新高考化学二轮复习分层练习第20练 化学反应原理综合题（2份打包，原卷版+解析版）

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一、考情分析
该题型通常以元素化合物知识为载体，以工业生产为背景，综合考查：化学反应中的能量转化、盖斯定律及其应用、热化学方程式的书写、化学反应速率、化学平衡及其影响因素、原电池、电解池原理及其电极反应式的书写、水溶液中的离子平衡等知识，甚至还融合考查氧化还原反应、离子反应，涉及知识点较多，但各个小题又比较相对独立。题目的综合性强，化学信息较多，设问角度灵活多变，侧重考查考生接受、整合信息的能力、应用化学知识解决实际问题的能力。
二、高频考点及应对策略
1．热化学方程式的书写及反应热计算方法
首先根据要求书写目标热化学方程式的反应物、产物并配平，其次在反应物和生成物的后面的括号内注明其状态，再次将目标热化学方程式与已有的热化学方程式比对(主要是反应物和生成物的位置、化学计量数)，最后根据盖斯定律进行适当运算得出目标热化学方程式的反应热ΔH。
2．反应速率和化学平衡问题的分析思路
(1)熟练“三段式”，准确计算反应速率、转化率和平衡常数。
①明确三种量的意义：一是起始量(物质的量或浓度)，二是变化量，三是平衡量；
②用变化量求反应速率和转化率，用平衡浓度求平衡常数(平衡时生成物浓度化学计量数次幂的乘积与反应物浓度化学计量数次幂的乘积的比值)。
(2)化学平衡状态的比较分析时，要审清两个条件：①恒温恒容；②恒温恒压。
(3)平衡常数的计算
①固体和纯液体的浓度视为常数(不出现在平衡常数表达式中)；
②理解气体分压的意义以及气体压强平衡常数Kp的计算(用分压代表浓度带入平衡常数公式)。
(4)对于可逆反应，温度变化对正、逆反应速率均产生影响，且影响趋势相同，但影响程度不同。
①升温对吸热反应影响较大，对放热反应影响较小，故平衡向吸热反应方向移动；
②降温对吸热反应影响较小，对放热反应影响较大，故平衡向放热反应方向移动。
3．分析图表时应注意的事项
(1)对于图像分析要明确三步：“一看”“二想”“三判断”
①“一看”——看图像。a.看面：弄清纵、横坐标的含义。b.看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。c.看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。d.看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。e.看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。
②“二想”——想规律。看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
③“三判断”——得结论。通过对比分析，作出正确判断。
分析表格数据时，找出数据大小的变化规律。
4.对于电化学类试题，首先判断是原电池还是电解池，然后分析电极类别，书写电极反应式，最后按电极反应式进行相关计算。
电化学中的电极反应式的书写要做到以下几点：
(1)根据题意、装置图分清“原电池”“电解池”或“电镀池”。
(2)定电极：阴极、阳极；正极、负极。
(3)根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式。
①配平(原子守恒、电荷守恒、电子守恒)；
②产物粒子在介质中存在的形式；
③得、失电子要表达准确，得电子写＋ne－，失电子写－ne－。
(4)对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量。
5.对于电解质溶液类试题，要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型，然后进行解答。
(1)在守恒式中要注意系数不能遗漏。
①在列电荷守恒式时，注意离子所带电荷的多少，不要简单地认为只是各离子浓度的相加，如2c(COeq \\al(2－,3))的系数“2”不可漏掉；
②在列物料守恒式时，离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2CO3溶液中的物料守恒式中，“2”表示c(Na＋)是溶液中各种碳元素存在形式的碳原子总浓度的2倍。
(2)在比较溶液中某些离子大小时①不要忽略水的微弱电离，②不能违背电荷守恒和物料守恒，如氨水溶液与盐酸混合液中不能出现c(NHeq \\al(＋,4))＞c(Cl－)＞c(H＋)＞c(OH－)。
1．（2023·河北石家庄·校联考模拟预测）二甲醚是重要的化工原料，采用二氧化碳的有效转化，既是生成二甲醚的简便方法，又是实现“碳中和”的重要途径。
Ⅰ.催化加氢合成二甲醚是一种转化方法，其过程中发生副反应：
①
已知反应：
②
(1)催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为___________，该反应自发进行的条件为___________。
(2)在恒压、和的起始量一定的条件下，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图。其中，
当温度高于300℃，的平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________。若起始投料比为，不考虑其他副反应，则288℃时，反应①的化学平衡常数K=___________()。
Ⅱ.由制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇，再经脱水，主要分为以下步骤。
反应③：
反应④：
(3)在不同的压强下，按照投料比合成甲醇，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图甲或乙所示。
下列说法正确的是___________(填字母)。
A．图甲的纵坐标表示的平衡产率
B．压强：
C．为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择高温、高压的反应条件
D．一定温度、压强下，寻找活性更高的催化剂，是提高的平衡转化率的主要研究方向
(4)压强为4MPa，当的混合气体以一定流速通过装有某种催化剂的反应器。在280℃时，若的平衡转化率为7.00%，甲醇的选择性为95.0%，则甲醇的收率为___________
()。
(5)甲醇脱水若条件控制不当可生成丙烯，反应为，反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图曲线所示，已知Arrhenius经验公式为(其中，为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。该反应的活化能___________。
2．（2023·广东佛山·统考二模）工业利用、催化合成氨实现了人类“向空气中要面包”的梦想。
(1)原料气(含、、CO)中的CO能被催化剂吸附，需经过铜氨液处理除去，反应为： 。
①除去原料气中CO的理由是___________。
②为提高CO吸收率，应选择的条件为___________。
A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压
③中的配体为____________
