密度不再改变不能证明反应达到平衡，B错误；
C．反应达到平衡时，各个组分之间的浓度之比没有必然联系，C错误；
D．断开C=O键为逆速率，断开H-O键也为逆速率，反应速率都为逆向，不能证明反应达到平衡，D错误；
故选A；
（2）该反应为气体计量数减小的反应，故压强增大，平衡正向移动，转化率增大，由图象可知温度相同时，①对应的转化率增大；根据题给条件可得一下三段式：
平衡时气体总物质的量n(总)=1+3+1+1=6mol，则平衡时各种物质的分压分别为：，，；
（3）由图可知，步骤①和③中，CH3OH分子中O—H键断裂，则其中没有O—H键断裂的步骤是②；由图可知，反应物为甲醇和二氧化碳，生成物为DMC和H2O，则化学方程式为。
13．(1)c+b-a
(2) 于 增 ，，则Ⅲ反应，为放热反应，降温平衡正向，所以平衡常数增 B 9/109或0.083或0.08
(3)AB
【解析】(1)
Ⅰ． kJ·mol-1
Ⅱ． kJ·mol-1
根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ得 kJ·mol-1；焓变=正反应活化能-逆反应活化能，的正反应的活化能为c kJ·mol-1，则逆反应的活化能为(c+b-a )kJ·mol-1；
(2)
①由图可知，反应II的平衡常数K随温度升高而增大，所以ΔH2大于0；
②由图可知，ΔH2大于0；反应I的平衡常数K随温度升高而减小，所以ΔH1小于0；反应kJ·mol-1<0，正反应放热，随温度降低，平衡正向移动，化学平衡常数增大。
③反应Ⅲ的平衡常数K=，当时，K=1，lg K=0，反应Ⅲ的平衡常数是温度降低而增大，所以lg K随1/T(温度的倒数)的变化图正确的是B。
④在a点温度下，若只发 I、II两个反应，在2L的容器中投 量的CO2和3molH2，达到平衡后氢 的转化率为80%，反应后氢气的浓度为；
设反应生成xmolCO、ymol甲醇，在a点温度下平衡常数=1，则，，；此条件下甲醇的选择性为9/109。
(3)
在催化剂甲的作 下，温度 于210℃时，催化剂活性降低，反应速率减慢，CO转化率降低；温度 于210℃时，温度升 副反应增多，CO转化率降低；故选AB。
14．(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
【解析】(1)
根据盖斯定律，当n=2时，将反应“i×2+ ii”得到目标反应方程式，则ΔH =2ΔH1+ΔH2= 41.1kJ·mol-1×2-210.2 kJ·mol-1=-128.0 kJ·mol-1；该反应ΔH<0，正向的气体分子数减少，熵变ΔS<0，根据吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS，当低温时，有利于ΔG<0，即有利于该反应自发进行。
(2)
要有利于提高CO2平衡转化率，则要使平衡或等效平衡正向移动，A.增大n(CO2)：n(H2)投料比，等效与较少H2的起始量，平衡逆向移动，A不符合题意；B.增大体系压强，平衡朝气体分子数减少方向移动，即正向移动，B符合题意；C.使用高效催化剂，只改变反应的速率，不改变平衡的移动，C不符合题意；D.及时分离H2O，减少了生成物，平衡正向移动，D符合题意；故选BD。
(3)
①根据图示可知，温度在573~773K范围内时，产物的总烯烃量处在较高水平，其中短链烯烃的选择性较高，故答案选B；
②由图可知，1083K时CO2转化率为75%，根据题意可设n(CO2)和n(H2)投料分别为1mol和3mol，反应i有：
平衡时体系的总物质的量为4mol，各物质的分压等于物质的量分数与总压的乘积，故反应i的Kp===1；
③373~1273K范围内，723K以前CO2的转化率降低的原因是温度低于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)
①根据图示，CO2→甲氧基(H3CO*)过程，各反应步骤中HCOO的生成能垒1.31eV是最高的，该步反应速率最慢，是决速步骤；
②根据题意，H-SAPO-34催化剂笼口八环孔直径较小，短链烯烃可顺利从笼口脱离，长链烯烃不易脱离，则短链烯烃选择性提高。
15．(1)a-1812
(2) N+NO=N2O、3H+N=NH3 4+2NO+2O2=3N2+6H2O+4H+
(3) < 0.11 22% >
(4) B C4H10*(g)=C4H9*(g)+H*(g) 催化剂活性降低，反应速率减慢 温度较高，丁烷裂化速率加快
【解析】（1）已知：①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) H1=-907kJ mol-1；②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H2=-1269.0kJ mol-1。根据盖斯定律，由②-①得反应4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-1812 kJ mol-1，若4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的逆反应活化能为E逆=akJ mol-1， H= E正-E逆，则其正反应活化能为E正= H - E逆= -1812kJ mol-1- akJ mol-1=( a-1812)kJ mol-1；
