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1．乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题：
【乙烷制乙烯】
(1)
氧化脱氢反应：
计算：
(2)
直接脱氢反应为
，
的平衡转化率与温度和压强
的关系如图所示，则
0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平
衡时转化率最接近
的是 (填标号)。
a．
b．
c．
(3)一定温度和压强下、反应i
反应ⅱ
(
远大于
)(
是以平衡物质的量分数代替平
衡浓度计算的平衡常数)
1
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①仅发生反应i 时。
的平衡转化宰为
，计算
。
②同时发生反应i 和ⅱ时。与仅发生反应i 相比，
的平衡产率 (填“增大”
“减小”或“不变”)。
【乙烷和乙烯混合气的分离】
(4)通过
修饰的Y 分子筛的吸附-脱附。可实现
和
混合气的分离。
的
与
分子的
键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分
子筛分离
和
的优点是 。
(5)常温常压下，将
和
等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出
口浓度(c)与进口浓度(
)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是 (填标
号)。
A．前
，两种气体均未被吸附
B．p 点对应的时刻，出口气体的主要成分是
C．a-b 对应的时间段内，吸附的
逐渐被
替代
2
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2．工业上以乙苯为原料制备苯乙烯。主要有以下两种制备方法，T K 时相应的热化学方程
式及其平衡常数如下：
反应Ⅰ：直接脱氢
，
反应Ⅱ：氧化脱氢
，
回答下列问题：
(1)①反应
的平衡常数
(保留3 位有效数字)。
②反应Ⅱ趋势远大于反应Ⅰ，从反应自发性角度分析其原因是 。
(2)已知
，忽略
、
随温度的变化。当
时，反应能自发进行。在
100kPa 下，直接脱氢反应的
和
随温度变化的理论计算结果如图所示。
①
随温度的变化曲线为 (选填“a”或“b”)，判断的理由是 。
②在某温度下，向恒容密闭容器中通入气态乙苯和氧气各1mol，初始压强为200kPa，只发
生反应Ⅱ，达到平衡时，乙苯的转化率为99.8％，该反应的平衡常数
kPa(保留小数点后一位；分压=总压×物质的量分数)。
(3)乙苯脱氢法制苯乙烯往往伴随副反应，一定条件下，为了提高反应速率和苯乙烯选择
性，应当 。
3．油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。
3
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回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①反应Ⅲ
的
。
②反应Ⅱ自发的条件是 (填“低温”“高温”或“任何温度”)。
③
和
三种分子的键角大小顺序为 。
(2)投料比
，并用
稀释：在
，不同温度条件下反应相同时间
后，测得
和
体积分数如下表：
温度/℃
950
1000
1050
1100
1150
的体积分
数/%
0.5
1.5
3.6
5.5
8.5
的体积分
数/%
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8
①下列说法一定正确的是 (填标号)。
A．其他条件不变时，用
替代
对实验结果几乎无影响
B．恒温恒压下，增加
的体积分数，
的浓度升高
C．由实验数据推出
中
键弱于
中的
键
D．由实验数据推出，温度越高，
的平衡转化率越高
②在
，
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 。
③已知反应过程中存在副反应
。研究发现，温度高于
时继
4
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续升温，
的转化率不会增大反而会降低的可能原因是 。
(3)在
反应条件下，将
的混合气进行反应Ⅲ，达
到平衡时，
分压与
的分压相同。则反应Ⅲ的标准压强平衡常数
。
(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)。
4．1，3-丁二烯(
)及其氢化产物主要用于合成橡胶和各类树脂的生产，在精
细化工产品生产中有着重要用途。1，3-丁二烯为平面结构。
(1)已知：①
(g)
②
(g)
③
(g)
(g)
④
(g)
则
(g)
。反应①正反应
活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应活化能。
(2)下列不能说明反应②达到平衡状态的是 (填选项字母)。
a．
键的形成速率和断裂速率相等 b．
杂化的原子数目不变
c．碳碳
键的物质的量不变 d．混合气体的平均相对分子质量不变
(3)
时，将n(
)∶
的混合气体进行氢化反应，某条件下只发生反应
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④，平衡时混合气体中
和
的物质的量及
的物质的量分数随温度变化
如图所示。
的物质的量变化曲线为 (填“a”“b”或“c”)，m= 。温度为
时反应④的
(保留一位小数)。
(4)在恒温刚性密闭容器中通入分压比为p(
)∶
的混合气体，在某条
件下只发生②③反应，一段时间平衡后，容器中
和
体积分数均为
5％，则
的平衡转化率为 。
5．丙烯是生产塑料、橡胶和纤维三大合成材料的重要基础化工原料。
(1)丙烷经催化脱氢可制丙烯：
，该反应
自发进行的条件是 。下列措施既能提高反应物
的平衡转化率，又能增大生成
的反应速率的是 （填标号）。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂 d．恒容条件增加
的量
(2)已知丙烷和丙烯的燃烧热分别为
和
，则丙烷氧化脱氢反应：
6
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（填“
”“
”或“
”）。
(3)温度一定时，假定体系内只有反应
发生，反应过程中压强
恒定为
（即
的初始压强），平衡转化率为
，该反应的平衡常数
为
kPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压
总压物质的量分数）。
(4)在上述体系中压强恒定为
和
下，丙烷平衡转化率与温度的关系如下左图所
示。
根据图中数据可得
。（已知
。计算结果保留一位小数）
(5)在催化剂条件下，向恒温恒容的
平衡体系中通入不同量的
。
已知：
经相同时间，体系中
、CO 和
浓度随初始通入
量的关系如上右图。
由图可知，其中曲线b 代表的产物是 ，理由是 。
6．
的开发应用是目前的热点研究领域，某课题组从气相合成甲醇
和液相合成碳酸盐两种途径探索
的综合利用。已知合成甲醇过程中主要发生以下反应：
ⅰ.