(2)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的物种用*标注。
①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为___________。合成氨反应：的___________(用图中字母表示)。
②铁催化合成氨时与需吸附在催化剂表面活性位点进行反应，由合成氨反应的速率方程(k为速率常数)可知，越大，反应速率越小。原因是___________。
(3)反应的标准平衡常数可表达为：，其中为标准压强(0.1MPa)，、和分别为各组分的平衡分压(分压=总压×物质的量分数)。若和起始物质的量之比为1∶3，反应在恒温、恒压(10MPa)下进行，平衡时转化率为50%，则___________(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
3．（2023·四川宜宾·统考二模）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−1
②2CH3OH(g)＋ 3O2(g) ＝2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH ＝−1353 kJ∙ml−1
则CO2(g)＋ 3H2(g) ＝ CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH ＝_______ 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_______。
②在220°C和170 °C条件下，该反应速率之比： υ(220°C)： υ(170°C)＝_______。
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_______。
(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[(CH3OH)%＝ ×100%]随着温度变化关系如下图所示。
①分析温度高于236°C时图中曲线下降的原因_______。
②按1 ml CO2(g)、3 ml H2(g)投料反应，计算 244°C时反应生成CH3OH的物质的量为_______ml。 (保留两位有效数字)
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)
4．（2023·四川成都·校联考二模）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。将CO2转化为清洁能源是实现碳中和最直接有效的方法。
方法一：H2还原CO2制取CH4.其反应体系中，主要发生反应的热化学方程式有：
反应I：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=−164.7 kJ∙ml−1
反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ∙ml−1
反应III：2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) ΔH3=−247.1 kJ∙ml−1
(1)利用上述反应计算CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)的ΔH_______，已知ΔG=ΔH−TΔS，忽略ΔH、ΔS随温度的变化，若ΔG＜0反应自发，则该反应一般在_______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)向恒压、密闭容器中通入1mlCO2和4mlH2，平衡时体系内CH4、CO、CO2的物质的量(n)与温度(T)的变化关互系如图所示。
①结合上述反应，解释图中CO2的物质的量随温度的升高先增大后减小的原因：_______；
②一定条件下，经tmin平衡后，n(CO)=0.15ml，n(CO2)=0.25ml，甲烷的选择性(×100%)=_______；
③在实际生产中为了提高化学反应速率和甲烷的选择性，应当_______。
方法二：H2还原CO2制取CH3OH。反应原理为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4
(3)CO2催化加氢制CH3OH的一种反应机理历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”标注，如“*CO2”表示CO2吸附在催化剂表面，图中*H已省略)
该反应历程中决速步反应能垒为_______eV，为避免产生副产物，工艺生产的温度应适当_______(填“升高”或“降低”)。
(4)已知速率方程υ正=k正·c(CO2)·c3(H2)，υ逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)，k正、k逆是速率常数，只受温度(T)影响。如图表示速率常数的对数lgk与温度的倒数之间的关系，则ΔH4_______0(填“＞”“＜”或“=”)。
5．（2023·广东茂名·统考一模）乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷脱氢制乙烯的相关反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(1)反应的_______。
(2)以和的混合气体为起始投料(不参与反应)，保持混合气体总物质的量不变，在恒容的容器中对反应Ⅰ进行研究。下列说法正确的是_______。
A．升高温度，正、逆反应速率同时增大
B．和的物质的量相等时，反应达到平衡状态
C．增加起始投料时的体积分数，单位体积的活化分子数增加
D．增加起始投料时的体积分数，平衡转化率增大
(3)科研人员研究催化剂对乙烷无氧脱氢的影响
①在一定条件下，催化乙烷脱氢转化为乙烯的反应历程如图所示，该历程的各步反应中，生成下列物质速率最慢的是_______。
A． B． C． D．
②用基催化剂研究催化脱氢，该催化剂对键和键的断裂均有高活性，易形成碳单质。一定温度下，基催化剂在短时间内会失活，其失活的原因是_______。
(4)在和催化剂条件下，向体积固定的容器中充入与一定量发生反应(忽略反应Ⅰ和反应Ⅱ外的其它反应)，平衡时和的物质的量分数随起始投料比的变化关系如图所示。
①图中曲线c表示的物质为，表示的曲线为_______(填“a”或“b”)，判断依据是_______。
②当时，平衡时体系压强为P，计算反应Ⅰ的平衡常数_______(写出计算过程，结果保留2位有效数字；对于，，)。
6．（2023·安徽蚌埠·统考模拟预测）为加快实现“双碳”目标，有效应对全球气候变化、构建低碳社会，CO2资源化利用受到越来越多的关注。
I．利用CO2与CH4制备合成气CO、H2的反应历程如下：
第一步：CH4(g)+CO2(g)→C(ads)+2H2(g)+CO2(g) ΔH1=E1kJ·ml-1；
第二步：C(ads)+2H2(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g) ΔH2=E2kJ·ml-1；
说明：ads为吸附型催化剂。
(1)制备合成气总反应的反应热ΔH=___________kJ·ml-1；
(2)一定条件下ads对CO2也有吸附作用。结合下图分析ads吸附CO2的适宜条件是_______。

