（12）化学反应原理综合——2024年高考化学真题模拟试题专项汇编（含解析）

这是一份（12）化学反应原理综合——2024年高考化学真题模拟试题专项汇编（含解析），共38页。

Ⅰ.利用和可生产乙烯。
反应I：
反应II：
（1）某催化剂作用下，在恒容密闭容器中充入1ml和3ml，体系中主要发生反应I和II。经一段时间后测得两种烃的物质的量随温度的变化如下图所示，该催化剂在500℃时主要选择反应_____（填“I”或“II”）；840℃之后，产量下降的可能原因是_____。
520℃时乙烯的选择性为_____%（乙烯的选择性=×100%，保留3位有效数字）。
Ⅱ.富含硼氧活性位点的热稳定层柱状框架类材料可助力丙烷氧化脱氢。
发生反应：
（2）丙烷氧化脱氢反应在不同温度下达到平衡，在总压强分别为和时，测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。
①b、c代表_____（填“丙烷”或“丙烯”），_____（填“大于”“小于”或“等于”）。
②若将Q点对应反应容器先恒压升温后等温增大容器体积，重新达到平衡状态，丙烷的物质的量分数可能是图中E、F、G、H中的_____点。
③恒压p1下，下列物理量中图中G点大于H点的是_____。
A.对应温度的平衡常数
B.丙烷的转化率
C.逆反应速率
D.平均摩尔质量
④起始时充入一定量丙烷，在恒压=0.5MPa条件下发生反应，Q点对应温度下该反应的平衡常数=_____MPa。
2．[2024届·山东枣庄·一模联考]甲烷和二氧化碳重整制合成气(CO和)的研究是实现碳达峰的手段之一，涉及反应如下：
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
（1）____________。
（2）在一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1ml和1ml发生上述反应，达到平衡时，容器中为aml，CO为bml，此时的浓度为____________(用含a，b，V的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为____________。
（3）常压下，将等物质的量的和以一定流速通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水蒸气的流出量随温度变化如图所示。
①曲线____________(填“a”或“b”)表示的转化率随温度变化曲线。
②温度低于873K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是____________；温度高于1400K时，曲线a、b交于一点的原因是____________。
（4）向恒温恒容密闭容器中充入和，加入催化剂使其只发生反应Ⅰ。研究表明CO的生成速率。起始时，、的分压分别为25kPa、30kPa，某时刻测得，则____________kPa，____________。
3．[2024届·辽宁·一模]2024上海国际碳中和技术博览会以“中和科技、碳索未来”为主题，重点聚焦二氧化碳的捕、利用与封存(CCUS)等问题。回答下列问题：
I 还原制取。发生的反应如下：
反应①：
反应②：
反应③：
（1）经计算反应①___________，该反应在___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
（2）在容积不变的密闭体系中仅发生反应②。实验发现，其他条件不变，在相同时间内，向反应②的平衡体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数，对比实验的结果如图所示：
微米CaO和纳米CaO对平衡影响不同的原因是___________。
II 还原制取。反应原理为：。
（3）催化加氢制的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”标注，如“”表示吸附在催化剂表面)
该反应历程中决速步反应的化学方程式为___________。
（4）若和起始物质的量之比为1：3，该反应在有、无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］。有分子筛膜时，温度高于210℃后甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是___________。
（5）一定条件下，向4L恒容密闭容器中充入和，发生反应。已知容器内起始压强为240kPa，反应达平衡时容器内压强为150kPa，该温度下反应的标准平衡常数___________。(该反应标准平衡常数的表达式为，其中p为分压，分压=总压×物质的量分数，)
III 和电化学法制取HCOOH。(/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)为催化电极，工作原理如图所示。
（6）CuO纳米片(CuONS/CF)表面发生的电极反应式为___________，若有通过质子交换膜时，电解池中生成和HCOOH共___________ml。
4．[2024年甘肃高考真题]是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。
（1）由制备：
已知
时，由制备硅________（填“吸”或“放”）热________。升高温度有利于制备硅的原因是________。
（2）在催化剂作用下由粗硅制备：。，密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与和气体反应，转化率随时间的变化如下图所示：
①，经方式________处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率________。
②当反应达平衡时，的浓度为________，平衡常数K的计算式为________。
③增大容器体积，反应平衡向________移动。
5．[2024年湖南高考真题]丙烯腈（）是一种重要的化工原料。工业上以为载气，用作催化剂生产的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定：
②反应釜I中发生的反应：
ⅰ.
