专题15化学反应原理综合——三年（2020-2022）高考真题化学分项汇编（新高考专用）（原卷版）_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_专项复习

专题 15 化学反应原理综合 H S 1．（2022·浙江卷）主要成分为 2 的工业废气的回收利用有重要意义。 H S SO H S (1)回收单质硫。将三分之一的 2 燃烧，产生的 2与其余 2 混合后反应： 3 2H 2 S(g)+SO 2 (g)    8 S 8 (s)+2H 2 O(g)。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为 cH S=2.010-5mol-1L-1 cSO =5.010-5molL-1 cH O=4.010-3molL-1 2 、 2 、 2 ，计算该温度下的平衡常数 K=_______。 H S H H S CH (2)热解 2 制 2。根据文献，将 2 和 4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 2H S(g) 2H (g)+S (g) ΔH =170kJmol-1 2 2 2 1 Ⅱ CH 4 (g)+S 2 (g)    CS 2 (g)+2H 2 (g) ΔH 2 =64kJmol-1 总反应： Ⅲ 2H 2 S(g)+CH 4 (g)    CS 2 (g)+4H 2 (g) VH S:VCH =2:1 N H CS 投料按体积之比 2 4 ，并用 2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得 2和 2 体积分数如下表： 温度/℃ 950 1000 1050 1100 1150 H /V(%) 0.5 1.5 3.6 5.5 8.5 2 CS /V(%) 0.0 0.0 0.1 0.4 1.8 2 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_______。N A．其他条件不变时，用Ar替代 2作稀释气体，对实验结果几乎无影响 H S B．其他条件不变时，温度越高， 2 的转化率越高 H S S-H CH C-H C．由实验数据推出 2 中的 键强于 4中的 键 N H D．恒温恒压下，增加 2的体积分数， 2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 1000℃ ，常压下，保持通入的 H 2 S 体积分数不变，提高投料比   VH 2 S:VCH 4   ， H 2 S 的转化率不变， 原因是_______。 950℃~1150℃ S (g) ⑤在 范围内(其他条件不变)， 2 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_______。 2．（2022·广东卷）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。 (1)催化剂 可由 加热分解制备，反应同时生成无污染气体。 ①完成化学方程式： _______ _______。 ② 催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图， 过程的焓变为_______(列式表示)。③ 可用于 的催化氧化。设计从 出发经过3步反应制备 的路线_______(用“→”表示含 氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。 (2) 溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡： (ⅰ) (ⅱ) ①下列有关 溶液的说法正确的有_______。 A．加入少量硫酸，溶液的pH不变 B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加 C．加入少量 溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动 D．加入少量 固体，平衡时 与 的比值保持不变 ②25℃时， 溶液中 随pH的变化关系如图。当 时，设 、 与 的平衡浓度分别为x、y、 ，则x、y、z之间的关系式为_______ ；计算溶液 中 的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长( )有关；在一定波长范围内，最大A对 应的波长( )取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度 之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、 不同的 稀溶液，测得其A随 的 变化曲线如图，波长 、 和 中，与 的 最接近的是_______；溶液 从a变到b的过程中， 的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 3．（2022·湖南卷）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_______。 1．（2021·山东卷）2−甲氧基−2−甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与 烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应： 反应Ⅰ： +CH OH H 3 1 △反应Ⅱ： +CH OH H 3 2 △ 反应Ⅲ： △H 3 回答下列问题： （1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数K 与温度T变化关系如图所示。据图判断，A和B x 中相对稳定的是__(用系统命名法命名)； 的数值范围是___(填标号)。 A．<−1 B．−1～0 C．0～1 D．>1 （2）为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入 1.0molTAME，控制温度为 353K，测得 TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数K =9.0，则平衡体系中B的物质的量为___mol，反应Ⅰ x3 的平衡常数K =___。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__(填 x1 “正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A与CHOH物质的量浓度之比c(A)：c(CHOH)=___。 3 3 （3）为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CHOH。控制温 3 度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为__(填“X”或“Y”)； t=100s时，反应Ⅲ的正反应速率v __逆反应速率v (填“＞”“＜”或“=)。 