2025年高考化学常考点必杀题（新高考通用）题型11　反应原理综合题（25题）-高考化学常考点必杀题（新高考通用）含解析答案

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题型11 反应原理综合题(25题)
1．乙醇是一种清洁的替代能源，催化加氢制备乙醇技术是当前的研究热点。
(1)催化加氢制备乙醇的反应为。
①若要计算上述反应的，须查阅的两个数据是的燃烧热和 。
②某金属有机骨架负载的铜基催化剂上，加氢生成的部分反应机理如图所示。
过程中两个均参与反应，画出的结构式（注明电荷） 。
(2)乙酸甲酯催化加氢制备乙醇主要涉及如下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在其他条件不变时，将的混合气体以一定流速通入装有铜基催化剂的反应管，测得转化率、选择性选择性]随温度的变化如图所示。
①铜基催化剂须含合适物质的量之比的与的晶胞如图所示（立方体），晶体的密度可表示为 （用含的代数式表示，表示阿伏加德罗常数的值）。
②下均有，其原因是 。
③范围内，转化率随温度升高而迅速增大的主要原因是 。
④温度高于时，催化剂的催化活性下降，其原因可能是 。
2．硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸的关键工序是的催化氧化： 。回答下列问题：
(1)该反应在有无催化剂下的部分反应历程如图所示：
的 （填“>”“”或“”“”“”或“Cl。下列说法正确的是 (填序号)。
a．反应i中NaClO做氧化剂
b．适当提高反应i温度，可显著提高相同时间内的产量
c．采用3.0MPa压强可以增大的溶解度，提高反应ii中的利用率
(3)采用Raschig法制得肼后，可采用分步蒸馏的方法将其从反应混合液中分离出来。
①水合肼(，常温为液态)中与间存在氢键，用“X-H…Y”表示与间存在的氢键： 。
②蒸馏过程中首先馏出的物质是 (填序号)。
a． b． c．NaCl
(4)产品中肼含量的测定方法如下。
取0.50g产品加20mL水稀释，滴入2滴淀粉溶液，用溶液滴定3次，平均每次消耗溶液20.00mL。已知：
①样品中肼(以计)的质量分数为 。
②若滴定过程中操作过于缓慢，则测定结果 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
(5)肼除做火箭推进剂外还可用于燃料电池中。某种碱性肼-空气燃料电池(电解质为KOH溶液)具有高效、无污染的特点，装置如右图所示。
①负极的电极反应式是 。
②电池工作一段时间后正极区KOH溶液pH基本保持不变，结合电极反应式解释原因 。
18．烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟将烟气中的深度氧化为，并进一步将转化获得含氮产品，流程示意图如下。
深度氧化器中发生的反应：
i．
ii．
iii．
(1)被深度氧化，补全热化学方程式：

(2)一定条件下，不同温度时，的浓度随时间的变化如图所示。
① (填“>”或“”、“”、“”“ =
(2) a
(3) 0.1MPa 常压下的平衡转化率已经很高，增大压强时，转化率提升不明显，但对材料的强度和设备制造的要求均提高
(4)0.8
【详解】（1）历程Ⅱ中的能量比的低，则是吸热反应，其；历程Ⅰ中的焓变为，历程Ⅱ中的焓变为，催化剂不改变焓变，则；
（2）①从图中可以看出相同温度下，标号为a的催化剂下，的转化率最高，催化性能最佳，故答案为a；
②设晶胞中钾原子个数为N，由晶胞的质量公式可得：，解得N=；
（3）常压下的平衡转化率已经很高，增大压强时，转化率提升不明显，但对材料的强度和设备制造的要求均提高，所以实际生产中采用的压强为0.1MPa；
（4）由平衡时正逆反应速率相等可得：，整理可得：=K，1L的恒容密闭容器中反应达到平衡时，O2的物质的量为0.2ml，由方程式可知，平衡时SO2、SO3的物质的量为0.6ml-(0.3-0.2)ml×2=0.4ml、(0.3-0.2)ml×2=0.2ml，则SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4ml⋅L−1、0.2ml⋅L−1、0.2ml⋅L−1，故==0.8。
