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专题 14 化学反应原理综合
2020年高考真题
1．(2020年新课标Ⅰ)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO 的催化氧化：
2
SO (g)+ O(g) SO (g) ΔH=−98 kJ·mol−1。回答下列问题：
2 2 3
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，VO(s)与SO (g)反应生成VOSO(s)和VO(s)的热化学方程式
2 5 2 4 2 4
为：_________。
(2)当SO (g)、O(g)和N(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和
2 2 2
5.0MPa压强下，SO 平衡转化率α 随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=__________，判
2
断的依据是__________。影响α的因素有__________。
(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO (g)、m% O (g)和q% N (g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件
2 2 2
下进行反应。平衡时，若SO 转化率为α，则SO 压强为___________，平衡常数K=___________(以分压
2 3 p
表示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究表明，SO 催化氧化的反应速率方程为：v=k( −1)0.8(1−nα')。式中：k为反应速率常数，随温度t升
2
高而增大；α为SO 平衡转化率，α'为某时刻SO 转化率，n为常数。在α'=0.90时，将一系列温度下的k、
2 2α值代入上述速率方程，得到v~t曲线，如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度t 。tt 后，v逐渐下降。
m m m
原因是__________________________。
2．(2020年新课标Ⅱ)天然气的主要成分为CH，一般还含有C H 等烃类，是重要的燃料和化工原料。
4 2 6
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C H(g)= C H(g)+H(g) ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
2 6 2 4 2
物质 C H(g) C H(g) H(g)
2 6 2 4 2
燃烧热ΔH/( kJ·mol−1) -1560 -1411 -286
①ΔH=_________kJ·mol−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_________、_________。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡
常数K =_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
p
(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH C H+H 。反应在初期阶段的速率方程为：r=k×
4 2 6 2
，其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r，甲烷的转化率为α时的反应速率为r，则r=_____ r。
1 2 2 1
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_________。
A．增加甲烷浓度，r增大 B．增加H 浓度，r增大
2
C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k减小
(3)CH 和CO 都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示：
4 2①阴极上的反应式为_________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH 和CO 体积比为_________。
4 2
3．(2020年新课标Ⅲ)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 的热点研究领域。回答下列问题：
2
(1)CO 催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比 n(C H)∶n(H O)=__________。当反应达到
2 2 4 2
平衡时，若增大压强，则n(C H)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
2 4
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO)∶n(H )=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分
2 2
的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C H 、CO 变化的曲线分别是______、______。CO 催化加氢合成C H 反应的ΔH______0(填
2 4 2 2 2 4