③反应釜II中发生的反应：
ⅱ.
ⅲ.
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。回答下列问题：
（1）总反应=__________（用含、和的代数式表示）；
（2）进料混合气中，出料中四种物质（）的流量，（单位时间内出料口流出的物质的量）随时间变化关系如图：
①表示的曲线是_______（填“a”“b”或“c”）；
②反应釜I中加入的作用是______；
③出料中没有检测到的原因是______；
④反应11h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是_______。
（3）催化剂再生时会释放，可用氨水吸收获得。现将一定量的固体（含0.72g水）置于密闭真空容器中，充入和，其中的分压为100kPa，在27℃下进行干燥。为保证不分解，的分压应不低于________kPa（已知，分解的平衡常数）；
（4）以为原料，稀硫酸为电解液，Sn作阴极，用电解的方法可制得，其阴极反应式________。
6．[2024年浙江高考真题]氢是清洁能源，硼氢化钠（）是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：（除非特别说明，本题中反应条件均为，）
请回答：
（1）该反应能自发进行的条件是_______。
A.高温B.低温C.任意温度D.无法判断
（2）该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。
A.升高溶液温度
B.加入少量异丙胺
C.加入少量固体硼酸
D.增大体系压强
（3）为加速水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因_______。
（4）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示，正极上的电极反应式是_______。该电池以恒定电流工作14分钟，消耗体积为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为_______。[已知：该条件下的摩尔体积为；电荷量电流时间；；。]
（5）资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠（）再生为。（已知：是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比计算方法；当时，反应能自发进行。）
I.
II.
III.
请书写一个方程式表示再生为的一种制备方法，并注明_______。（要求：反应物不超过三种物质；氢原子利用率为。）
7．[2024届·河北沧州·模拟考试校考]作为化石燃料燃烧的产物，直接排放会形成温室效应，因此大力开发的资源化利用，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
（1）如图所示，是的资源化利用的一种途径，该过程的催化剂是______。
（2）Ⅰ.如下图所示，与发生放热反应可转化为甲烷或乙烷，在不同催化剂存在下反应相同的时间，的转化率以及乙烷的选择性与温度的关系如下图所示，随着温度的升高，以为催化剂，的转化率一直增大，而以为催化剂，的转化率先增大后减小的原因是______。制备乙烷的催化剂最好选用______，该催化剂的适宜温度为______。
Ⅱ.在Ⅰ中所选用的催化剂条件下，与反应生成甲烷或乙烷，其它相同条件时，二氧化碳的转化率、乙烷的选择性与温度、进气量的关系如下图所示，制备乙烷选用的最佳条件是______。（该温度用字母代替，且恰好是Ⅰ中所选用催化剂的适宜温度）
（3）乙烷水蒸气催化重整制氢的逆反应为，某密闭容器中以物质的量之比为2：7充入和，达到平衡时，下乙烷物质的量分数与温度的关系、290℃乙烷物质的量分数与压强的关系如下图所示：
①在______（“高温”、“低温”、“任意温度”）自发。
②A、B、C、D、E中，处于相同状态下的两个点是______。
③达到平衡时的物质的量分数为0.12时，反应条件是______。
8．[2024年江苏高考真题]氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
（1）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有__________；含CO和各1ml的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得__________。
（2）一定条件下，将氮气和氢气按混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。
①中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，该反应的化学方程式为__________。
②含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于，出口处氨含量下降的原因是__________。
（3）反应可用于储氢。
①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如图所示。温度高于，产率下降的可能原因是__________。
②使用含氨基物质（化学式为，CN是一种碳衍生材料）联合催化剂储氢，可能机理如图所示。氨基能将控制在催化剂表面，其原理是__________；用重氢气（）代替，通过检测是否存在__________（填化学式）确认反应过程中的加氢方式。