3．(1) 低温自发
(2)BD
(3)增大
(4) 553 随着温度升高，反应I平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动且幅度更大
【详解】（1）根据盖斯定律：反应Ⅲ=反应I-反应Ⅱ，；该反应、，根据，在低温时可自发进行；
（2）A．根据反应可知，增大H2的浓度，平衡正向移动，有利于提高CO2的转化率，A正确；
B．升高温度，反应Ⅱ和反应I的速率均加快，B错误；
C．选用合适的催化剂可以降低反应活化能，增大反应速率，从而提高甲醇在单位时间内的产量，C正确；
D．体系平衡后，反应i是体积减小的反应，若压缩体积，反应i向着体积减小的方向及正向移动，反应ii是等体积反应，由于加压反应i的H2O含量增大，平衡逆向移动，D错误；
选BD。
（3）平衡时，，即k正c(CO2)c(H2)-k逆c(CO)c(H2O)=0，K==，反应Ⅱ为吸热反应，升温平衡正向移动，平衡常数增大，即k正与k逆之比增大，则k正-k逆增大；
（4）①根据图示数据，甲醇的选择性与二氧化碳的转化率乘积最大时甲醇的产量最高，经计算，温度为553K达平衡时，甲醇选择性最低，二氧化碳转化率最大，甲醇产量最高；随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加，但甲醇的选择率降低，可能的原因：随着温度升高，反应I平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动且幅度更大，所以CO2的平衡转化率增加，但甲醇的选择率降低；
②反应初始，513K平衡转化率为15％，根据甲醇选择率可知，生成甲醇物质的量：，生成一氧化碳物质的量：，，，即此时、、、、；平衡体系压强为p0MPa，平衡时气体总物质的量：3.76ml，各气体分压：、、、，。
4．(1)相同条件下，和相比，与的吸附量均很小，这说明DLU-1具有较好的吸附选择性
(2) CD <
(3)
(4)
【详解】（1）由图可知，相同条件下，和相比，与的吸附量均很小，这说明DLU-1具有较好的吸附选择性；
（2）①A．假设初始时充入的CO2和H2均为6ml， CO2初始时的物质的量分数为50%，假设反应生成二甲醚物质的量为aml，则消耗二氧化碳、氢气物质的量依次为2aml、6aml，生成水蒸气物质的量为3aml，二氧化碳的物质的量分数为：，即CO2的物质的量分数不随反应的进行发生变化，当其不变时，不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意；
B．体系中物质均为气态，根据质量守恒定律，反应过程中质量不变，体系为恒容体系，V不变，因此密度不随反应的进行发生变化，当密度不变时，不能说明反应达到平衡状态，B不符合题意；
C．体系中物质均为气态，根据质量守恒定律，反应过程中质量不变，反应是气体分子数减少的反应，随着反应的进行，总物质的量会发生变化，因此容器中混合气体的平均摩尔质量也会随反应的进行发生变化，当容器中混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡状态，C符合题意；
D．体系中只有CO2中含有π键，1mlCO2中含有2mlπ键，断裂1mlπ键即有0.5mlCO2被消耗，体系中只有H2O有O-H键，1ml水中含有2mlO-H键，断裂1.5mlO−H键即有0.75ml水被消耗，此时正逆反应速率相等，D符合题意；
故选CD。
②该反应为放热反应，温度越高，CO2的平衡转化率越低，由图知投料比相同时，T2的二氧化碳平衡转化率更低，即T2温度更高；
③和充入2L的容器中，此时n（H2）∶n（CO2）=3∶1，如图，当投料比为3∶1时，T1温度下，二氧化碳平衡转化率为70%，生成二甲醚的物质的量为：，0~5min内的平均反应速率；
（3）a．①
②
反应①+反应②=反应③其，正反应的活化能为，其逆反应的活化能为：()kJ/ml；
b．初始时加入和，总物质的量为4ml，起始压强为，240℃平衡时，由图可知CO2的平衡转化率为10%，甲醇的选择性为80%