正 逆2．（2021·浙江卷）含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答： （1）实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量 ： 。判断该反应的自发性并说 明理由_______。 （2）已知 。 时，在一恒容密闭反应器中充 入一定量的 和 ，当反应达到平衡后测得 、 和 的浓度分别为 、 和 。 ①该温度下反应的平衡常数为_______。 ②平衡时 的转化率为_______。 （3）工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。 ①下列说法正确的是_______。 A．须采用高温高压的反应条件使 氧化为 B．进入接触室之前的气流无需净化处理 C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和 的转化率 D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收 以提高吸收速率 ②接触室结构如图1所示，其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是_______。A． B． C． D． E. F. G. ③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反 应 的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线 示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)_______。 （4）一定条件下，在 溶液体系中，检测得到pH−时间振荡曲线如图4，同时观察 到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其 中的2个离子方程式。Ⅰ. Ⅱ.①_______； Ⅲ. ； Ⅳ.②_______。 3．（2021·广东卷）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH 与CO 重整是CO 利用 4 2 2 的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： a)CH(g)+CO (g) 2CO(g)+2H(g) ∆H 4 2 2 1 b)CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) ∆H 2 2 2 2 c)CH(g) C(s)+2H(g) ∆H 4 2 3 d)2CO(g) CO(g)+C(s) ∆H 2 4 e)CO(g)+H(g) HO(g)+C(s) ∆H 2 2 5 （1）根据盖斯定律，反应a的∆H=_______(写出一个代数式即可)。 1 （2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。 A．增大CO 与CH 的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 2 4 B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C．加入反应a的催化剂，可提高CH 的平衡转化率 4 D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小 （3）一定条件下，CH 分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步的 4 正反应活化能最大。（4）设K 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体 的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p （p=100kPa）。反应a、c、e的ln K 随 （温度的倒数） 0 0 的变化如图所示。 ①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。 ②反应c的相对压力平衡常数表达式为K =_______。 ③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO):n(CH)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反 2 4 应，体系达到平衡时H 的分压为40kPa。计算CH 的平衡转化率，写出计算过程_______。 2 4 （5）CO 用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_______。 2 4．（2021·河北卷）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）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热 数据如表： 物质 H(g) C(石墨，s) C H(l) 2 6 6 燃烧热 H(kJ•mol−1) −285.8 −393.5 −3267.5 △（1）则25℃时H(g)和C(石墨，s)生成C H(l)的热化学方程式为________。 2 6 6 （2）雨水中含有来自大气的CO，溶于水中的CO 进一步和水反应，发生电离： 2 2 ①CO(g)=CO (aq) 2 2 ②CO(aq)+H O(l)=H+(aq)+HCO (aq) 2 2 25℃时，反应②的平衡常数为K 。 2 溶液中CO 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ymol•L−1•kPa−1，当 2 大气压强为pkPa，大气中CO(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为________mol•L−1(写出表达式， 2 考虑水的电离，忽略HCO 的电离) （3）105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO )固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO (s) 3 3 MCO(s)+HO(g)+CO(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。 2 3 2 2 保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO(g)，再加入足量MHCO (s)，欲使平衡时体系中水蒸 2 3 气的分压小于5kPa，CO(g)的初始压强应大于________kPa。 