(3)由甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6+H2.在不同反应物浓度时，该反应的反应速率如下表所示：
①该反应的速率方程为：=___________ml·L-1·min-1[用含c(CH4)的代数式表示]。
②若开始时该反应速率为1ml·L-1·min-1，α表示任一时刻甲烷的转化率，则该反应的速率方程为：=___________ml·L-1·min-1(用含1和α的代数式表示)。
③实验测得甲烷浓度由0.400ml·L-1变化到0.200ml·L-1需9.2min，则甲烷浓度由0.200ml·L-1变化到0.100ml·L-1所需时间___________9.2min。(填“>”、“<”或“=”)
Ⅱ．CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应：
反应1：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)
反应2：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
(4)已知温度为T时，向0.5L恒容密闭容器中充入2mlCO2和6mlH2，一段时间后达到平衡，测得体系中生成2.5mlH2O，压强变为原来的75%，反应1的平衡常数K=___________(用分数表示)，CH4选择性=___________(CH4选择性=，保留三位有效数字)。
7．（2023·湖北·校联考模拟预测）氨气在农业和国防工业都有很重要的作用，历史上诺贝尔奖曾经有三次颁给研究合成氨的科学家。
(1)反应的能量变化如图所示。则N2(g)与H2(g)制备NH3(1)的热化学方程式为_____。

(2)关于合成氨工艺的理解，下列正确的是_____。
A．合成氨工业常采用的反应温度为400～500℃左右，可用勒夏特列原理解释
B．使用更高效的催化剂，可以提高平衡时NH3的量
C．合成氨工业采用10MPa～30MPa，是因常压下N2和H2的转化率不高
D．用铜氨溶液处理原料气中CO杂质的反应为：[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+ ΔH＜0，其适宜的生产条件为低温高压
(3)恒压密闭容器中，起始时n(H2)：n(N2)=3：1，不同温度(T)下平衡混合物中NH3(g)物质的量分数随压强的变化曲线如图所示：
①A点的温度迅速从T1变为T2，则此时浓度商Q_____K(T2)(填“＞”“＜”或“=”)。
②Kp(B)：Kp(A)=_____(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
③合成氨逆反应速率方程为：v(逆)=k(逆)，式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强，平衡发生移动，直至达到新的平衡，v(逆)的变化过程为_____。
(4)电化学法也可合成氨。如图是用低温固体质子导体作为电解质，用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图：