（2）①Pt 为催化剂，反应在Pt原子表面上发生，发生的反应有N+N=N2、2H+O=H2O、N+NO=N2O、3H+N=NH3等，答案为N+NO=N2O、3H+N=NH3；②由图可知，反应物为NO、O2和，反应生成N2和H2O，反应物中有H+，故生成物中应补充H+ ，已知NO、O2物质的量之比为1:1， 根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平，得到4+2NO+2O2=3N2+6H2O+4H+，故答案为: 4+2NO+2O2=3N2+6H2O+4H+；
（3）①比较压强，需控制温度相同，当温度相同时，p1时n(SO2)大于p2时n(SO2)，根据方程式SO2(g)+I2(s)+2H2O(l) 2HI(aq)+H2SO4(aq)可知，压强增大时，平衡向正方向移动，n(SO2)会减小，故p1 a2；
（4）①催化剂在参加化学反应时,能够降低反应的活化能，使反应在较低温度下发生。那种催化剂使用时活化能越低，且其使反应发生就越容易进行。根据图示可知催化剂B参加反应.过程中，活化能最小,故三种催化剂催化效果最好的是B；以C为催化剂时决速反应是活化能最大的步骤发生反应，根据图示可知该步反应的化学方程式为C4H10*(g)=C4H9*(g)+H*(g)，故答案为:B； C4H10*(g)=C4H9*(g)+H*(g)；②若起始投料量不变，经过相同时间，温度高于T1时，丁烯产率降低，原因是催化剂只有在一定温度下才能达到最佳活性，当温度高于该温度范围时，催化剂活性降低，导致化学反应速率减慢;当温度高于T2时丁烷转化率增大，是由于温度较高，丁烷裂化速率加快，单位时间内丁烷分解量增加，因而丁烷转化率增大,故答案为: A;催化剂活性降低，反应速率减慢;温度较高，丁烷裂化速率加快。
16．(1) 2.79 < L2 正反应 t0min时，反应Ⅲ的浓度商Q==3.5< Kc(III) ＞ 温度升高，Kc(III)减小， H3<0，反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ，即 H3= H2- H1<0，则 H1＞ H2
(2)溶剂分子的极性参数增大，利于生成CH2BrCH=CHCH2Br
【分析】由信息，当CH3CH2CH2CH3(g)的转化率为80%时，容器内H2的物质的量为l.6 mol，浓度为0.32 mol/L；CH3C≡CCH3(g)和CH2=CHCH=CH2(g)的物质的量之和为0.8 mol，其浓度之和为0.16mol/L；CH3CH2CH2CH3(g)的物质的量为0.2 mol，浓度为0.04 mol/L；由反应Ⅲ的平衡常数Kc(III)= ，推知c(CH3C≡CCH3)= 0.02mol/L，c(CH2=CHCH=CH2)= 0.14mol/L，据此分析作答。
（1）
①0~10min内，反应的平均速率v(H2)= ，故答案为：；
②反应I的平衡常数Kc(I)=，故答案为：2.79；
③平衡后，再向容器中充入1molCH3CH2CH2CH3(g)，相当于对反应体系加压，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡正向移动，CH3CH2CH2CH3(g)的平衡转化率减小，即小于80%，故答案为：<；
④温度不变，反应Ⅲ的平衡常数不变，平衡时c(CH2=CHCH=CH2)大于c(CH3C≡CCH3)，则表示CH3C≡CCH3(g)的浓度与时间关系的曲线为L2；t0min时，反应Ⅲ的浓度商Q==3.5< Kc(III)，则反应向正反应方向进行，故答案为：L2；正反应；t0min时，反应Ⅲ的浓度商Q==3.5< Kc(III)；
⑤由图2知，温度升高，Kc(III)减小， H3<0，反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ，即 H3= H2- H1<0，则 H1＞ H2，故答案为：＞；温度升高，Kc(III)减小， H3<0，反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ，即 H3= H2- H1<0，则 H1＞ H2；
（2）
由表中数据知，溶剂分子的极性参数增大，利于生成CH2BrCH=CHCH2Br，故答案为：溶剂分子的极性参数增大，利于生成CH2BrCH=CHCH2Br。
17．(1) < 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=-197.8 kJ·mol-1
(2)AC
(3) A 温度低于200℃时，催化剂活性偏低，对反应速率的影响减小 不是 正反应放热，温度越低，NO平衡转化率越高，a点对应的NO平衡转化率应高于450℃时NO平衡转化率，根据图象可知，a点的平衡转化率比曲线450℃对应的NO平衡转化率还要高
(4) 1344
【详解】（1）SO3(g)的能量大于SO3(l)，SO3(g)的=-395.7kJ·mol-1，SO3(l)的<-395.7kJ·mol-1；反应的焓变=生成物的标准生成焓-反应物的标准生成焓，2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-395.7 kJ·mol-1×2-(-296.8 kJ·mol-1×2)-0 kJ·mol-1=-197.8 kJ·mol-1；
（2）A．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，NO的转化率减小，所以X可能是温度，故选A；