9．[2024年江苏高考真题]回收磁性合金钕铁硼（）可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。
（1）钕铁硼在空气中焙烧转化为、等（忽略硼的化合物），用盐酸酸浸后过滤得到溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率（）随浸取时间变化如图所示。
①含铁滤渣的主要成分为__________（填化学式）。
②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是__________。
（2）含铁滤渣用硫酸溶解，经萃取、反萃取提纯后，用于制备铁酸铋。
①用含有机胺（）的有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的溶液，原理为：
（有机层）
已知：
其他条件不变，水层初始pH在0.2~0.8范围内，随水层pH增大，有机层中Fe元素含量迅速增多的原因是__________。
②反萃取后，经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示（图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上，O原子未画出），其中原子数目比__________。
（3）净化后的溶液通过沉钕、焙烧得到。
①向溶液中加入溶液，可转化为沉淀。该反应的离子方程式为__________。
②将（摩尔质量为）在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。时，所得固体产物可表示为，通过以上实验数据确定该产物中的比值__________（写出计算过程）。
10．[2024年河北高考真题]氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二（氯甲基）苯等可通过氯化反应制备。
（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
①若正反应的活化能为，则逆反应的活化能___________（用含正的代数式表示）。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入和其，测定温度下体系达平衡时的（为体系初始压强，，P为体系平衡压强），结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为___________，判断依据为_________________________________。
M点的转化率为___________，温度下用分压表示的平衡常数___________。
③下图曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是___________（填序号）。
（2）1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
以上各反应的速率方程均可表示为，其中分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（分别对应反应①~⑤）。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。
已知该温度下，。
①时，，且内，反应进行到时，___________。
②时，，若产物T的含量可忽略不计，则此时___________后，随T的含量增加，___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
11．[2024年山东高考真题]水煤气是的主要来源，研究对体系制的影响，涉及主要反应如下：
回答列问题：
（1）的焓变_______（用代数式表示）。
（2）压力p下，体系达平衡后，图示温度范围内已完全反应，在温度时完全分解。气相中，和摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为_______（填化学式）。系如图所示，则a线对应物种为_______（填化学式）。当温度高于时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。
（3）压力p下、温度为时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应的平衡常数_______；此时气体总物质的量为，则的物质的量为_______；若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，分压将_______（填“增大”“减小”或“不变”），将_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
12．[2024届·云南楚雄州·二模]2023年9月23日第19届亚运会在我国杭州正式开幕。开幕式主火炬首次使用了零碳甲醇燃料，充分体现了杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。已知一定条件下，催化加氢生产甲醇，发生如下反应：
反应；
反应ii：。
（1）反应体系中存在反应，则___________。
（2）将和通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件（温度或压强）时，的体积分数变化趋势如图甲所示：
①平衡时，Q点的体积分数为，则的转化率为__________。（计算结果保留三位有效数字）。