①Pt−C3N4电极反应产生NH3的电极反应式_____。
②实验研究表明，当外加电压超过一定值以后，发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小，分析其可能原因_____。
8．（2023·陕西榆林·统考模拟预测）“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。
已知：H2(g)的燃烧热 ΔH＝ －285.8 kJ·ml−1、CO(g)的燃烧热 ΔH＝－283.0 kJ·ml−1
反应①：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝ －90.8 kJ·ml−1
反应②： H2O(l)＝H2O(g) ΔH2＝ +44.0 kJ·ml−1
反应③：CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH3
(1)ΔH3＝___________ ， 反应③的ΔS___________ (填“>”或“<”)0，反应③在 ___________ (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)恒温条件下，在某恒容密闭容器中；按照n(CO2)：n(H2)＝1：3投料仪发生反应③，起始气体总压强为p0，测得CO2(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到3 min，H2的平均反应速率v(H2)＝___________ml·L−1·min−1；试在图中绘制出CH3OH(g) 的浓度随时间变化的图像___________。
②该反应的平衡常数Kp＝___________ (填含 p0的表达式)。
(3)恒温条件下，在某恒压密闭容器中仅发生反应①，当反应达到平衡后，向平衡体系中通入惰性气体，平衡___________(填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
9．（2023·吉林白山·统考模拟预测）“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。
I.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。
已知：H2(g)的燃烧热 ΔH= 一285.8 kJ·ml-1、CO(g)的燃烧热 ΔH=- 283.0 kJ·ml-1
反应①：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.8 kJ·ml-1
反应②： H2O(l)=H2O(g) ΔH2= +44.0 kJ·ml-1
反应③：CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH3
(1)ΔH3=_______ ， 反应③的ΔS_______ (填“>”或“<”)0，反应③在 _______ (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)恒温条件下，在某恒容密闭容器中；按照n(CO2) ： n(H2) =1：3投料仪发生反应③，起始气体总压强为p0，测得CO2(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到3 min，H2的平均反应速率v(H2)=_______ml·L-1·min-1；试在图中绘制出CH3OH(g) 的浓度随时间变化的图像_______。
②该反应的平衡常数Kp=_______ (填含 p0的表达式)。
(3)恒温条件下，在某恒压密闭容器中仅发生反应①，当反应达到平衡后，
I.降低温度，CO的平衡转化率_______ (填“不变”、“减小”或“增大”)；
II.向平衡体系中通入惰性气体，平衡_______(填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
10．（2023·广东·汕头市澄海中学校联考模拟预测）研发二氧化碳和有机物的利用技术对治理生态环境具有重要意义。
(1)已知：


则催重整反应的_______。
(2)催化重整反应中，测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示：
①判断该反应的_____ 0(填“>”、“<”或“=”)，比较压强的大小：______(填“>”、“<”或“=”) 。
② 在恒容容器中进行该催化重整反应(不考虑其他反应)，下列能说明该反应处于化学平衡状态的是__________(填字母)。
A．的质量分数保持不变 B．容器中与H2的百分含量之比保持不变
C． D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
③X点对应的初始投料比，平衡压强为，温度为950℃，则X点平衡常数_____________________。
(3)反应 的正、逆反应速率可分别表示为、，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅受温度影响。则如图所示的四条斜线中，有两条分别为和pk逆 随T变化斜线，能表示pk正 随T变化关系的是_______(填字母)。