2 （4）我国科学家研究Li—CO 电池，取得了重大科研成果，回答下列问题： 2 ①Li—CO 电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO 在___(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明， 2 2 该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO 电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出 2 步骤Ⅲ的离子方程式。 Ⅰ.2CO +2e−=C O Ⅱ.C O =CO +CO 2 2 2 2 Ⅲ.__________ Ⅳ.CO +2Li+=Li CO 2 3 ②研究表明，在电解质水溶液中，CO 气体可被电化学还原。 2 Ⅰ.CO 在碱性介质中电还原为正丙醇(CHCHCHOH)的电极反应方程式为_________。 2 3 2 2 Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO 电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H 的反应 2 2 可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO 电还原为CO从易到难的顺序为_______(用a、b、c字母 2 排序)。5．（2021·湖南卷）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种 方法由氨气得到氢气。 方法I：氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键 键能 946 436.0 390.8 一定温度下，利用催化剂将 分解为 和 。回答下列问题： （1）反应 _______ ； （2）已知该反应的 ，在下列哪些温度下反应能自发进行？_______(填标号) A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃ （3）某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将 通入3L的密闭 容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。①若保持容器体积不变， 时反应达到平衡，用 的浓度变化表示 时间内的反应速率 _______ (用含 的代数式表示) ② 时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后 分压变化趋势的曲线是 _______(用图中a、b、c、d表示)，理由是_______； ③在该温度下，反应的标准平衡常数 _______。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应 ， ，其中 ， 、 、 、 为 各组分的平衡分压)。 方法Ⅱ：氨电解法制氢气 利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。（4）电解过程中 的移动方向为_______(填“从左往右”或“从右往左”)； （5）阳极的电极反应式为_______。 KOH溶液KOH溶液 6．（2021·浙江卷）“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品， 氯气是实验室和工业上的常 用气体。请回答： （1）电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是______。 （2）下列说法不正确的是______。 A．可采用碱石灰干燥氯气 B．可通过排饱和食盐水法收集氯气 C．常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中 D．工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸 （3）在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为： Cl(g) Cl(aq) K =c(Cl)/p 2 2 1 2 Cl 2 (a⇌q) + H 2 O(l) H+ (aq)+Cl− (aq) + HClO(aq) K 2 其中p为Cl 2 (g)的⇌平衡压强，c(Cl 2 )为Cl 2 在水溶液中的平衡浓度。 ①Cl(g) Cl(aq)的焓变ΔH______0。(填”>”、“=”或“<”) 2 2 1 ②平衡常⇌数K 2 的表达式为K 2 =______。 ③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则c=______。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽 略HClO的电离) （4）工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO)为原料生产TiCl ，相应的化学方程 2 4 式为； I.TiO (s)+2Cl (g) TiCl (g)+O(g) ΔH=181 mol·L−1，K=−3.4×10−29 2 2 4 2 I I II.2C(s)+O 2 (g) 2⇌CO(g) ΔH II = − 221 mol·L−1，K II =1.2×1048 结合数据说明⇌氯化过程中加碳的理由______ 。（5）在一定温度下，以I 为催化剂，氯苯和Cl 在CS 中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯， 2 2 2 两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 mol·L−1，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二 氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是 ______。 A．适当提高反应温度 B．改变催化剂 C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度 7．（2021·北京·高考真题）某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原 性的变化规律。 (1)浓盐酸与MnO 混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO 2 2。 ①反应的离子方程式是_______。 ②电极反应式： i.还原反应：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O 2 2 ii.氧化反应：_______。 ③根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO 的原因。 2 i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高，MnO 氧化性减弱。 2 ii.随c(Cl-)降低，_______。 ④补充实验证实了③中的分析。 