（2）x轴上b点的数值比a点__________（填“大”或“小”）。
（3）在不同压强下，按照进行投料，在容器中发生上述三个反应，平衡时，和在含碳产物和中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图乙所示：
①压强由大到小的顺序为_________。
②曲线_________（填“m”或“n”）代表在含碳产物中的物质的量分数。
③在，压强为时，反应ⅱ的浓度平衡常数_______（填含的表达式）。
（4）光催化制甲醇技术也是研究热点。如图丙铜基纳米光催化材料还原的机理为：光照时，低能价带失去电子并产生空穴（，具有强氧化性）。
①光催化原理与电解原理类似，写出高能导带的电极反应式：_______。
②太阳光激发下，在导带和价带中除了产生电子和空穴外，还会生成_______（填写微粒名称）参与的还原再生。
13．[2024届·内蒙古包头·二模]通过不同方式转化为高附加值化学品有利于实现“双碳目标”，其中加氢转化为二甲醚（）是常见的一种方式，其反应过程如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题：
（1）加氢制反应的热化学方程式为_________。
（2）进料比时，不同压强下平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①四条曲线对应压强、、和由大到小的顺序为_________，判断依据是_________。
②压强为时，平衡转化率随温度升高先减小后增大，原因是_________。
（3）上图中，当反应温度高于350℃时几条曲线重合，说明此时的转化率不受压强影响，原因是_________。
（4）反应Ⅱ和反应Ⅲ的平衡常数（）随温度变化关系如图2所示，表示反应Ⅱ的曲线为_________（填“a”或“b”）。恒温恒压条件下，向体系中通入和，达到平衡时转化率为50％，为0.07ml，该条件下生成的CO可以忽略不计，则的物质的量为_________ml，加氢制的反应用摩尔分数表示的平衡常数_________（列出计算式）。（已知反应的，物质ⅰ的摩尔分数）
14．[2024届·河北邯郸·模拟考试]二氧化碳大量排放导致温室效应，已经引起了人们的密切关注。利用二氧化碳合成优质高效的清洁能源甲烷作为有效利用碳源解决温室效应的方法之一具有长远的战略意义。其主要反应为：
主反应：
副反应：
(1)已知同条件下甲烷的燃烧热约是氢气的3.1倍，，的燃烧热约为__________。
(2)积碳会使催化剂的活性降低，从而影响甲烷的选择性，各积碳反应的平衡常数与温度关系如右表所示：
①
②
③
由右表中数据可知，积碳反应主要由反应____________引起（填①、②或③），该反应的__________0（填“ > ”或“ < ”）。
(3)将原料气按置于密闭容器中进行该反应，测得平衡转化率与压强、温度的关系如图甲所示，x、y、z、w大小关系为___________，在压强为z MPa时，700~800℃范围内，随温度升高，的平衡转化率逐渐增大，其原因是___________。
甲 乙
(4)对于主反应，反应速率与浓度之间存在如下关系：。、为速率常数，只受温度影响，k和温度的关系为(Ea为活化能，R、A为常数)。乙图中两条直线分别表示和与的关系，表示的是________(填“a”或“b”)，温度为时，该反应的平衡常数K=__________。
(5)也可转化为CO，该反应为，在某温度、100kPa下，向反应器中充入1 ml气态发生反应，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氮气作为稀释气。
15．[2024年全国高考真题]甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯（）的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
（1）已知如下热化学方程式：
计算反应的_______。
（2）与反应生成，部分会进一步溴化。将和.通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图（假设反应后的含碳物质只有、和）。
（i）图中的曲线是_________（填“a”或“b”）。
（ii）时，的转化_________，_________。
（iii）时，反应的平衡常数_________。
（3）少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量随时间的变化关系见下图。
（i）在之间，有和无时的生成速率之比_________。
（ii）从图中找出提高了选择性的证据：_________。
（ⅲ）研究表明，参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析提高选择性的原因：__________________。
参考答案
1．答案：Ⅰ．（1）II；反应I为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，乙烯的产率下降或温度升高，催化剂活性下降，速率变小，乙烯产量下降或温度升高，发生其他副反应，乙烯产量下降；66.7%
Ⅱ．（2）①丙烯；小于；②H；③D；④0.0625（或）
解析：
2．答案：（1）+205.5
（2）；
（3）a；温度低于873K时，随温度升高，反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度；温度高于1400K时，只发生反应Ⅰ或高于1400K时，反应Ⅱ和反应Ⅲ的速率相等
（4）20；1.98