(4)一种以甲醇为原料，利用和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极，制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。
电解过程中阳极电极反应式为____________________________。
11．（2023·江苏·统考二模）脱除沼气中的具有重要意义，脱除有多种方法。
(1)受热分解法。将和混合气导入热解器，反应分两步进行。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
现将硫化氢和甲烷按照2：1体积比投料，并用稀释。在常压和不同温度下，反应相同时间后，、和的体积分数随温度的变化关系如图所示。
① ___________。
②1050℃时，的体积分数为___________。
③在950℃～1150℃范围内，其他条件不变，随着温度的升高，(g)的体积分数先增大而后减小，其原因可能是___________。
(2)光电催化法。某光电催化法脱除的原理如图所示。
①光电催化法脱除的离子方程式为___________。
②与受热分解法相比，光电催化法的优点是___________。
(3)催化重整法。Fe2O3可以用作脱除的催化剂，脱除过程如图所示。
①Fe2O3脱除时需先进行吸附。利用如图乙进行吸附，比如图甲吸附能力强的原因是______。
②脱除一段时间后，催化剂的活性降低，原因是___________。
12．（2023·江西赣州·统考模拟预测）甲烷和乙炔(CH≡CH)在有机合成中有着广泛的用途。回答下列问题：
(1)已知：
①H2(g)+ O2(g) =H2O(g) ΔH1= - 198 kJ·ml-1；
②CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH2= - 283 kJ·ml-1；
③CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-846.3 kJ·ml-1。
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、H2 )的热化学方程式：___________。
(2)用甲烷在高温下气相裂解制取乙炔和氢气，其反应原理为2CH4(g) C2H2(g) +3H2(g) ΔH >0。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图1所示。

①图1中A点温度时的平衡常数Kp=___________(用气体平衡时分压代替浓度计算)。
②T℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入0.4 ml CH4进行上述反应。当反应达到平衡时，测得c(CH4)= c(H2)，则CH4的转化率为___________。 若改变温度至T2℃ ，10 s后反应再次达到平衡，测得c(CH4)= 2c(H2)，则该变化过程中T1___________(填“>”或“ <”)T2。
(3)一定温度下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入2 ml C2H2(乙炔)和2 ml HCl发生反应：HC≡CH(g) + HCl(g) CH2= CHCl(g) ΔH。测得反应物(C2H2或HCl)浓度随时间的变化关系如图2所示。

①M点时，v正___________(填“>”“<”或“=”)v逆。
②15 min时仅改变了一个外界条件，改变的条件可能是___________。
③0~10 min内氯乙烯的平均反应速率v(CH2=CHCl)=___________ml·L-1·min-1.向密闭容器中充入一定量乙炔和氯化氢，发生上述反应，测得乙炔的平衡转化率与温度、S的关系如图3所示。其中S3>S2> S1，则S代表的物理量是___________。

13．（2023·山东临沂·统考二模）丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：

(1)对于反应Ⅰ，在一定温度下，保持压强为100kPa，向密闭容器中通入和Ar的混合气，按为、、投料，测得转化率随时间的变化如下图所示。
①充入Ar的目的是___________。
②0~6s内，曲线___________(填“a”、“b”或“c”)对应的平均反应速率最快。
③曲线a中0~3s内，分压的平均变化率为___________(保留两位有效数字)。
(2)在、()温度下，将和充入恒容的密闭容器中，在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅱ。测得的转化率及体系内压强随时间的变化关系如下图所示(忽略温度对催化剂活性的影响)。

①时，的平衡转化率是___________。
②时，反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数___________。
③___________0(填“>”或“<”)，理由是___________。
(3)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为的混合气体，在一定条件下只发生如下反应(、为速率常数)：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
实验测得丙烯的净生成速率方程为，可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为___________，理由是___________。
14．（2023·江苏南京·统考二模）以还原的选择性催化还原(-SCR)技术广泛应用于烟气(含NO、、等)脱硝。
(1)大量排放造成的环境问题主要有：___________(填一种)。
(2)以Fe-Mn/催化的-SCR反应机理如图所示(字母A～D为中间体的代号)。