“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数K =_________(MPa)−3(列出计算式。以分压表
p
示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C H、C H、C H 等低碳烃。一定温度和压强条
3 6 3 8 4 8
件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。
4．(2020年天津卷)利用太阳能光解水，制备的H 用于还原CO 合成有机物，可实现资源的再利用。回答
2 2
下列问题：
Ⅰ.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中，光照时可在其表面得到产物
(1)下图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为___________。(2)若将该催化剂置于NaSO 溶液中，产物之一为 ，另一产物为__________。若将该催化剂置于
2 3
AgNO 溶液中，产物之一为O，写出生成另一产物的离子反应式__________。
3 2
Ⅱ.用H 还原CO 可以在一定条下合成CHOH(不考虑副反应)：
2 2 3
(3)某温度下，恒容密闭容器中，CO 和H 的起始浓度分别为 a mol‧L-1和3 a mol‧L-1，反应平衡时，CHOH
2 2 3
的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为___________。
(4)恒压下，CO 和H 的起始物质的量比为1:3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时
2 2
甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出HO。
2
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为____________。
②P点甲醇产率高于T点的原因为___________。
③根据上图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为___________°C。
Ⅲ.调节溶液pH可实现工业废气CO 的捕获和释放
2
(5) 的空间构型为__________。已知25℃碳酸电离常数为K 、K ，当溶液pH=12时，
a1 a2
=1：_______：__________。
5．(2020年江苏卷)CO/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。
2(1)CO 催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO 溶液(CO 与KOH溶液反应制得)中通入H 生成
2 3 2 2
HCOO-，其离子方程式为__________；其他条件不变，HCO -转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图-1
3
所示。反应温度在40℃~80℃范围内，HCO -催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是_____________。
3
(2) HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的
半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为_____________；放电过程中需补充的物质A为_________(填化学式)。
②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O 的反应，将化学能转化为电能，其反应
2
的离子方程式为_______________。
(3) HCOOH催化释氢。在催化剂作用下， HCOOH分解生成CO 和H 可能的反应机理如图-3所示。
2 2①HCOOD催化释氢反应除生成CO 外，还生成__________(填化学式)。
2
②研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是
_______________。
6．(2020年江苏卷)吸收工厂烟气中的SO ，能有效减少SO 对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气
2 2
中SO 后经O 催化氧化，可得到硫酸盐。
2 2
已知：室温下，ZnSO 微溶于水，Zn(HSO ) 易溶于水；溶液中HSO 、HSO -、SO 2-的物质的量分数随pH
3 3 2 2 3 3 3
的分布如图-1所示。
(1)氨水吸收SO 。向氨水中通入少量SO ，主要反应的离子方程式为___________；当通入SO 至溶液
2 2 2
pH=6时，溶液中浓度最大的阴离子是_____________(填化学式)。
(2)ZnO水悬浊液吸收SO 。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO ，在开始吸收的40mim内，SO 吸收率、
2 2 2
溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图-2)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是
____________(填化学式)；SO 吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为_______________。
2