即平衡时，n（CO2）=0.9ml、n（H2）=3ml-0.24ml-0.02ml=2.74ml，n（CH3OH）=0.08ml，n（H2O）=0.08ml+0.02ml=0.1ml， 反应③的；
（4）由图可知二氧化碳得到电子，生成乙烯，其电极反应式为：。
5．(1) +329 >
(2) 放热 低温 B T1 由于该反应放热，所以温度越高反应物转化率越低，所以T1>T2>T3，温度越高反应速率越快，反应速率最快的是T1 3
【详解】（1）根据盖斯定律，反应I+2×反应Ⅱ可得反应的247+2×41=+329，由(正)- (逆)>0，则(正)>(逆)；
（2）①由表可知，温度升高平衡常数减小，且升高温度平衡向吸热方向移动，说明该反应为放热反应，∆Hb。曲线c和b达到相同的平衡状态，只是前者先达到平衡，c反应速率较大，该反应是气体分子数不相等的反应，故c改变条件是加入催化剂，或加入效率更高的催化剂。
②同温同容条件下，压强之比等于物质的量之比。
，，kPa，。
11．(1)CH3CH(OH)CH3(g)=HOCH2CH2CH3(g)△H=+(b-a)kJ/ml
(2)＜
(3)＞
(4)AB
(5) M 60% 变大
【详解】（1）已知反应Ⅰ：
Ⅱ：
根据盖斯定律，将反应Ⅰ-反应Ⅱ，整理可得CH3CH(OH)CH3(g)转化为HOCH2CH2CH3(g)的热化学方程式为：CH3CH(OH)CH3(g)=HOCH2CH2CH3(g)△H=+(b-a)kJ/ml；
（2）反应Ⅲ的气体分子数减小量大于反应Ⅱ气体分子数的减小量，故反应Ⅲ熵值减小的绝对值大于反应Ⅱ的熵值减小值，故熵变关系为：△S(Ⅲ)＜△S(Ⅱ)；
（3）根据图1可知：降低温度，两个反应的化学平衡常数都增大，说明两个反应的正反应都是放热反应，反应Ⅱ斜率大于反应Ⅰ，说明反应Ⅱ平衡正向移动的程度更大，反应放出的热量更多，反应放出热量越多，则反应热越小，所以△H1＞△H2；
（4）A．反应Ⅰ、Ⅱ都是气体分子数减小的反应，反应在绝热恒容容器中发生，若容器内气体的压强不变，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，A符合题意；
B．反应过程中有热量变化，反应在绝热恒容容器中发生，若容器内温度不变，则什么反应达到了平衡状态，B符合题意；
C．反应混合物都是气体，气体的质量不变，反应在恒容容器中发生，气体的体积不变，则无论反应是否达到平衡状态，气体的密度始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意；
D．两个反应中n(CH2=CHCH3)：n(H2O)反应的物质的量的比是1：1，加入的n(CH2=CHCH3)：n(H2O)的比也是1：1，则无论反应是否达到平衡状态，n(CH2=CHCH3)：n(H2O)的比值始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意；
故合理选项是AB；
（5）①根据图1变化趋势看，降低温度，化学平衡常数增大，说明降低温度，化学平衡正向移动，正反应为放热反应，温度对反应Ⅱ影响更大，所以曲线变化程度大的曲线M表示的反应Ⅱ的生成物CH3CH(OH)CH3(g)的分压变化；曲线N表示表示HOCH2CH2CH3(g)分压变化；
②加入的n(CH2=CHCH3)：n(H2O)的比是1：1，n(CH2=CHCH3)：n(H2O)反应时物质的量的比也是1：1，开始时总压强为p0=400 kPa，则p(H2O)开始=p(CH2=CHCH3)开始=200kPa；反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应物与生成物的气体系数比均为2：1，则两个反应生成物总压强为120kPa，所以反应的CH2=CHCH3的压强为120kPa，反应的水的压强为120kPa，平衡时，p(H2O)平衡=p(CH2=CHCH3)平衡=200kPa-120kPa=80kPa，p[CH3CH(OH)CH3]平衡=100 kPa，p[HOCH2CH2CH3]平衡=20 kPa，则CH2=CHCH3的平衡转化率为：；