①-SCR反应的化学方程式为___________。
②根据元素电负性的变化规律，步骤Ⅰ、Ⅱ的过程可描述为___________。
(3)常压下，将一定比例的、NO、、的混合气体匀速通过装有催化剂的反应管，测得NO的转化率与的选择性[]如图所示。温度高于350℃，选择性下降的原因是______________________。
(4)研究-SCR法尾气中脱除机理的流程如图1所示。其他条件一定时，在不通、通入两种情况下，的脱除率、NO的选择性[]与通气时间的关系如图2所示。
①反应17～19.2h时，脱除率下降，其原因是___________。
②通入后，NO选择性增大，其原因是___________。
15．（2023·北京丰台·统考二模）化学平衡常数在定性分析与定量分析中应用广泛。
(1)一定温度下，在密闭容器中反应：，测得如下数据。
①该温度下，的平衡转化率为___________。
②该温度下，当初始投入浓度为，，时，进行实验，反应进行的方向为___________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
(2)已知：25℃时，、、、的电离平衡常数。
①25℃时，相同物质的量浓度的、、、溶液，由大到小的顺序为___________。
②25℃时，向溶液中加入溶液达到滴定终点，再向溶液中加入溶液，使溶液中，溶液中___________。
③结合电离平衡常数分析与溶液反应的产物___________。
④将足量通入溶液中，迅速反应得到无色溶液和白色沉淀()。放置一段时间，有和生成。先产生白色沉淀，后生成和的可能原因是___________。
16．（2023·全国甲卷·统考高考真题）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
反应③的_______，平衡常数_______(用表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应，结果如下图所示。图中的曲线是_______(填“a”或“b”。、时的转化率为_______(列出算式)。

(3)分别与反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以示例)。

(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。
(ⅲ)与反应，氘代甲醇的产量_______(填“＞”“＜”或“=”)。若与反应，生成的氘代甲醇有_______种。
17．（2023·浙江·高考真题）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：
Ⅱ：
请回答：
(1)有利于提高平衡转化率的条件是___________。
A．低温低压B．低温高压C．高温低压D．高温高压
(2)反应的___________，___________(用表示)。
(3)恒压、时，和按物质的量之比投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。
①下列说法正确的是___________。
A．可循环利用，不可循环利用
B．过程ⅱ，吸收可促使氧化的平衡正移
C．过程ⅱ产生的最终未被吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入，测得一段时间内物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释物质的量上升的原因___________。
(4)还原能力可衡量转化效率，(同一时段内与的物质的量变化量之比)。
①常压下和按物质的量之比投料，某一时段内和的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出间R的变化趋势，并标明时R值___________。
②催化剂X可提高R值，另一时段内转化率、R值随温度变化如下表：
下列说法不正确的是___________
A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B．温度越低，含氢产物中占比越高
C．温度升高，转化率增加，转化率降低，R值减小
D．改变催化剂提高转化率，R值不一定增大
18．（2023·辽宁·统考高考真题）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)如下图所示。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)。