(3)O 催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO 得到溶液的pH在4.5~6.5范围内，pH越低SO 生成速率
2 2
越大，其主要原因是__________；随着氧化的进行，溶液的pH将__________(填“增大”、“减小”或
“不变”)。2020届高考模拟试题
7．(2020届广东省深圳市高三第一次调研)大气环境中 的减量化排放受到国内外广泛关注。利用碳还原
NO的反应为： 。回答下列问题：(1)该反应在常温下可以自发进行，
则反应的 ________0(填“ ”“ ”或“ ”)，有利于提高NO平衡转化率的条件是________(任写一
条)。
(2)以上反应可分为如下四步反应历程，写出其中第三步的反应：
第一步：
第二步：
第三步：________
第四步：
(3)对比研究活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、 、 ，
通入 使其浓度达到 。不同温度下，测得第2小时NO去除率如图所示：
①据图分析，490℃以下，三种情况下反应的活化能最小的是________(用a、b、c表示)； 、
去除NO效果比C更好，其依据是________(写一条)。②上述实验中，490℃时，若测得 对NO的去除率为60%，则可能采取的措施是________。
A．及时分离出 B．压缩体积
C．恒容下，向体系中通入氮气 D．寻找更好的催化剂
③490℃时的反应速率 ________ ，该温度下此反应的平衡常数为121，则反应达平
衡时NO的去除率为________(保留二位有效数字)。
8．(2020届安徽省江淮十校联考)氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防
止空气污染。回答下列问题：(1)汽车尾气中常含有碳烟、CO、NO等有害物质，尾气中含有碳烟的主要原
因为___。
(2)已知在298K和101kPa条件下，有如下反应：
反应①：C(s)+O(g)=CO (g) ΔH =-393.5kJ·mol-1
2 2 1
反应②：N(g)+O(g)=2NO(g) ΔH =+180.5kJ·mol-1
2 2 2
若反应 CO
2
(g)+ N
2
(g)⇌ C(s)+NO(g)的活化能为akJ·mol-1，则反应C(s)+2NO(g)⇌CO
2
(g)+N
2
(g)的活
化能为___kJ·mol-1。
(3)在常压下，已知反应2CO(g)+2NO(g)⇌N
2
(g)+2CO
2
(g)
ΔH(298K)=-113.0kJ·mol-1，ΔS(298K)=-145.3J/(mol·K)，据此可判断该反应在常温下___(填“能”或“不
能”)自发进行。
(4)向容积为2L的真空密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g)⇌N
2
(g)+CO
2
(g)，NO和
N 的物质的量变化如表所示，在T℃、T℃分别到达平衡时容器的总压强分别为pkPa、pkPa。
2 1 2 1 2
T℃ T℃
1 2
物质的量/mol
0 5min 10min 15min 20min 25min 30min
NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40
N 0 0.42 0.60 0.60 0.75 0.80 0.80
2
①0~10min内，以NO表示的该反应速率v(NO)=___kPa·min-1。
②第15min后，温度调整到T，数据变化如表所示，则p___p(填“>”、“<”或“=”)。
2 1 2
③若30min时，保持T 不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol，再次达平衡时NO的体积百分
2
含量为___。
(5)为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)+2CO(g)+⇌N
2
(g)+2CO
2
(g)的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示：
①在催化剂乙作用下，图中M点对应的速率(对应温度400℃)v ___v (填“>”、“<”或“=”)，其理由为
正 逆
___。
②温度高于400℃，NO转化率降低的原因可能是___。
9．(2020届广东省佛山市质检)CoS 催化CO烟气脱硫具有广阔的工业化前景。回答下列问题：(1)已知：
2
CoS(s) +CO(g) CoS(s) +COS(g) ∆H
2 1
2COS(g) +SO (g) 3S(s) +2CO (g) ∆H
2 2 2
S(s) +CoS(S) CoS (s) △H
2 3
则2CO(g)+ SO(g) 2CO(g)+S(s) ∆H =____。 (用∆H、 ∆H、∆H 表示)
2 2 4 1 2 3
(2)在恒温、恒压的容器中模拟回收硫，加入SO 起始量均为1mol，测得CO 的平衡体积分数随CO和SO
2 2 2
的投料比变化如图1：
①当投料比为2时，t min 时测得SO 转化率为50%，则用S的生成速率表示的反应速率
2
v=______g·min-1。
②当投料比为3时，CO 的平衡体积分数对应的点是______________。
2
(3)向体积均为1L的恒温、恒客密团容器通入2 mol CO和| mol SO 。反应体系总压强随时间的变化如图
22：
①相对于I，II改变的外界条件是____________________。
②SO 的平衡转化率为______，平衡常数Kp =________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
2