B．正反应气体系数和减小，增大压强平衡正向移动，NO的转化率增大，所以X不可能是压强，故不选B；
C．增大NO的浓度，NO的转化率减小，所以X可能是，故选C；
D．增大催化剂的接触面积，反应速率加快，平衡不移动，NO的转化率不变，所以X不可能是催化剂的接触面积，故不选D；
选AC。
（3）①2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)正反应放热，升高温度平衡逆向移动，NO的体积分数增大，可知，减小压强，平衡逆向移动，NO的体积分数增大，反应在D点达到平衡后，若此时升高温度，同时扩大容器体积使压强减小，在重新达到平衡过程中，D点会向A~G点中的A点移动。
②温度低于200℃时，催化剂活性偏低，对反应速率的影响减小，所以曲线I脱氮率随温度升高而变化不大；正反应放热，温度越低，NO平衡转化率越高，a点对应的NO平衡转化率应高于450℃时NO平衡转化率，根据图象可知，a点的平衡转化率比曲线450℃对应的NO平衡转化率还要高，所以a点不是对应温度下的平衡脱氮率。
（4）①根据图示，阴极区SO得电子生成S2O，阴极电极反应式为；
②NO被吸收转化后的主要产物为，N元素化合价由+2降低为-3，若通电时电路中转移了0.3mole-，根据得失电子守恒，吸收NO的物质的量为0.06mol，理论上被吸收的NO在标准状况下的体积为。
18．(1)-41
(2) < > C
(3)1×10-10
(4) C2H4+6CO-12e-=8CO2+2H2O 3∶4
【解析】(1)
根据盖斯定律可知，①－③得出ΔH2=[(＋131)－(＋172)]kJ·mol－1=－41kJ·mol－1，故答案为－41；
(2)
根据图1，随着温度升高，CH3OH的转化率降低，说明升高温度，平衡向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应ΔH＜0；该反应为物质的量增大反应，相同条件下，增大压强，平衡向逆反应方向进行，CH3OH转化率降低，因此p2＞p1，压强增大，化学反应速率加快，即N点v(CH3OH)正＞M点v(CH3OH)逆；故答案为＜；＞；
化学平衡常数只受温度影响，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，K减小，根据图2，推出C点符合题意；故答案为C；
(3)
容器为恒容，总压为3×105Pa，开始时充入1molCO和2molH2，则开始时P(CO)=1×105Pa，P(H2)=2×105Pa，令达到平衡时消耗CO的分压为xPa，则达到平衡时的总压为(1×105－x)＋(2×105－2x)+x=3×105－3×105×，解得x=0.5×105，达到平衡时Kp==1×10－10；故答案为1×10－10；
(4)
根据装置图，石墨Ⅰ上C2H4转化成CO2和H2O，C的化合价由－2价升高为＋4价，根据原电池工作原理，该电极为负极，熔融碳酸盐作电解质，碳酸根需要在负极上参与反应，电极反应式为C2H4＋6CO－12e－=8CO2＋2H2O；石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2CO，电路中得失电子数目守恒，进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是6∶8=3∶4；因此故答案为C2H4＋6CO－12e－=8CO2＋2H2O；3∶4。全国各地2023届高考化学化学反应原理综合题汇编（原卷版）
1．（2023·湖南永州·统考二模）利用晶格氧部分氧化甲烷制合成气(与)技术将传统甲烷重整反应分解为几个气固相反应，实现燃料与氧气不接触，其一般模型如图所示：
在一定温度下，该模型涉及的主要反应如下：
主反应：
副反应：
甲烷裂解反应：
载氧体恢复晶格氧反应：
请回答下列问题：
(1)模型中载氧体中的价态：载氧体I_______载氧体II(填“>”“<”或“=”)。
(2)该模型部分氧化甲烷制合成气的反应方程式为：，该温度下反应的_______。
(3)已知副反应的，下列温度下反应能自发进行的是？_______(填标号)。
A． B． C．
(4)控制投料比为、压强为时，平衡时及各气体的物质的量随温度的变化如图a所示：
已知：，
①图a中c曲线对应的气体为_______。
②图a中忽略与c气体，平衡时，_______。
(5)当、时，控制不同，平衡时与温度的关系如图b所示，请说明当反应体系温度低于时，越大，温度越高，越有利于合成气的生成：_______。
2．（2022·浙江杭州·杭州高级中学校考模拟预测）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)在C和的反应体系中：
反应1：
反应2：
反应3： 。
设，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是____。
(2)雨水中含有来自大气的，溶于水中的进一步和水反应，发生电离：
①
② 25℃时，反应②的平衡常数为。
溶液中的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为，当大气压强为，大气中的物质的量分数为时，溶液中浓度为_______(写出表达式，考虑水的电离，忽略的电离)
(3)在某催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应有：
I.
II.
III.