实验操作 试剂 产物 I 较浓HSO 有氯气 2 4 II a 有氯气 III a+b 无氯气 a是_______，b是_______。 (2)利用c(H+)浓度对MnO 氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能 2 与MnO 反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是_______，从原子结构角度说明理由______________。 2 (3)根据(1)中结论推测：酸性条件下，加入某种化合物可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO 。经实验 2 证实了推测，该化合物是_______。 (4)Ag分别与1mol·L1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：_______。 (5)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。8．（2021·北京·高考真题）某小组实验验证“Ag++Fe2+ Fe3++Ag↓”为可逆反应并测定其平衡常数。 (1)实验验证 实验I：将0.0100 mol/L Ag SO 溶液与0.0400 mo/L FeSO 溶液(pH=1)等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液 2 4 4 呈黄色。 实验II：向少量Ag粉中加入0.0100 mol/L Fe (SO ) 溶液(pH=1)，固体完全溶解。 2 4 3 ①取I中沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为Ag。现象是_______。 ②II中溶液选用Fe (SO )，不选用Fe(NO ) 的原因是_______。 2 4 3 3 3 综合上述实验，证实“Ag++Fe2+ Fe3++Ag↓”为可逆反应。 ③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象_______。 (2)测定平衡常数 实验Ⅲ：一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取v mL上层清液，用c mol/L KSCN标准溶液滴 1 定Ag+，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v mL。 1 资料：Ag++SCN- AgSCN↓（白色） K=1012 Fe3++SCN- FeSCN2+（红色） K=102.3 ①滴定过程中Fe3+的作用是_______。 ②测得平衡常数K=_______。 (3)思考问题 ①取实验I的浊液测定c(Ag+)，会使所测K值_______(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。 ②不用实验II中清液测定K的原因是_______。9．（2021·北京·高考真题）环氧乙烷( ， 简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。 (1)①阳极室产生Cl 后发生的反应有：_______、CH=CH +HClO→HOCH CHCl。 2 2 2 2 2 ②结合电极反应式说明生成溶液a的原理_______。 (2)一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。 电解效率η和选择性S的定义： η(B)= ×100% S(B)= ×100% ①若η(EO)=100%，则溶液b的溶质为_______。 ②当乙烯完全消耗时，测得η(EO)≈70%，S(EO)≈97%，推测η(EO)≈70%的原因： I.阳极有HO放电 2 II.阳极有乙烯放电 III.阳极室流出液中含有Cl 和HClO 2…… i.检验电解产物，推测I不成立。需要检验的物质是_______。 ii.假设没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO，η(CO )≈_______%。经检验阳极放电产物没有CO 2 2 2。 iii.实验证实推测III成立，所用试剂及现象是_______。 可选试剂：AgNO 溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液。 3 10．（2021·天津·高考真题）铁单质及其化合物的 应用非常广泛。 (1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________。 (2)用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数 为___________。每个晶胞B中含Fe原子数为___________。 (3)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应 的热化学方程式___________。从能量角度分析，铁触媒的作用是___________。 (4)Fe3+可与HO、SCN-、F-等配体形成配位数为6的配离子，如 、 、 。某 2 同学按如下步骤完成实验：① 为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，其原因是___________，为了能观察到溶液Ⅰ中 的浅紫色，可采取的方法是___________。 ②已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡： ； ，向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可 逆反应，其离子方程式为___________，平衡常数为___________(用K 和K 表示)。 1 2 11．（2021·天津·高 考真题）CS 是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S )与CH 为原料制备CS，S 受热分解成气态 2 8 4 2 8 S，发生反应 ，回答下列问题： 2 (1)CH 的电子式为___________，CS 分子的立体构型为___________。 4 2 (2)某温度下，若S 完全分解成气态S。在恒温密闭容器中，S 与CH 物质的量比为2∶1时开始反应。 8 2 2 4 ①当CS 的体积分数为10%时，CH 的转化率为___________。 2 4 ②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是___________(填序号)。 a．气体密度b．气体总压c．CH 与S 体积比d．CS 的体积分数 4 2 2 (3)一定条件下，CH 与S 反应中CH 的平衡转化率、S 分解产生S 的体积分数随温度的变化曲线如图所示。 4 2 4 8 2 据图分析，生成CS 的反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的 2 条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是___________。