(4)利用电解法处理SO 尾气可制备保险粉 (Na SO).电解装置如图，则a____ b (填“>” “=”或“<”)，生成
2 2 2 4
SO2-的电极反应式为____________________。
2 4
10．(2020届广东省汕头市高三一模)“绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质
及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。 (1)CO 还原 NO 的反应为 2CO(g)+
2NO(g)⇌2CO
2
(g)+ N
2
(g) ∆H= -746kJ•mol-1。部分化学键的键能数据如下表(CO 以 C≡O 键构成)：
化学键 C≡O N≡N C＝O
E/(kJ·mol-1) 1076 945 745
①由以上数据可求得 NO 的键能为________________kJ·mol-1。
②写出两条有利于提高 NO 平衡转化率的措施______________。
(2)一定条件下，向某恒容密闭容器中充入 x mol CO
2
和 y mol H
2
，发生的反应CO
2
(g)+3H
2
(g) ⇌CH
3
OH(g)
+H O(g) ΔH= −50 kJ•mol−1。
2
①图中能表示该反应的平衡常数 K 与温度 T 之间的变化关系曲线为____________ (填“a”或“b”)，其判
断依据是________ 。
②若 x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下 H 的转化率如图所示，则在该时间段内， 恰好达到化学
2平衡时，此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为________。
(3)在有氧条件下，新型催化剂 M 能催化 NH 与 NOx 反应生成 N。
3 2
①NH 与 NO 生成 N 的反应中，当生成 28g N 时，转移的电子数为_______________mol(结果保留三
3 2 2 2
位有效数字)。
②将一定比例的 O、NH 和 NO 的混合气体，匀速通入装有催化剂 M 的反应器中反应(装置如图)。
2 3 x
反应相同时间 NO 的去除率随反应温度的变化曲线如图所示：
x
在 50～250 ℃范围内随着温度的升高，NO 的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是
x
_______________；当反应温度高于 380 ℃时，NO 的去除率迅速下降的原因可能是_________。
x
11．(2020届新疆维吾尔自治区适应性检测)碳热还原法广泛用于合金及材料的制备。回答下列问题
(1)一种制备氮氧化铝的反应原理为23Al O+ 15C+5N =2Al O N+15CO,产物Al O N 中氮的化合价为
2 3 2 23 27 5 23 27 5
_____，该反应中每生成 l mol Al O N 转移的电子数为_______________ 。
23 27 5
(2)真空碳热冶铝法包含很多反应．其中的三个反应如下：
Al O (s) +3C(s)=Al OC(s) +2CO(g) △H
2 3 2 1
2Al OC(s)+3C(s)=Al C (s)+2CO(g) △H
2 4 3 2
2Al O(s) +9C(s)= Al C (s)+6CO(g) △H
2 3 4 3 3①△H=________ ( 用△H、△H 表示)．
3 1 2
②Al C 可与足量盐酸反应制备简单的烃。该反应的化学方程式为____________。
4 3
(3)下列是碳热还原制锰合金的三个反应 ，CO与CO 平衡分压比的自然对数( ) 与温度的关系如
2
图所示(已知Kp 是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数，分压＝总压 × 气体的物质的量分数)。
I. Mn
3
C(s)+4CO
2
(g)⇌ 3MnO(s)+ 5CO(g) Kp(I)
II. Mn(s) +CO
2
(g) ⇌MnO(s) +CO(g) Kp (II)
III. Mn
3
C(s)+CO
2
(g) ⇌3Mn(s) +2CO(g) Kp(III)
①△H>O的 反应是_________ (填“I ”“II” 或“III”)。
②1200K时在 一体积为 2L 的恒容密闭容器中有17.7gMn C( s)和0.4molCO ，只发生反应I，5min后达
3 2
到平衡，此时CO的浓度为0.125mol/L，则0～5 min内 v(CO)=_______。
2
③在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s )并充入一定量的CO(g) .只发生反应
2
II，下列能说明反应II 达到平衡状态的是________ (填标号)。
A．容器的体积不再改变
B．固体的质量不再改变
C．气体的总质量不再改变
④向恒容密闭容器中加入MnC并充入0.l molCO , 若只发生反应III. 则在A点反应达到平衡时，容器的总
3 2
压为akPa, CO 的转化率为______; A点对应温度下的Kp(III) =______。
2
12．(2020届五岳(湖南、河南、江西)高三线上联考)联氨(N H)和次磷酸钠(NaH PO )都具有强还原性.都有
2 4 2 2
着广泛的用途。
(1)已知:①NH(l)+O (g)=N(g)+2HO(g) △H=-621.5 kJ●mol-1
2 4 2 2 2
②NO(l)-=N (g)+2O(g) △H=+204.3 kJ●mol-1
2 4 2 2 2
则火箭燃料的燃烧反应为2NH(l)+N O(l)=3N (g)+4HO(g) △H=_____.