时，往某密闭容器中按投料比充入和。反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表_______(填化学式)。
②体系中的物质的量分数受温度的影响不大，原因是_______。
③在下图中画出随温度变化趋势图_______。
3．（2022·福建福州·福建省福州第八中学校考模拟预测）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。
Ⅰ. 利用温室气体和制备燃料合成器，计算机模拟单个二氧化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示：
已知：1eV为1电子伏特，表示一个电子(所带电量为)经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)制备合成气CO、总反应的热化学方程式为_______。
(2)向密闭容器中充入等体积的和，测得平衡时压强对数和的关系如图所示。(压强的单位为：MPa)
①T1________T2(填“>”“＜”或“=”)。
②温度为T2时，该反应的压强平衡常数_______。
Ⅱ. 丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及如下反应：
反应i：
反应ii：
回答下列问题：
(3)在刚性绝热容器中发生反应i，下列能说明已达到平衡状态的有_______(填标号)。
A．每断裂键，同时生成键
B．容器内温度不再变化
C．混合气体的密度不再变化
D．
(4)在压强恒定为条件下，按起始投料，匀速通入反应器中在不同温度下反应相同时间，测得丙烷和氧气的转化率如下图。
①线_______(填“”或“”)表示丙烷的转化率。
②温度高于后曲线随温度升高而降低的原因为_______。
③当温度高于_______(填“”或“”)时，可判断反应ii不再发生。
Ⅲ. 常温下，用NaOH溶液作捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品。
(5)若某次捕捉后得到的溶液，则溶液中_______(常温下、)。
(6)现有固体，每次用溶液处理，若使中的全部转化到溶液中，需要反复处理_______次。(已知：、)
4．（2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测）我国提出 2060 年前实现碳中和，为有效降低大气 CO2中的含量，以 CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应：
Ⅰ．主反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) H1＝－156.9 kJ·mol－l
Ⅱ．副反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) H2＝＋41.1 kJ·mol－l
(1)已知：Ⅲ．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) H3＝－395.6 kJ·mol－l
Ⅳ．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) H4＝__________。
(2)CO2加氢合成甲烷时，通常控制温度为 500 °C 左右，其可能的原因为_______。
A．反应速率快 B．平衡转化率高
C．催化剂活性高 D．主反应催化剂选择性好
(3)500 °C 时，向 1 L 恒容密闭容器中充入 4 mol CO2和 12 mol H2，初始压强为 p，20 min 时主、副反应都达到平衡状态，测得 c(H2O)＝5 mol·L－1，体系压强为3/4 p， 则 0~ 20 min 内 v(CH4)＝________，平衡时 CH4选择性＝ ___________(CH4选择性=× 100%， 计算保留三位有效数字)。
(4)以 CO2催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为 3CH3OH(g) C3H6(g)＋3H2O(g)。该反应的 Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线 a 所示，已知 Arhenius 经验公式，(Ea为活化能，k 为速率常数，R 和 C 为常数)。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线 b 所示，则实验可能改变的外界条件是 __________。
5．（2022·吉林长春·长春十一高校考模拟预测）煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境造成很大污染，将煤进行气化和液化是减少污染的有效手段。
(1)煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案，最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下：
i：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=41.2kJ/mol
iii：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-132.0kJ/mol
850℃时，三个反应的平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160。
①△H1=____，该反应在____(填“高温”或“低温”)能自发进行。
②850℃时，在密闭容器中进行反应i，开始时只加入CO2、H2，反应10min后测得各组分的浓度如表。比较正、逆反应的速率的大小：v正____v逆(填“>”“<”或“=”)。
物质 H2 CO2 CH3OH H2O
浓度/mol/L 0.2 0.5 0.8 0.8
(2)在CO2利用的科研中，中科院天津工业生物所将H2与CO2反应合成甲醇，再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉，首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。该研究成果在碳中和、碳排放、温室效应、粮食危机等方面有着重大意义。
回答下列问题：
保持温度T不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的CO2和H2，同时发生反应i和ii，起始及达平衡时，容器内各气体的物质的量如表所示。
CO2 H2 CH3OH CO H2O
起始量/mol 4.0 8.0 0 0 0
平衡量/mol n1 3.0
已知起始时总压强为1.5pkPa，平衡时体系总压强为pkPa，则表中n1=____，反应i的平衡常数Kp=____。(含p的式子表示)
(3)取物质的量浓度为amol L-1的甲醇，选择不同的工程酶组块作为催化剂反应10h，测得实验数据如表所示。