(4)用燃煤废气(含N、O、SO 、CO、HO、NO 等)使尾气中的HS转化为单后硫S，可实现废物利用， 2 2 2 2 2 x 2 保护环境，写出其中一个反应的化学方程式___________。 12．（2021·辽宁·高考真题）苯催化加氢制备环己烷是 化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应： Ⅰ.主反应： (g)+3H 2 (g) (g) ∆H 1 <0 Ⅱ.副反应： (g)  (g) ∆H 2 >0 回答下列问题： (1)已知：Ⅲ.Ⅳ.2 (g)+15O 2 (g)12CO 2 (g)+6H 2 O(l) ∆H 4 Ⅴ. (g)+9O(g)=6CO (g)+6HO(l) ∆H 2 2 2 5 则 _______(用 、 和 表示)。 (2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。 A．适当升温B．适当降温 C．适当加压 D．适当减压 (3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在 的基础上适当增大 用量，其目的 是_______。 (4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时，才能发生反应，机理如图。当 中混有微量 或 等杂质时，会导致反应Ⅰ的产率降低，推测其可能原因为_______。 (5)催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合孤电子对，下图中可作为酸性 中心的原子的标号是_______(填“①”“②”或“③”)。 (6)恒压反应器中，按照 投料，发生Ⅰ、Ⅱ反应，总压为 ，平衡时苯的转化率为α， 环己烷的分压为p，则反应1的 _______(列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 13．（2021·海南·高考真题）碳及 其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25℃， 时： ① 葡萄糖 完全燃烧生成 和 ，放出 热量。 ② 。 回答问题： (1)25℃时， 与 经光合作用生成葡萄糖 和 的热化学方程式为 ___________。 (2)25℃， 时，气态分子断开 化学键的焓变称为键焓。已知 、 键的键焓分别为 、 ， 分子中碳氧键的键焓为___________ 。 (3)溶于水的 只有部分转化为 ，大部分以水合 的形式存在，水合 可用 表 示。已知25℃时， 的平衡常数 ，正反应的速率可表示为，逆反应的速率可表示为 ，则 ___________(用含 的代数式表 示)。 (4)25℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应： ，其平衡常数 ___________。[已知 ， ] (5)溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡 的角度说明其原因___________。 14．（2021·湖北·高考真题）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(直接脱氢)：C H(g)=C H(g)+H(g) H=+125kJ·mol-1 3 8 3 6 2 1 △ 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C H(g)+ O(g)=C H(g)+HO(g) H=-118kJ·mol-1 3 8 2 3 6 2 2 △ (1)已知键能：E(C—H)=416kJ·mol-1，E(H—H)=436kJ·mol-1，由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为 ___kJ。 (2)对于反应Ⅰ，总压恒定为100kPa，在密闭容器中通入C H 和N 的混合气体(N 不参与反应)，从平衡移 3 8 2 2 动的角度判断，达到平衡后“通入N”的作用是___。在温度为T 时，C H 的平衡转化率与通入气体中 2 1 3 8 C H 的物质的量分数的关系如图a所示，计算T 时反应Ⅰ的平衡常数K=__kPa(以分压表示，分压=总压× 3 8 1 p物质的量分数，保留一位小数)。 (3)在温度为T 时，通入气体分压比为p(C H)：p(O )：p(N )=10：5：85的混合气体，各组分气体的分压 2 3 8 2 2 随时间的变化关系如图b所示。0～1.2s生成C H 的平均速率为__kPa·s-1；；在反应一段时间后，C H 和 3 6 3 8 O 的消耗速率比小于2∶1的原因为___。 2 (4)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C H)：p(O )：p(N )=2：13：85的混合气体，已知某反应条件 3 8 2 2 下只发生如下反应(k，k′为速率常数)： 反应Ⅱ：2C H(g)+O(g)=2C H(g)+2HO(g) k 3 8 2 3 6 2 反应Ⅲ：2C H(g)+9O(g)=6CO (g)+6HO(g) k′ 3 6 2 2 2 实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C H)=kp(C H)-k′p(C H)，可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为__， 3 6 3 8 3 6 其理由是___。 15 ．（2021·江苏·高考真题）甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。 (1)500℃时，CH 与HO重整主要发生下列反应： 4 2 CH(g)+HO(g) CO(g)+3H(g) 4 2 2CO(g)+HO(g) H(g)+CO (g) 2 2 2 已知CaO(s)+CO (g)=CaCO (s) ΔH=-178.8kJ·mol-1。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是___。 2 3 (2)CH 与CO 重整的主要反应的热化学方程式为 4 2 反应I：CH(g)+CO (g)=2CO(g)+2H(g) ΔH=246.5kJ·mol-1 4 2 2 反应II：H(g)+CO (g)=CO(g)+HO(g) ΔH=41.2kJ·mol-1 2 2 2 反应III：2CO(g)=CO(g)+C(s) ΔH=-172.5kJ·mol-1 2 ①在CH 与CO 重整体系中通入适量HO(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH(g)+CO (g)+2HO(g)=4CO(g) 4 2 2 4 2 2 +8H (g)的ΔH=___。 2 ②1.01×105Pa下，将n (CO)：n (CH)=1：1的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中CH 起始 2 起始 4 4 和CO 的平衡转化率如图1所示。