2 4 2 4 2 2
(2)已知反应NH(g)+ 2Cl (g) N(g)+4HCl(g),T°C时,向V L恒容密闭容器中加入2 mol N H(g)和4 mol
2 4 2 2 2 4Cl(g) ,测得Cl 和HCl的浓度随时间的关系如图所示。
2 2
①0~ 10 min内,用N(g)表示的平均反应速率v(N )=_______。
2 2
②M点时,N H 的转化率为______(精确到0.1)%。
2 4
③T °C时,达到平衡后再向该容器中加入1.2 mol NH(g)、0.4 mol Cl (g)、0. 8 mol N (g)、1.2 mol HCl(g) ,
2 4 2 2
此时平衡______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(3)①在惰性气体中,将黄磷(P )与石灰乳和碳酸钠溶液一同加入高速乳化反应器中制得NaH PO ,同时还产生
4 2 2
磷化氢(PH )气体,该反应的化学方程式为________________。
3
②次磷酸(H PO )是一元酸，常温下.1.0 mol●L-1的NaH PO 溶液pH为8,则次磷酸的Ka=___________。
3 2 2 2
③用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸.装置如图2所示。交换膜A属于____(填“阳离子”或“阴离子”)
交换膜,电极N的电极反应式为______,当电路中流过3.8528×105库仑电量时.制得次磷酸的物质的量为_____
(一个电子的电量为 1.6×10- 19库仑,N 数值约为6. 02× 1023)。
A
13．(2020届安徽省皖南八校高三临门一卷)氨催化分解既可防治氨气污染，又能得到氢能源。回答下列问
题：(1)已知：①4NH
3
(g)+3O
2
(g)⇌2N
2
(g)+6H
2
O(g)ΔH
1
=－1266.6kJ·mol-1
②H(g)+ O(g)=HO(1)ΔH =－285.8kJ·mol-1
2 2 2 2
③HO(1)=H O(g)ΔH =+44.0kJ·mol-1
2 2 3
反应①的热力学趋势很大(平衡常数很大)，其原因是________________。NH 分解的热化学方程式为
3
________________。(2)在Co—Al催化剂体系中，压强p 下氨气以一定流速通过反应器，得到不同催化剂下NH 转化率随温度
0 3
变化的关系如图所示。活化能最小的催化剂为________________：升高温度，NH 的平衡转化率增大，其
3
原因是________________；温度一定时，如果增大气体流速，则b点对应的点可能________________(填
“a”“c”“d”“e”或“f”)。
(3)温度为T时，体积为1L的密闭容器中加入0.8molNH 和0.1molH，30min达到平衡时，N 的体积分数为
3 2 2
20%，则T时反应2NH
3
(g)⇌N
2
(g)+3H
2
(g)的平衡常数K=________________mol2·L-2，NH
3
的分解率为
________________，达到平衡后再加入0.8molNH 和0.1molH，NH 的转化率________________(填“增
3 2 3
大”“不变”或“减小”)。
(4)将氨溶解于水也可消除氨气的污染。常温下，向10mL0.1mol·L-1氨水中逐滴加入相同浓度的CHCOOH
3
溶液，在滴加过程中 =________________(填标号)．
A．始终碱小B．始终增大C．先减小后增大D．先增大后减小
14．(2020届河北省名校联盟高三联考)乙醇是一种重要的化工原料和燃料，常见合成乙醇的途径如下：(1)
乙烯气相直接水合法：C H(g)+HO(g)=C HOH(g) ΔH =akJ·mol-1
2 4 2 2 5 1
已知：C H(g)+3O(g)=2CO (g)+2HO(g) ΔH =-1323.0kJ·mol-1
2 4 2 2 2 2
C HOH(g)+3O (g)=2CO (g)+3HO(g) ΔH =-1278.5kJ·mol-1，则a=__。
2 5 2 2 2 3
(2)工业上常采用CO 和H 为原料合成乙醇，某实验小组将CO(g)和H(g)按1：3的比例置于一恒容密闭容
2 2 2 2
器中发生反应：2CO(g)+6H(g) C HOH(g)+3H O(g) ΔH=bkJ·mol-1。在相同的时间内，容器中CO 的
2 2 2 5 2 2
浓度随温度T的变化如图1所示，上述反应的pK(pK=-lgK，K表示反应平衡常数)随温度T的变化如图2所
示。①由图1可知，b=__(填“ ”“ ”或“<”)0。
②在T～T 及T～T 两个温度区间内，容器中CO(g)的浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是___。
1 2 4 5 2
③图1中点1、2、3对应的逆反应速率v、v、v 中最大的是___(填“v”“v”或“v”)；要进一步提高H(g)
1 2 3 1 2 3 2
的转化率，可采取的措施有___(任答一条)。