实验序号 温度/K 不同工程酶的组块 淀粉/(g L-1)
1 T1 agp－M1 0.21
2 T1 agp－M2 0.38
3 T2 agp－M2 1.82
4 T2 agp－M3 1.24
①根据表中数据选取最佳的反应条件____(填实验序号)。
②已知温度升高，反应生成的淀粉量先增加后急剧减少，其可能原因是____。
③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为____g L-1 h-1。
6．（2022·河南·校联考模拟预测）完成下列问题
(1)将两等份和充入真空密闭容器中，在有催化剂的条件下发生反应：。
①科学上规定：在298.15K时，由最稳定的单质生成1mol化合物时的熔变，叫做该物质的标准摩尔生成焓()；最稳定的单质的标准摩尔生成焓规定为零。
注：在用于计算时，类似于物质自身所具有的能量。
已知：物质的标准摩尔生成焓数据如表(单位：)所示。
物质 CO(g)
—393.5 —74.8 —110.5 0
则该反应的正反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。
②若容器绝热，反应开始后，正反应速率_______(填“增大”“减小”或“先增大后减小”)。
③当反应达到平衡时，气体的密度_______(填“一定大于”“一定小于”“可能大于”或“可能小于”)反应起始时气体的密度。
(2)将固体置于一个2L的真空密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
a．
b．
经过10min达到平衡，此时，、，压强为120kPa。
①平衡时用表示的化学反应速率为_______。
②下列叙述错误的是_______(填标号)。
a．不能用的变化量表示化学反应速率
b．当不变时，反应达到平衡
c．反应体系的颜色不变时，反应达到平衡
d．当容器内气体密度不变时，反应达到平衡
③甲同学绘制出四条曲线，分别对应平衡后四种气体在平衡体系中的体积分数随温度变化的情况。
乙同学认为曲线b是错误的，原因是_______。
7．（2022·河北廊坊·校考模拟预测）氨气是重要的化工原料，工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0。回答下列问题：
化学键 N≡N H-H H-N
键能/kJ·mol-1 945.6 436 391
(1)根据键能数据计算上述合成氨反应的 H=_______kJ mol-1(列出计算式即可)；升高温度对N2、H2的平衡转化率的影响是_______(填“增大”“减小”或“不变")。
(2)合成氨实际生产中，常用主要成分为铁的催化剂，反应温度773K、压强20~50MPa，投料比n(N2)：n(H2)=1：2.8。研究发现：在反应历程中，N2在催化剂表面分解生成N原子的活化能最高；平衡时氨的体积分数在20MPa、50MPa时分别为19.1%、42.2%(其它条件不变)。
①生产中测得合成塔出口混合气体中氨的体积分数为，说明塔内反应的v正反应_______v逆反应(填“大于”“小于”或“等于”)；转化率之比α(N2)：α(H2)=1.00：_______。
②选择反应温度为773K的最主要依据是下列中的_______(填标号)。
A．温度对平衡的影响 B．温度对反应速率的影响
C．温度对催化剂活性的影响 D．能耗对生产成本的影响
(3)若投料比n(N2)：n(H2)=1：3，反应在恒温773K、恒压40MPa下进行，NH3的平衡产率为ω，则反应的平衡常数Kp=_______(以分压代替平衡浓度表示，分压=总压×物质的量分数)；由于反应在高压条件下进行，实际上K，值不仅与温度有关，还与压力和气体组成有关。一定条件下，上述合成氨反应衡时，遵循如下方程：r(NH3)=k正·p(N2)[]1-a-k逆1-a。其中r(NH3)为氨合成反应的净速率，a为常数，与催化剂性质及反应条件有关，若该条件下，实验测得a=0.5，则反应达到平衡时，k正、k逆、Kp三者的关系式为_______。
8．（2022·陕西西安·西安高级中学校考一模）甲烷和二氧化碳都是温室气体。随着石油资源日益枯竭，储量丰富的甲烷(天然气、页岩气、可燃冰的主要成分)及二氧化碳的高效利用已成为科学研究的热点。回答下列问题：
(1)在催化剂作用下，将甲烷部分氧化制备合成气(CO和H2)的反应为CH4(g)+O2(g) =CO(g)+2H2(g)。
①已知：25℃，101 kPa，由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓。化学反应的反应热ΔH=生成物的标准摩尔生成焓总和-反应物的标准摩尔生成焓总和。相关数据如下表：
物质 CH4 O2 CO H2
标准摩尔生成焓/kJ mol-1 -74.8 0 -110.5 0
由此计算CH4(g)+O2(g) =CO(g)+2H2(g)的 H=_______kJ·mol-1。
②催化剂能显著提高上述反应的速率，但不能改变下列中的_______(填标号)。
a.反应的活化能　　b.活化分子百分数　　c.化学平衡常数　　d.反应热(ΔH)
③T℃，向VL密闭容器中充入1 mol CH4和0.5 mol O2，在催化作用下发生上述反应，达到平衡时CO的物质的量为0.9 mol，平衡常数K=_______(列出计算式即可，不必化简)。
④欲提高甲烷的平衡转化率，可采取的两条措施是_______。
(2)甲烷和二氧化碳催化重整制备合成气的反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH>0。我国学者通过计算机模拟对该反应进行理论研究，提出在Pt-Ni合金或Sn-Ni合金催化下，以甲烷逐级脱氢开始产生的能量称为吸附能)。脱氢阶段的反应历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面，吸附过程产生的能量称为吸附能)。
该历程中最大能垒(活化能)E正=_______eV·mol-1；两种催化剂比较，脱氢反应阶段催化效果更好的是_______合金。
9．（2022·河南焦作·统考一模）一定条件下，CO2与H2反应可合成甲烷，反应的热化学方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=akJ·mol-1。回答下列问题：
(1)已知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-890.3kJ·mol-1，H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ·mol-1。上述反应中a=_______。
(2)T° C时，向2L恒容密闭容器内充入1 mol CO2和4 molH2发生上述反应，并用压力计监测到容器内压强随时间的变化如下图所示：
①反应后平衡体系中，c(H2O) =_______mol·L-1
②从反应开始到40 min时，CO2的平均反应速率为_______mol·L-1·min-1
③平衡体系中CH4的分压p(CH4) =_______MPa。