800℃下CO 平衡转化率远大于600℃下CO 平衡转化率，其原因是___。 2 2 2 (3)利用铜—铈氧化物(xCuO·yCeO ，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H 中少量CO，催化氧化过程中Cu、 2 2 Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将n(CO)：n(O )：n(H )：n(N )=1：1：49：49的混合气体 2 2 2 以一定流速通过装有xCuO·yCeO 催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。 2 ①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，图2所示机理的步骤(i)中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为___。 ②当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是___。 1．[2020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 2 3 2 H 生成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 2 3 化如图−1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 2 反应的离子方程式为_______________。 （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 2 2 示。①HCOOD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 _______________。 2．[2020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。回答下 2 2 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）图1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 2 3 催化剂置于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 可以在一定条件下合成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， 2 2 CHOH的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为 。 3 （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 2 2 膜时甲醇的产率随温度的变化如图2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根据图2，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 。 3．[2020浙江7月选考]研究 氧化 制 对资源综合利用有重要意义。 相关的主要化学反应有： Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 已知： 时，相关物质的相对能量（如图1）。 可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的 （ 随温度变化可忽略）。例如： 。 请回答： （1）①根据相关物质的相对能量计算 _____ 。 ②下列描述正确的是_____A．升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大 B．加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动 C．反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成 D．恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动 ③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下： ，且第二步速率较慢（反应活化能为 ）。根据 相关物质的相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量−反应过程图”，起点从 的能量 ，开始（如图2）。 （2）① 和 按物质的量1:1投料，在 和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X对“ 氧化 制 ”的影响，所得实验数据如下表： 催化剂 转化率 转化率 产率 催化剂X 19.0 37.6 3.3 结合具体反应分析，在催化剂X作用下， 氧化 的主要产物是______，判断依据是 _______。 ②采用选择性膜技术（可选择性地让某气体通过而离开体系）可提高 的选择性（生成的物质的量与消耗 的物质的量之比）。在 ，乙烷平衡转化率为 ，保持温度和其 他实验条件不变，采用选择性膜技术，乙烷转化率可提高到 。结合具体反应说明乙烷转化 率增大的原因是_____。 4．[2020年山东新高考]探究CHOH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CHOH的产率。以CO 、 3 3 2 H 为原料合成CHOH涉及的主要反应如下： 2 3 Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： （1） 。 （2）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO 和3 mol H 发生上述反应，达到 2 2 平衡时，容器中CHOH(g)为ɑ mol,CO为b mol，此时HO(g)的浓度为 mol﹒L−1（用含a、b、 3 2 V的代数式表示，下同），反应Ⅲ的平衡常数为 。 （3）不同压强下，按照n（CO ）：n（H ）=1：3投料，实验测定CO 的平衡转化率和CHOH的平 2 2 2 3 衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO 的平衡转化率= 2 CHOH的平衡产率= 3 其中纵坐标表示CO 平衡转化率的是图 （填“甲”或“乙”）；压强p、p、p 由大到小 2 1 2 3的顺序为 ；图乙中T 温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 1 （4）为同时提高CO 的平衡转化率和CHOH的平衡产率，应选择的反应条件为 （填标 2 3 号）。 A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压