解析：（1）根据盖斯定律可知，反应Ⅲ=Ⅰ-Ⅱ，则；
（2）根据C原子守恒可知平衡时为ml，根据O原子守恒可知平衡时为，此时的浓度为；根据H原子守恒可知平衡时为，反应Ⅱ的平衡常数；
（3）①由图可知曲线a的转化率大于曲线b的转化率，温度低于873K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大，说明水蒸气的生成量大于消耗量，对比反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，可知的消耗量大于，则的转化率大于，所以曲线a表示的转化率随温度变化曲线。
②由以上分析可知温度低于873K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度；由图可知温度高于1400K时，水蒸气的流出量几乎为0，可能的原因是只发生反应Ⅰ或高于1400K时，反应Ⅱ和反应Ⅲ的速率相等
（4）结合反应可知，则该时刻；该时刻，则，，根据速率之比等于化学计量数之比。
3．答案：（1）①.；②.低温
（2）微米CaO的表面积比纳米CaO的小，吸收略少，导致的体积分数略小
（3）或
（4）温度高于210℃后，温度升高使平衡向逆反应方向移动的影响大于分子筛膜分离出使平衡向正反应方向移动的影响，产率下降
（5）或14.8
（6）①.；②.1.5
解析：
4．答案：（1）吸；587.02；该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅
（2）甲；；0.1952；；逆反应方向
解析：（1）由题给热化学方程式：①，；②，；则根据盖斯定律可知，①+②，可得热化学方程式，，则制备56gSi，即2mlSi，需要吸收热量为；该反应为吸热反应，升高温度，反应正向移动，有利于制备硅。
（2）①由转化率图像可知，0-50min，经方式甲处理后反应速率最快；经方式丙处理后，50min时的转化率为4.2%，反应的的物质的量为0.1ml×4.2%=0.0042ml，根据化学化学计量数可得反应生成的的物质的量为，平均反应速率；②反应达到平衡时，的转化率为14.6%，列出三段式为：
当反应达平衡时，的浓度为，平衡常数的计算式为；③增大容器体积，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即反应平衡向逆反应方向移动。
5．答案：（1）
（2）c；降低分压有利于反应i平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率；在反应釜Ⅱ的温度下发生分解；反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少
（3）40
（4）
解析：（1）根据盖斯定律，总反应（g）可以由反应i+反应ii+反应iii得到，故；
（2）①根据总反应，设进料混合气中，出料气中含量很少，则生成（g）、（g）物质的量约为1ml，生成（g）的物质的量约为2ml，故出料气中（g）物质的量共约3ml，故出料气中物质的量之比约为1:3:2，故曲线c表示的曲线；②反应釜Ⅰ中发生反应i是气体体积增大的反应，故加入降低分压有利于反应i平衡正向移动且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低从而提高产率；③丙烯酰胺（）的分解温度约为160°C至170°C，出料中没有检测到的原因是在反应釜Ⅱ的温度下发生分解；④反应11h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少；
（3）0.72g水的物质的量为0.04ml，故，分解的反应式为，故分解的平衡常数，解得，故为保证不分解，的分压应不低于40kPa；
（4）是有机化合物，与水不溶，水中不电离，以为原料在Sn做的阴极得电子制得，故阴极的电极反应式为。
6．答案：（1）C
（2）A
（3）随着投料比增大，的水解转化率降低
（4）；70%
（5）
解析：（1）反应，，由可知，任意温度下，该反应均能自发进行，故答案选C；
（2）A.升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快，A符合题意；
B.加入少量异丙胺，的量减少，化学反应速率降低，B不符合题意；
C.加入少量固体硼酸，的量减少，化学反应速率降低，C不符合题意；
D.增大体系压强，忽略体积变化，则气体浓度不变，化学反应速率不变，D不符合题意；
答案选A。
（3）随着投料比增大，的水解转化率降低，因此生成氢气的速率不断减小。
（4）根据题干信息，该燃料电池中为负极，为正极，熔融碳酸盐为电解质溶液，故正极的电极反应式为：，该条件下，0.49L的物质的量为，工作时，失去电子：，所带电荷量为：，工作电荷量为：3.2×14×60=2688C，则该电池将化学能转化为电能的转化率为：；
（5）结合题干信息，要使得氢原子利用率为100%，可由（2×反应3）-（2×反应Ⅱ+反应Ⅰ）得，。
7．答案：（1）MgO和Pd
（2）①. 反应相同的时间，370℃时，以为催化剂时，反应已经达到平衡，升高温度平衡左移；以为催化剂时，反应速率较慢，反应未达到平衡，升高温度反应速率加快，反应相同时间转化率增大②. ③. 370℃④. 温度为，进气量为
（3）①. 低温②. D、E③. 290℃、或360℃、
解析：（1）由图可知，总反应为二氧化碳和氢气生成甲烷和水，从初始物二氧化碳、氢气的反应历程可知，氧化镁、Pd参与反应又生成，则氧化镁、Pd为催化剂；