(3)在密闭容器中按通入H2和CO2，分别在0.1 MPa和1 MPa下进行反应，在发生上述反应的同时还发生反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+42.3kJ·mol-1。通过研究分析，平衡时CO和CH4在CO2、CO、CH4三种物质组成的体系中的体积分数与温度的关系如图所示。
①曲线d所表示的压强及物质是_______，判断理由是_______。
②当达到平衡点Q时，该温度下反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K为=_______。
10．（2022·河南·校联考模拟预测）甲醇(CH3OH)是结构最为简单的饱和一元醇，又称“木醇”或“木精”。常用于制造甲醛和农药等。CO2催化加氢制甲醇，极具前景。发生的主要反应如下：
I． CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.6 kJ·mol-1
II． CO2(g) +H2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
III． CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)△H3=___________kJ·mol-1。
(2)对于反应II ，达平衡后，下列措施一定能提高H2转化率的是___________(填字母)。
A．加入适量氢气 B．使用高效催化剂
C．增大n(CO2) D．升高温度
(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入n(CO2) ： n(H2)=1 ： 3混合气体，发生III反应。在T1 K和T2 K时，CO2的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。
①温度：T1___________ (填“＞ ”或“＜”)T2。
②T2K时，若平衡时体系的总压强为p0，则平衡常数Kp =____(用含有p0的代数式表示)。
(4)已知二甲醚水解可生成甲醇，反应为CH3OCH3(g) +H2O(g) 2CH3OH(g) ΔH，其速率方程式为v正=k正·c(CH3OCH3)· c(H2O)，v逆=k逆·c2 (CH3OH)，k正、k逆为速率常数且只与温度有关。经查阅资料，上述反应平衡状态下存在计算式：lnKc= -A+ B(Kc为化学平衡常数；T为热力学温度，单位为K，A、B为常数且均大于0)。
①反应达到平衡后，= ____ (用含k正、k逆的代数式表示)，若仅升高温度，k正增大的倍数____ (填“＞”“＜”或“=”，下同)k逆增大的倍数。
②已知某温度下，上述反应平衡常数Kc =0.5，在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g)，反应到某时刻测得各组分的物质的量如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
物质的量/mol 0.2 0.2 0.2
此时正、逆反应速率的大小：v正 ____v逆。
11．（2022·新疆·统考二模）医用酒精在抗击“新型冠状病毒”战役中发挥着杀菌消毒的作用，其主要成分是乙醇。回答下列问题：
I．工业上主要采用乙烯直接水合法(CH2 =CH2+H2O→CH3CH2OH)制乙醇。
(1)在磷酸/硅藻土催化剂作用下，乙烯进行气相水合的反应机理大致如下：
i. CH2 =CH2+H3O++H2O
ii. +H2O
iii. +H2OCH3CH2OH+H3O+
随着反应进程，该过程能量变化如图1所示。
下列有关说法正确的是___________ (填字母标号，下同)。
a．该反应过程中i~ iii步均释放能量
b．第i步反应的活化能最大，决定总反应速率
c． 和是反应的中间产物
(2)已知：C2H4(g) +H2O(g) C2H5OH(g)的反应速率表达式为v正=k正c(C2H4)·c(H2O)，v 逆=k逆c( C2H5OH) ，其中k正、k 逆为速率常数。若其他条件不变时，降低温度，则下列推断合理的是___________。
A．k正增大，k 逆减小 B．k正减小，k 逆增大
C．k正减小的倍数大于k 逆 D．k正减小的倍数小于k 逆
II．工业用二氧化碳加氢可合成乙醇：2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g) +3H2O(g)保持压强为5MPa，向密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应， CO2的平衡转化率与温度、投料比m[]的关系如图2所示。
(3)投料比由大到小的顺序为_____。
(4)若投料比m=1，一定温度下发生反应，下列说法不能作为反应是否达平衡依据的是_____ (填标号)。
a．容器内气体密度不再变化
b．容器内气体中均相对分子质量不再变化
c． CO2的体积分数不再变化
d．容器内不再变化
e．断裂3NA个H-H键的同时生成l.5NA个水分子
(5)若m3=3，则A点温度下，该反应的平衡常数Kp的数值为_____(MPa) -4(Kp是以分压表示的平衡常数) ；若其他条件不变，A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器，则平衡时CO2的转化率___________50%(填“＞”“=”或“＜”)。
(6)用熔融碳酸盐为电解质将2C2H5OH(1) +6NO2( g) 3N2(g)+4CO2(g) +6H2O(1)反应设计为原电池，以达到利用NO2废气的目的，正极电极反应式为___________，若电路中通过2 mol电子，理论上处理NO2___________ L( 标准状况下)。
12．（2022·贵州遵义·统考三模）我国力争实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标，CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
(1)CO2甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。已知：
反应I：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　　△H=+41.2kJ·mol-1
反应II：2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g)　　△H=-247.1kJ·mol-1
①CO2甲烷化反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)的△H=_______kJ·mol-1，为了提高甲烷的产率，反应适宜在_______(填“低温”、“高温”、“高压”、“低压”，可多选)条件下进行。