④图2中当温度为T 时，pK的值对应A点，则B、C、D、E四点中表示错误的是__。
1
⑤乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应：C HOH(g) CHOCH (g)
2 5 3 3
ΔH=+50.7kJ·mol-1，该反应的速率方程可表示为v =k c(C HOH)和v =k c(CHOCH )，k 和k 只与温
正 正 2 5 逆 逆 3 3 正 逆
度有关。该反应的活化能E __(填“ ”“ ”或“<”) E ，已知：T℃时，k =0.006s-1，k =0.002s-1，
a(正) a(逆) 正 逆
该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5mol乙醇和4mol甲醚，此时反应__(填“正向”或“逆向”)进行。
15．(2020届河南省六市高三第二次联合调研)地球上的氮元素对动植物有重要作用，其中氨的合成与应用
是当前的研究热点。人工固氮最主要的方法是Haber—Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400～500℃
和10～30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。
在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)：
化学吸附：N(g)→2N* ；H(g)→2H*；
2 2
表面反应：N*+H* ⇌NH*；NH*+H* ⇌NH
2
*；NH
2
*+H* ⇌NH
3
*；
脱附：NH
3
* ⇌NH
3
(g)
其中，N 的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。
2
请回答：
(1)已知合成氨反应中生成1 mol NH 放出46kJ热量，该反应的热化学方程式为______
3
(2)实际生产中，原料气中N 和H 物质的量之比为1：2.8。分析说明原料气中N 过量的理由________。
2 2 2
(3)关于合成氨工艺的下列理解，正确的是____________。
A．合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B．控制温度远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C．基于NH 有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
3
D．原料中N 由分离空气得到，H 由天然气与水蒸气反应生成，原料气需要经过净化处理，以防止催化剂
2 2中毒和安全事故发生
(4)已知反应： N
2
(g)+ H
2
(g)⇌NH
3
(g)标准平衡常数 ,其中 为标准压强
(1×105Pa)， 、 和 为各组分的平衡分压，如： = ，p为平衡总压， 为平衡系
统中NH 的物质的量分数。
3
若N 和H 起始物质的量之比为1：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，N 的平衡转化率为 ，则
2 2 2
=_________(用含 的最简式表示)。
(5)常温常压下电解法合成氨的原理如图所示：
①阴极生成氨的电极反应式为__________。
②阳极产物只有O，电解时实际生成的NH 的总量远远小于由O 理论计算所得NH 的量，结合电极反应
2 3 2 3
式解释原因：___________________。
16．(2020届四川省成都市第七中三诊模拟)党的十九大报告中多次提及“绿色环保”、“生态文明”，而
CO 的有效利用可以缓解温室效应，解决能源短缺问题。
2
(1)某研究所的科研人员在新型纳米催化剂 Na－Fe O 和 HMCM－22 的表面，以 CO 为碳源，与电解
3 4 2
水产生的 H 催化转化为高附加值的烃类化合物，其过程如图。
2
图中 CO 转化为 CO 的反应为：CO(g) + H(g)=CO(g) + H O(g) ΔH = + 41 kJ•mol-1。已知：2CO(g) +
2 2 2 2 1 2
6H(g)=C H(g) + 4HO(g) ΔH =－128 kJ•mol-1。图中 CO 转化为 C H 的热化学方程式是
2 2 4 2 2 2 4
__________________ 。
(2)甲醇是未来重要的绿色能源之一，在工业中常用 CO、H 合成甲醇，其反应为：CO(g)
2+2H
2
(g)⇌CH
3
OH(g) ΔH
3
< 0
①为了探究浓度对反应速率的影响，200℃ 时在 10 L 恒容密闭容器中进行实验，测得的实验数据如下表
所示：
起始浓度/(mol·L-1)
实验 初始速率/(mol·L-1·min-1)
CO H
2
1 0.25 0.50 0.391
2 0.25 1.00 0.781
3 0.50 0.50 0.780
该反应速率的通式为 v =k cm(CO)•cn(H )(k 是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率通
正 正 2 正