(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+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为_______。
(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)。
(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=-98.9kJ·ml-1
(ⅰ)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)与温度的关系如下图所示，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．可根据不同下的最大速率，选择最佳生产温度
(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下图所示，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)。
19．（2023·全国乙卷·统考高考真题）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在气氛中，的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知_______，_______。
(2)已知下列热化学方程式：
则的_______。
(3)将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时，该反应的平衡总压_______、平衡常数_______。随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应(Ⅱ)，平衡时_______(用表示)。在时，，则_______，_______(列出计算式)。
20．（2023·山东·统考高考真题）一定条件下，水气变换反应的中间产物是。为探究该反应过程，研究水溶液在密封石英管中的分子反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：
(1)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为、，则该条件下水气变换反应的焓变_____(用含的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为：，k为反应速率常数。温度下，电离平衡常数为，当平衡浓度为时，浓度为_____，此时反应Ⅰ应速率_____(用含和k的代数式表示)。
(3)温度下，在密封石英管内完全充满水溶液，使分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。时刻测得的浓度分别为，反应Ⅱ达平衡时，测得的浓度为。体系达平衡后_____(用含y的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为_____。
相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有盐酸，则图示点中，的浓度峰值点可能是_____(填标号)。与不同盐酸相比，达浓度峰值时，浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)，的反应_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
21．（2022·天津·统考高考真题）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。科研人员把铁的配合物(L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：①的吸收氧化；②的再生。反应原理如下：
①
②
回答下列问题：
(1)该工艺的总反应方程式为___________。1ml 发生该反应的热量变化为___________，在总反应中的作用是___________。
(2)研究不同配体与所形成的配合物(A、B、C)对吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中，配成相同物质的量浓度的吸收液，在相同反应条件下，分别向三份吸收液持续通入，测得单位体积吸收液中吸收转化率随时间变化的曲线如图1所示。以由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，结果最好的是___________(填“A”、“B”或“C”)。
(3)的电离方程式为___________。25℃时，溶液中、、在含硫粒子总浓度中所占分数随溶液pH的变化关系如图2，由图2计算，的___________，___________。再生反应在常温下进行，解离出的易与溶液中的形成沉淀。若溶液中的，，为避免有FeS沉淀生成，应控制溶液pH不大于___________(已知25℃时，FeS的为)。
22．（2022·重庆·统考高考真题）反应在工业上有重要应用。
(1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。
①反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。
②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是_____。
(2)该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。
①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是_____。
②某温度下，H2在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是_____。
A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性
B．过程2的△H＞0
C．加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离
D．H原子在Pd膜表面上结合为H2的过程为放热反应
③同温同压下，等物质的量的CO和H2O通入无Pd膜反应器，CO的平衡转化率为75%；若换成Pd膜反应器，CO的平衡转化率为90%，则相同时间内出口a和出口b中H2的质量比为_____。
(3)该反应也可采用电化学方法实现，反应装置如图所示。
①固体电解质采用______(填“氧离子导体”或“质子导体”)。
②阴极的电极反应式为______。
③同温同压下，相同时间内，若进口Ⅰ处n(CO)：n(H2O)=a：b，出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y倍，则CO的转化率为_____(用a，b，y表示)。
23．（2022·江苏·高考真题）氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。
(1)“热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。
①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性溶液，阴极区为盐酸，电解过程中转化为。电解时阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。
②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有_______(填元素符号)。
(2)“热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收制得的溶液反应，生成、和；再经生物柴油副产品转化为Fe。
①实验中发现，在时，密闭容器中溶液与铁粉反应，反应初期有生成并放出，该反应的离子方程式为_______。
②随着反应进行，迅速转化为活性，活性是转化为的催化剂，其可能反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为_______。
③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、的产率随变化如题图所示。的产率随增加而增大的可能原因是_______。
(3)从物质转化与资源综合利用角度分析，“热循环制氢和甲酸”的优点是_______。
24．（2022·浙江·统考高考真题）主要成分为的工业废气的回收利用有重要意义。
(1)回收单质硫。将三分之一的燃烧，产生的与其余混合后反应：。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为、、，计算该温度下的平衡常数_______。
(2)热解制。根据文献，将和的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应：
Ⅰ
Ⅱ
总反应：
Ⅲ
投料按体积之比，并用稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得和体积分数如下表：
请回答：
①反应Ⅲ能自发进行的条件是_______。
②下列说法正确的是_______。
A．其他条件不变时，用Ar替代作稀释气体，对实验结果几乎无影响
B．其他条件不变时，温度越高，的转化率越高
C．由实验数据推出中的键强于中的键
D．恒温恒压下，增加的体积分数，的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图_______。
④在，常压下，保持通入的体积分数不变，提高投料比，的转化率不变，原因是_______。
⑤在范围内(其他条件不变)，的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分析原因_______。
25．（2022·湖南·高考真题）2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：
(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的和，起始压强为时，发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列说法正确的是_______；
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．平衡时的体积分数可能大于
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，的转化率为，CO的物质的量为。此时，整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(2)一种脱除和利用水煤气中方法的示意图如下：
①某温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，则该溶液的_______(该温度下的)；
②再生塔中产生的离子方程式为_______；
③利用电化学原理，将电催化还原为，阴极反应式为_______。
T/°C
170
180
1 90
200
210
220
230
STY/[ml/(ml·h)]
0.10
0.15
0.20
0.25
0.28
0.20
0.15
实验编号
1
2
3
4
c(CH4)/(ml·L-1)
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
/(ml·L-1·min-1)
0.0076
0.0153
0.0227
0.0306
开始浓度
10s
20s
30s
0.50
0.22
0.11
0.11
0.50
0.22
0.11
0.11
0.00
0.56
0.78
0.78
物质
电离平衡常数
温度/℃
480
500
520
550
转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
温度/℃
700
800
830
1000
平衡常数
1.67
1.11
1.00
0.59
温度/
950
1000
1050
1100
1150
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8