②反应I：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　△H=+41.2kJ·mol-1，已知反应的v正=k正c(CO2)c(H2)，v逆=k逆c(H2O)c(CO)(k正、k逆为速率常数，与温度、催化剂有关)若平衡后升高温度，则_______(填“增大”、“不变”或“减小”)；若反应I在恒容绝热的容器中发生，下列情况下反应一定达到平衡状态的是_______。
A．容器内的压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内c(CO2)：c(H2)：c(CO)：c(H2O)=1：1：1：1
D．单位时间内，断开C=O键的数目和断开H-O键的数目相同
(2)在某催化剂表面：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，利用该反应可减少CO2排放，并合成清洁能源。一定条件下，在一密闭容器中充入2molCO2和6molH2发生反应，图甲表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。
其中表示压强为5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化曲线为_______(填“①”或“②”)；b点对应的平衡常数Kp=_______MPa-2(Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数。分压=总压×物质的量分数)。
(3)科研人员提出CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)的反应过程如图乙所示，由图可知其中没有O-H键断裂的步骤是_______(填“①”“②”或“③”)，合成DMC的总反应化学方程式为_______(CH3OH不需标注同位素原子)。
13．（2022·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）为减少CO2对环境造成的影响，可采 “CO2催化加氢制甲醇” 法将其资源化利 。
该反应体系中涉及以下三个反应：
Ⅰ． kJ·mol-1
Ⅱ． kJ·mol-1
Ⅲ．
回答下列问题：
(1)已知的正反应的活化能为c kJ·mol-1，则逆反应的活化能为___________kJ·mol-1.( 含a、b、c代数式表示)
(2)反应I、II的lg K(K代表化学平衡常数)随1/T(温度的倒数)的变化如图所示。
①ΔH2___________0(填“ 于”或“ 于”或“等于”)；
②降低温度，反应的化学平衡常数___________(填“增 ”或“减 ”或“不变”)。原因为___________。
③关于反应Ⅲ的lg K(K代表化学平衡常数)随1/T(温度的倒数)的变化图正确的是___________
A、 B、
C、 D、
④在a点温度下，若只发 I、II两个反应，在2L的容器中投 量的CO2和3molH2，达到平衡后氢 的转化率为80%，此条件下甲醇的选择性(指转化为甲醇的CO2占发 反应的CO2的百分比)为___________。
(3)向2L密闭容器中分别投 定量的CO和H2发 反应Ⅲ，其他条件相同时，在甲、 两种催化剂的作 下，CO的转化率与温度的关系如图所示。在催化剂甲的作 下，温度 于210℃时，CO转化率降低的可能原因是___________。
A．催化剂活性降低 B．温度升 副反应增多
C．温度升 平衡逆向移动 D．该反应的活化能升
14．（2022·四川成都·树德中学校考模拟预测）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_______。
15．（2022·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）氮的氧化物是大气污染物之一。研究它们的反应机理，对于消除环境污染，促进社会可持续发展有重要意义。回答下列问题：
(1)已知：①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) H1=-907kJ mol-1；
②①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H2=-1269.0kJ mol-1。
若4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的逆反应活化能为E逆=akJ mol-1，则其正反应活化能为_______kJ mol-1(用含a的代数式表示)。
(2)氢气选择性催化还原NO是一种比NH3还原NO更为理想的方法，备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂，氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图：
①Pt原子表面上发生的反应除N+N=N2、2H+O=H2O外还有_____。
②已知在HY载体表面发生反应的NO、O2物质的量之比为1∶1，补充并配平下列离子方程式：_______。
+NO+O2→N2+H2O+_______
(3)硫碘循环(SI循环)是目前最有前景和研究最多的一个热化学循环。SI循环涉及如下两个反应：
反应I(Bunsen反应)：SO2(g)+I2(s)+2H2O(l) 2HI(aq)+H2SO4(aq) H1=akJ mol-1
反应II：2HI(aq) H2(g)+I2(s) H2=bkJ mol-1
①科研团队研究了温度和压强对反应I(Bunsen反应)达到平衡时n(SO2)的影响如下图所示，则p1_____p2(填“>”“<"或“=”)。
②为了促进HI的分解，某科研团队设计了两种选择性膜反应器，其示意图如下。已知：HI的分解在反应区内进行，膜可以对产物进行选择性释放。反应区内通过控制使压强恒定为100kPa。反应开始时，投料均为1mol的HI气体。膜反应器1中氢气的渗透速率为3.1×10-8mol/(s·Pa)。反应区内的部分实验数据显示在下表中。
反应器示意图 无膜反应器 膜反应器1 膜反应器2
物质 HI H2
80s后的平衡物质的量/mol 0.78 ____
HI平衡分解率 α1=____ α2=52% α3_____α4(填“>”“<”或“=”)
(4)我国科学家在(自然-通讯》发表了低温高效催化丁烷脱氢制丁烯的研究成果。该过程易发生积炭和裂化等副反应，催化反应历程如图a所示[注：0.06ev表示1个C4H8(g)+1个H2(g)的能量)]
①三种催化剂催化效果最好的是_______(填“A”、“B”或“C”)，以C为催化剂时决速反应的方程式为_______；
②在一恒容密闭容器中通入1mol丁烷和适量的催化剂，发生催化脱氢反应，若起始投料量不变，经过相同时间，测得不同温度下丁烷转化率和丁烯产率如图b所示。温度高于T1时，丁烯产率降低的原因可能是_______(写一条即可)，温度高于T2时丁烷转化率增大的原因可能是_______(写一条即可)。
16．（2022·山西吕梁·统考二模）1，3-丁二烯和2-丁炔是重要的有机化工原料，正丁烷可用作亚临界生物技术提取剂和制冷剂等。三种物质之间存在如下转化反应：