式中 m =_______、n =_____(取正整数)。实验发现，当实验 1 中 c(H) = 0.25 mol•L－1时达到平衡，请计
2
算该反应的平衡常数 K = _____。
②若将一定比例的 CO 和 H 在装有催化剂的反应器中反应 12 小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化
2
活性与温度的关系如图所示。
请判断温度为 470 K 时，图中 P 点 _________(填“是”或“不是”)处于平衡状态，490 K 之后，甲醇
产率随温度升高而减小的可能原因为：_____、 _____。
(3)近年来，有研究人员用 CO 通过电催化生成多种燃料，其工作原理如图所示。
2
①请写出 Cu 电极上产生 CHOH 的电极反应式：_____________。
3②如果Cu 电极上只生成 0.15 mol C H 和 0.30 mol CH OH，则 Pt 电极上产生O 的物质的量为
2 4 3 2
___________mol。
③已知 HCOOH 为一元弱酸，常温下将 0.1 mol•L－1 HCOOH 溶液与 0.1 mol•L－1 NaOH 溶液按体积比 a
: b混和(忽略溶液体积的变化)，混合后溶液恰好显中性，则 HCOOH 的电离常数 K=_____________(用含
a
a、b 的代数式表示)。
17．(2020届广东省高三6月模拟)柴油机车尾气脱 是在全球范围内受关注的热点问题。
(1)柴油机车尾气中的 是空气中的 在高温中燃烧生成的，其生成的反应机理如下：
A 2⇌2A·
A∙+B 2⇌NO+B·
B·+A 2⇌NO+A·
已知 时的键能数据：
化学键 O=O N≡N N=O
键能/kJ·mol-1 498.0 946.0 630.0
①上述机理中 代表的是________(填“ ”或“ ”)，作出该判断的原因是________。
②根据上述 的生成机理，试写出通常状况下 燃烧生成 的热化学方程式：________。
(2)TWC技术是利用燃料不完全燃烧生成的 将尾气中的 还原为无害气体的技术，且 2NO+2CO
2CO+N △H＜0。现将含COa%(体积分数，下同)、NO0.30%的模拟汽车尾气以100mL·min-1的流
2 2
速通过450℃的反应器，出口气体中CO的含量变为b%(气体体积变化忽略不计)，则
v(CO)=________mL·min-1。若将反应器温度降低至350℃，出口气体中CO的含量________b%(填“＞”
“＜”或“=”)
(3)SCR技术是利用 将尾气中的 选择性还原为无害气体的技术。其中 是通过尿素[CO(NH)]
2 2
分解生成的：
Ⅰ.CO(NH
2
)
2
(s)⇌NH
3
(g)+HNCO(g) ∆H
1
Ⅱ.HNCO(g)+H
2
O(g)⇌NH
3
(g)+CO
2
(g) ∆H
2
①一定温度下，往一恒容密闭容器中投入足量的CO(NH) 固体和一定量的水蒸气，发生上述反应。当反应
2 2达到平衡时，测得c(NH )=pmol/L、c(HNCO)=qmol/L，则反应Ⅰ的平衡常数为________(用含p、q的表达
3
式表示，下同)，c(CO)=________mol/L。
2
②我国科学家在研究温度、氧气浓度对尿素水解产物浓度的影响后，得到如下数据：
通过数据对比可以发现在有氧气、1100℃以上时，体系中 浓度接近0μL∙L-1，其可能原因：__
18．(2020届黑龙江省大庆实验中学综合训练)含碳物质的价值型转化，有利于“减碳”和可持续性发展，
有着重要的研究价值。请回答下列问题：
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下：
化学键 H—O C≡O C=O H—H
E/(kJ·mol−1) 463 1075 803 436
CO(g)＋HO(g) CO(g)＋H(g) ΔH=___________kJ·mol−1。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有
2 2 2
_______________(填标号)。
a．增大压强 b．降低温度
c．提高原料气中HO的比例 d．使用高效催化剂
2
(2)用惰性电极电解KHCO 溶液，可将空气中的CO 转化为甲酸根(HCOO−)，然后进一步可以制得重要有机
3 2
化工原料甲酸。CO 发生反应的电极反应式为________________，若电解过程中转移1 mol电子，阳极生
2
成气体的体积(标准状况)为_________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为： (g)＋CO(g) (g)＋CO(g)
2
＋HO(g)，其反应历程如下：
2①由原料到状态Ⅰ____________能量(填“放出”或“吸收”)。
②一定温度下，向恒容密闭容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO ，起始压强为p，平衡时容器内气体总物质
2 0