③根据②计算可知：在T1温度下，反应Ⅱ达到平衡后，p(H2O)平衡=p(CH2=CHCH3)平衡=80kPa，p[CH3CH(OH)CH3]平衡=100 kPa，，则反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=kPa-1；
④若其它条件不变，T1℃的恒容绝热条件改为恒压条件，由于两个反应均为气体体积减小的反应，反应达到平衡后气体压强比开始小。若改为恒压，相当于对恒容反应达到平衡后增大体系压强，增大压强化学平衡正向移动，在反应达到新平衡时，CH3CH(OH)CH3(g)的平衡产率将变大。
12．(1)低温
(2) a 放热 ab c 介于3.92%～7.70%之间均可给分
(3)CO2+6H2O+8e－=CH4+ 8OH－
(4)3.5
【详解】（1）反应 是熵减焓减的反应，若该反应自发进行，则，故反应适宜条件是低温；
（2）①反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，增大，故曲线a代表下的；故曲线b代表在下的，升高温度减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应方向吸热，则该反应为放热反应；
②a．单位时间内断裂2个碳氧双键同时断裂3个氢氧键时正逆反应速率才相等，才说明反应达平衡状态，故a符合；
b．反应在恒容容器中进行且反应物均为气体，密度始终不变，故密度不再改变不能说明反应达平衡，故b符合；
c．反应为气体体积减小的反应，平均相对分子质量为变量，根据“变量不变达平衡”可知，当平均相对分子质量不变时反应达平衡，故c不符合；
d．不变时各组分保持不变，反应达平衡，故d不符合；
答案选ab；
③a．升高温度反应速率加快，平衡逆向移动，减小，故a不符合；
b．分离出水蒸气，反应速率减小，平衡正向移动，增大，故b不符合；
c．温度不变缩小容器体积，相当于增大压强，反应速率增大，平衡正向移动，增大，故c符合；
d．增大的浓度，反应速率增大，平衡正向移动，但减小，故d不符合；
答案选c；
④曲线a代表下的，在250℃，下达平衡后，=0.02，设的转化率为x，根据三段式可得：
，解得x=7.7%；
（3）据文献报道，可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，C由+4价得电子降为-4价转移8电子，故生成甲烷的电极反应式是CO2+6H2O+8e－=CH4+ 8OH－；
（4）常温下，向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中，已知常温下的，，，则此时溶液的3.5。
13．(1)-118
(2)614.7
(3) 恒压时通入稀有气体Ar，体积增大，平衡向气体分子数增加的方向移动，即正向移动，提高的转化率 50 反应速率加快 升高温度有利于反应向吸热方向进行
(4)B
(5)+O2--2e-=+H2O
【详解】（1）根据盖斯定律可知：反应③=反应①+反应②，则；
（2）反应① ，设C=C的键能是x，根据△H=反应物键能之和-生成物的键能之和，可得，解得x=614.7；
（3）①反应①正向气体分子数增加，恒压环境下通入稀有气体Ar，导致容器体积增大，原体系内各物质的分压减小，平衡正向移动，从而提高的平衡转化率；
②由图可知起始时压强为100kPa，平衡时压强为150kPa。设平衡时的消耗量为xml，列三段式得：
根据压强之比等于气体物质的量之比得：，解得：x=0.5；
则平衡时各气体均为0.5ml，总气体为1.5ml，；
丙烯产率在425°C之前随温度升高而增大的原因可能是温度升高，反应速率加快或升高温度有利于反应向吸热方向进行；425°C之后，丙烯产率快速降低的主要原因可能是催化剂失活，反应速率迅速减小或发生副反应，丙烷分解成其他产物。
（4）以C3H8和18O2为原料，初期产物中没有检测到18O，可知V2O5直接氧化吸附的丙烷，吸附的氧气补充V2O5中反应掉的氧，导致初期产物中没有检测到18O，以含有的C3H8和18O2为原料，反应过程中没有检测到C3H8-nDn(0