I.CH2=CHCH=CH2(g)+2H2(g) CH3CH2CH2CH3(g)　 H1
Il.CH3C≡CCH3(g)+2H2(g) CH3CH2CH2CH3(g)　 H2
III.CH3C≡CCH3(g) CH2=CHCH=CH2(g)　 H3
回答下列问题；
(1)T0℃时，向5L恒容密闭容器中充入1molCH3CH2CH2CH3(g)，发生上述转化反应。10min达到平衡时测得CH3CH2CH2CH3(g)的转化率为80%，反应Ⅲ的平衡常数Kc(III)=7。
①0~10min内，反应的平均速率v(H2)=_______
②反应I的平衡常数Kc(I)=_______(保留三位有效数字)。
③10min后，若再向容器中充入1molCH3CH2CH2CH3(g)，则CH3CH2CH2CH3(g)的平衡转化率_______80%(填“>”“<”或“=”)。
④保持温度不变，起始向恒容密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH=CH2(g)、CH3C≡CCH3(g)和H2(g)，实验测得CH2=CHCH=CH2(g)、CH3C≡CCH3(g)的浓度与时间的关系如图1所示。其中表示CH3C≡CCH3(g)的浓度与时间关系的曲线为_______(填“L1”或“L2")；t0min时，反应III向_______(填“正反应”或“逆反应”)方向进行，理由为_______。
⑤反应III的平衡常数lgKc(III)与温度的倒数1/T的关系如图2所示。则 H1_______ H2(填“>”“<"或“=”)，原因为_______。
(2)CH2CHCH=CH2是一种重要的有机化工原料，可制备多种产品。有学者研究得出CH2=CHCH=CH2与Br2反应时，生成物中各物质的物质的量分数与溶剂极性美系如下表所示。分析表中数据，可得出的结论为_______。
溶剂 溶剂分子的极性参数 反应温度/℃ CH2BrCH=CHCH2Br的物质的量分数/% CH2=CHCHBrCH2Br的物质的量分数/%
氯仿 4.1 -15 63 37
正己烷 0.0 -15 38 62
17．（2022·青海西宁·统考二模）燃煤废气中含有多种能回收利用的原料气，如CO2、SO2及氮氧化物等，对其综合利用，可以改善环境质量。回答下列问题：
(1)标准状况下，各元素最稳定单质生成标准状况下1mol某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓()。将燃煤废气中的SO2富集后催化氧化可得到SO3。由表中数据，推测SO3(l)的_______(填“>”、“<”或“=”)-395.7kJ·mol-1，写出SO2(g)与O2(g)生成SO3(g)的热化学方程式_______。
物质 O2(g) SO2(g) SO3(g)
/kJ mol-1 0 -296.8 -395.7
(2)亚硝酰氯(CINO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl2充入一密闭容器中，发生反应2NO(g)+Cl2(g) 2CINO(g)　 H<0。平衡后，改变外界条件X，实验测得NO的转化率a(NO)随X的变化关系如图1所示，则条件X可能是_______(填字母序号)。
A．温度 B．压强 C． D．与催化剂的接触面积
(3)已知反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)　 H=-746.5kJ mol-1，在密闭容器中充入4molCO和5molNO，平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图2所示。
①反应在D点达到平衡后，若此时升高温度，同时扩大容器体积使压强减小，在重新达到平衡过程中，D点会向A~G点中的_______点移动。
②某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图3所示。温度低于200℃时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是_______；a点_______(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率，理由是_______。
(4)以连二亚硫酸根离子()为媒介，用电化学法处理烟气中NO的装置如图4所示。
①阴极区的电极反应式为_______
②NO被吸收转化后的主要产物为，若通电时电路中转移了0.3mole-，则通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况卜的体积为_______mL。
18．（2022·宁夏吴忠·吴忠中学校考三模）大连化学物理研究所开发的DMTO技术曾获得国家科学技术发明一等奖。该技术以煤为原料，经过煤→CO、H2→CH3OH→C2H4、C3H6等一系列变化可获得重要的化工产品乙烯和丙烯。回答下列问题：
(1)煤气化包含一系列化学反应，热化学方程式如下：
①C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H1=+131kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2=akJ·mol-1
③C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172kJ·mol-1，
则a=_______。
(2)已知某密闭容器中存在可逆反应：2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H，测得其他条件相同时，CH3OH的平衡转化率随着温度(T)、压强(p)的变化如图1所示，平衡常数K与温度T关系如图2所示。
①该反应的△H_______(填“>”或“<”，下同)0，N点v(CH3OH)正_______M点v(CH3OH)逆。
②T1后升高温度，则B、C、D三点中能正确表示该反应的平衡常数K随着温度T改变而变化的点是_______(填字母)。
(3)在一定温度和适当催化剂存在下，将1molCO、2molH2通入恒容密闭容器中，使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ·mol-1，测得开始时容器内总压为3×105Pa，反应经2min达到平衡且平衡时体系压强降低了，则该温度下的平衡常数Kp=_______Pa-2(Kp为分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
(4)某乙烯熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图3所示，则负极上电极反应式为_______；若要维持电池持续稳定工作，则从理论上讲，进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是_______。