（2）Ⅰ.升高温度反应速率加快，由图可知，反应相同的时间，370℃时，以为催化剂时，反应已经达到平衡，升高温度平衡左移；以为催化剂时，反应速率较慢，反应未达到平衡，升高温度反应速率加快，反应相同时间转化率增大，因此，随着温度的升高，以为催化剂，的转化率一直增大，而以为催化剂，的转化率先增大后减小。在相同条件下，以为催化剂时，反应速率快，因此，制备乙烷的催化剂最好选用。370℃时，二氧化碳的转化率最大，且乙烷的选择性也较高，因此，催化剂的适宜温度为370℃。
Ⅱ.进气量×二氧化碳的转化率×乙烷的选择性越大，乙烷的产量越高，条件越好，因此，制备乙烷选用的最佳条件是温度为、进气量为。
（3）①方法一：对于反应，增大压强，平衡正移，乙烷的物质的量分数增大，a曲线表示290℃乙烷物质的量分数与压强的关系；则曲线表示下乙烷物质的量分数与温度的关系，由可知，温度越高，乙烷的物质的量分数越低，因此正向放热，结合该反应熵减小，由可知该反应低温自发。
方法二：（2）Ⅰ已知“与发生放热反应可转化为甲烷或乙烷”，可知正向放热，结合该反应熵减小，由可知该反应低温自发。
②结合①分析，D、E均表示290℃、，因此，A、B、C、D、E中，处于相同状态下的两个点是、。
③达到平衡时的物质的量分数为0.12时，乙烷的物质的量分数为，因此反应条件是290℃、或360℃、。
8．答案：（1）C、H、Fe；
（2）；多孔可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的，含量大于2%时，α-Fe表面积减小，反应速率减小，产生减少
（3）受热分解，导致产率下降；可以与形成氢键；HDO
解析：（1）①反应器I中参与反应的物质有CO、、，产物有，发生反应、化合价发生改变的元素有C、H、Fe。②CO、各1ml参与上述反应，各生成mlFe，共生成mlFe，mlFe在反应器Ⅱ中发生反应，列比例计算，共生成ml。
（2）①根据题给反应物及生成物书写即可。②多孔可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的，含量大于2%时，α-Fe表面积减小，反应速率减小，这也会导致产生的减少。
（3）①受热易分解，导致产率下降。②氨基中的H原子连在电负性较大的N原子上，中的H原子连在电负性较大的O原子上，二者之间可以形成氢键③总反应为，用代替，若生成HDO，则可确认反应过程中的加氢方式。
9．答案：（1）；浸出初期，较大，铁的浸出率较大，约5min后，溶液酸性减弱，水解生成进入滤渣
（2）随水层pH增大，的浓度减小，的化学平衡向正反应方向移动，的化学平衡逆向移动，该平衡逆向移动引起浓度的增大，进一步促进萃取平衡向萃取方向移动，导致的浓度增大，因此，有机层中Fe元素含量迅速增多；2:1
（3）；2:1
解析：（1）①钕铁硼在空气中焙烧后得到的、均可溶于盐酸，得到含有和的溶液。由图中信息可知，Nd的浸出率逐渐增大，而Fe的浸出率先增大后逐渐减小，说明随着Nd的浸出率增大，稀盐酸中的的浓度逐渐减小，逐渐增大导致水解生成沉淀，因此，含铁滤渣的主要成分为。②由①中分析可知，浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是：浸出初期，溶解，Fe的浸出率增大，约5min随着Nd的浸出率增大，稀盐酸中的的浓度逐渐减小，逐渐增大导致水解生成进入滤渣，Fe的浸出率又减小。
（2）①减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动，因此，其他条件不变，水层初始pH在0.2~0.8范围内，随水层pH增大，的浓度减小，的化学平衡向正反应方向移动，又的浓度减小使平衡逆向移动，引起浓度的增大，进一步促进平衡向萃取方向移动，导致的浓度增大，因此，有机层中Fe元素含量迅速增多。②由铁酸铋晶胞结构示意图可知，晶胞中体内有4个Fe原子，面上有8个Fe原子，根据均摊法可知，Fe原子的数目为；原子全部在晶胞的面上，共有，因此，其中原子数目比2:1。
（3）①向溶液中加入溶液，和相互促进对方水解生成沉淀和，该反应的离子方程式为。②的物质的量为，其在氮气氛围中焙烧后，金属元素的质量和化合价均保持不变，因此，=；时剩余固体的质量为7.60，固体减少的质量为，由于碱式盐在受热分解时易变为正盐，氢氧化物分解得到氧化物和，碳酸盐分解得到氧化物和，因此，可以推测固体变为时失去的质量是生成和的质量；根据H元素守恒可知，固体分解时生成的质量为，则生成的质量为-=，则生成的物质的量为，由C元素守恒可知，分解后剩余的的物质的量为4×10-5ml-=，因此可以确定该产物中的比值为。
10．答案：（1）①；②；该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从到平衡时增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低；；0.03；③D
（2）①5.54；②0.033；增大
解析：（1）①根据反应热与活化能的关系为正反应活化能-逆反应活化能可知，该反应的。
②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，即越大。从到增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由到逐渐降低，即。由题图甲中M点可知，进料比为，平衡时，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出“三段式”。
可计算得。
③由题图甲中M点可知，进料比为2时，，结合“三段式”，以及时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，也为，曲线D上存在。
（2）①根据化学反应速率的计算公式时，时，。