的量为5 mol，乙苯的转化率为_______，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K=_______。[气
p
体分压(p )=气体总压(p )×气体体积分数]
分 总
③乙苯平衡转化率与p(CO)的关系如下图所示，请解释乙苯平衡转化率随着p(CO)变化而变化的原因
2 2
________________________________________________。
19．(2020届福建省厦门市高三质检)乙烯、环氧乙院是重要的化工原料，用途广泛。回答下列问题：
已知：I.2CH =CH (g)+O(g) 2 (g) △H=-206.6kJ•mo1-1
2 2 2 1
II.CH =CH (g)+3O(g)=2CO (g)+2HO(1) △H
2 2 2 2 2 2
III.2 (g)+5O(g)=4CO (g)+4HO(1) △H
2 2 2 3
(1)反应III：△S(填“>”“<”或“=”)___0。
(2)热值是表示单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量，是燃料质量的一种重要指标。已知乙烯的热值为
50.4kJ•g-1，则△H=___kJ•mol-1
3
(3)实验测得2CH=CH (g)+O(g) 2 (g)中，v =k c2( )，v =k •c2(CH=CH )•c(O )(k 、k 为
2 2 2 逆 逆 正 正 2 2 2 正 逆
速率常数，只与温度有关)。
①反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是________
A．k 、k 均增大，且k 增大的倍数更多
正 逆 正
B．k 、k 匀减小，且k 减小的倍数更少
正 逆 正
C．k 增大、k 减小，平衡正向移动
正 逆
D．k 、k 均减小，且k 减小的倍数更少
正 逆 逆
②若在1L的密闭容器中充入1molCH =CH (g)和1molO (g)，在一定温度下只发生反应I，经过10min反应
2 2 2达到平衡，体系的压强变为原来的0.875倍，则0~10min内v(O )=___， =___。
2
(4)现代制备乙烯常用乙烷氧化裂解法：
C H(g)+ O(g)=C H(g)+HO(g) △H=-110kJ•mol-1，反应中还存在CH、CO、CO 等副产物(副反应均
2 6 2 2 4 2 2 4 2
为放热反应)，图1为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响。
①乙烷的转化率随温度的升高而升高的原因是___；反应的最佳温度为___(填序号)。
A．650℃ B．700℃ C．850℃ D．900℃
［乙烯选择性= ；乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性］
②工业上，保持体系总压恒定为l00kPa的条件下进行该反应，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺混惰性气
体(惰性气体的体积分数为70%)，掺混惰性气体的目的是___。
20．(2020届河南省洛阳市高三第三次统考)戴口罩是防控新型冠状病毒的重要手段，口罩生产的主要原料
聚丙烯由丙烯聚合而来。丙烷脱氢是丙烯工业生产的重要途径，反应的热化学方程式为C H(g)
3 8
C H(g)+H(g) △H＞0。回答下列问题：
3 6 2
(1)从工业生产的角度来看制备丙烯所用的丙烷可以从下面工业气体中获得的是___________。
A.液化石油气 B.炼铁高炉尾气 C.水煤气 D.焦炉气
(2)104Pa、105Pa时由一定量丙烷脱氢制丙烯，反应在不同温度下达到平衡，测得丙烷、丙烯的物质的量分
数变化关系如图示。①104Pa时丙烷及丙烯的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是___________、___________。
②丙烷脱氢制丙烯反应在___________(选“高温”或低温”)时更加容易自发进行。
③起始时充入一定量的丙烷发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数K =___________(用平衡分
P
压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(3)一种丙烷脱氢制丙烯工艺生产中增加了氧化脱氢部分，O 被引入到脱氢反应体系中，这样做的好处是
2
___________。
(4)利用CO 的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。其反应机理如图所示。
2
已知：CO和C H、C H 的燃烧热△H分别为-283.0kJ•mol-1、-2049.0kJ•mol-1、-2217.8kJ•mol-1。
3 6 3 8
①298K时，该工艺总反应的热化学方程式为___________________________。
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是___________。