②已知，又由题给反应速率方程推知，，则，即后。后，D和G转化为T的速率比为，G消耗得更快，则增大。
11．答案：（1）
（2）；当温度高于，已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以的摩尔分数减小
（3）；0.5；不变；增大
解析：（1）已知三个反应：Ⅰ.、Ⅱ.、Ⅲ.，设目标反应为Ⅳ，根据盖斯定律，Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，所以。
（2）图示温度范围内已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到T1，温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，依据反应Ⅱ，量减小，摩尔分数减小，量升高，摩尔分数，且二者摩尔分数变化斜率相同，所以a曲线代表的摩尔分数的变化，则c曲线代表的摩尔分数随温度的变化，开始到T1，的摩尔分数升高，说明在这段温度范围内，反应Ⅲ占主导，当温度高于T1，已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以的摩尔分数减小。
（3）①压力p下、温度为时，、、和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H2O(g)的摩尔分数为：，则反应的平衡常数；②设起始状态，反应Ⅰ进行完全。
则依据三段式：
根据平衡时、、和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则有、、，解出，，则，而由于平衡时，则y=4，y=，则。③若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，反应的=，温度不变，不变，则分压不变，但体系中增加了，反应Ⅱ逆向移动，所以增大。
12．答案：（1）
（2）；大
（3）；；
（4）；氢离子
13．答案：（1）
（2）；反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应，压强增大，平衡不发生移动，反应Ⅰ是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，的转化率变大，说明平衡正向移动，压强不断增大；温度较低时，平衡转化率主要取决于反应Ⅰ，温度较高时，平衡转化率主要取决于反应Ⅱ
（3）温度高于350℃时总反应以反应Ⅱ为主
（4）b；0.215；
解析：（1）由盖斯定律可知，反应Ⅰ×2+反应Ⅲ可得。
（2）①反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应，压强增大，平衡不发生移动，反应Ⅰ是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，的转化率变大，说明平衡正向移动，压强不断增大，因此压强由大到小的顺序是；
②压强为时，平衡转化率为反应Ⅰ和反应Ⅰ的平衡转化率之和，反应Ⅰ为放热反应，随温度升高平衡转化率降低，反应Ⅰ为吸热反应，随着温度升高，的平衡转化率先减小后增大，原因是：温度较低时，平衡转化率主要取决于反应Ⅰ，温度较高时，平衡转化率主要取决于反应Ⅰ。
（3）反应Ⅰ是气体体积不变的吸热反应，当反应温度高于350℃时几条曲线重合，说明此时的转化率不受压强影响，且温度升高，的平衡转化率增大，原因是：温度高于350℃时总反应以反应Ⅱ为主。
（4）反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K值增大，lnK增大，则表示反应Ⅱ的曲线为b。根据已知条件列出“三段式”：
达到平衡时转化率为50％，则x=0.5ml，为0.07ml，则0.5-2y=0.07，y=0.215ml，则的物质的量为0.215ml，加氢制的反应方程式为：，用摩尔分数表示的平衡常数。
14．答案： (1)883.5
(2)① ; >
(3)；升高温度，主反应逆向移动程度小于副反应正向移动程度
(4)a；1
(5)5
15．答案：（1）-67
（2）a；80%；7.8；10.92
（3）（或3：2）；5s以后有催化的的含量逐渐降低，有催化的的含量陡然上升；的投入消耗了部分，使得消耗的发生反应生成了
解析：（1）将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式的。
（2）（i）根据方程式①，升高温度，反应向吸热反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动，（g）的含量增多，（g）的含量减少，故的曲线为a；（ii）560℃时反应达平衡，剩余的（g）的物质的量为1.6mml，其转化率α=×100%=80%；若只发生一步反应，则生成6.4mml，但此时剩余的物质的量为5.0mml，说明还有1.4mml发生反应生成，则此时生成的HBr的物质的量n=6.4+1.4=7.8mml；（iii）平衡时，反应中各组分的物质的量分别为=7.8mml，故该反应的平衡常数K===10.92。
（3）（i）11~19s时，有的生成速率，无的生成速率。生成速率比==；（ii）从图中可以看出，大约4.5s以后有催化的的含量逐渐降低，有催化的的含量陡然上升，因此，可以利用此变化判断提高了的选择性；（iii）根据反应机理，的投入消耗了部分，同时也消耗了部分HBr，使得消耗的发生反应生成了，提高了的选择性。温度
800
21.60
0.136
0.133
850
33.94
0.058
0.067
900
51.38
0.027
0.036