ⅱ.
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(1)资料显示
，判断该反应自发进行的适宜条件是
（填“低温自发”或“高温自发”）。
(2)在4.0Mpa，按氢碳比[
]为3 1∶，向恒容容器中充入气体反应物（只发生反应ⅰ和
ⅱ），
的平衡转化率与
、CO 的选择性随温度的变化如图所示。
的选
择性＝
。
①图中曲线 代表
的选择性（填a、b、c 字母）。
②
的平衡转化率在300～450K 温度区间发生变化的原因 。
③根据图中信息，300K 时，反应ⅰ的压强平衡常数
（保留两位有效数
字）。（分压＝总压×该组分物质的量分数）。
(3)在某温度下，向恒容密闭容器中充入不同氢碳比[
]的原料气，若仅发生反应ⅰ，
请在右图中画出
平衡转化率的变化趋势 （在图中标记出必要的辅助线）。
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(4)用一定浓度的NaOH 溶液吸收
，低温蒸发、结晶，得到白色固体产品，通过下列步
骤探究产品的组成和含量。
①称取一定质量产品，用蒸馏水溶解，定容于250mL 容量瓶中；
②移取25.00mL 上述溶液于锥形瓶中，加入2 滴酚酞，用0.1000
盐酸标准溶液滴定，
溶液由红色变至近无色，消耗盐酸
mL；
③在上述锥形瓶中再加入2 滴甲基橙，继续用0.1000
盐酸标准溶液滴定至终点，又
消耗盐酸
mL；
④完成三次平行实验，
平均值为18.60，
平均值为15.50。
产品的组成为 （写化学式），产品中主要成分的质量分数为
（保留三位有效数字）。
7．化石能源对环境污染严重，且不可再生。氢能是重要的绿色能源，越来越受到各国的重
视，中国科学院利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如下图所示。
(1)已知：
反应Ⅱ：
则反应I 的热化学方程式为 。
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)：n(H2O)]、不同温度下，测得相应的CO 平衡转化率见下表
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(各点对应的其他反应条件都相同)。
平衡点
a
b
c
d
n(CO)：n(H2O)
2
2
1
1
CO 平衡转化
率/
25
68
25
60
c
①点平衡混合物中H2的体积分数为 ，a、c 两点对应的反应温度Ta Tc(填“<”
“=”或“>”)，c 点对应的平衡常数K= 。
②有利于提高CO 平衡转化率的是 (填标号)。
A．增大压强 B．降低温度 C．增大进气比[n(CO)：n(H2O)] D．加入高效催化剂
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应，若用
表示催化剂，则反应历程可用
下式表示：
第一步：
；第二步：
第二步比第一步反应慢，则第二步反应的活化能比第一步反应 。反应整个反应过程
中，那个物质的浓度对总反应速率影响最大 (填标号)。
A．水蒸气 B．氢气 C．一氧化碳 D．二氧化碳
(4)研究所表明，CO 催化变换反应的速率方程为
式中，
，分别表示相应的物质的量分数，
为平衡常数，k 为反应的速率常
数，温度升高时k 值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲
线如图所示。温度升高时，
催化变换反应的
(填“增大”或“减小”)。根据
速率方程分析，
时
逐渐减小的原因是 。
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8．我国对世界郑重承诺：2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和，而研发
的碳
捕捉和碳利用技术则是关键。
Ⅰ.
的捕集：
(1)
属于 分子(填“极性”或“非极性”)，其晶体(干冰)属于 晶体。
(2)用饱和
溶液做吸收剂“捕集”
。若所得溶液pH=l0，则溶液中
(室温下，
的
；
)；若吸收剂失
效，可利用NaOH 溶液使其再生，写出该反应的离子方程式 。
(3)聚合离子液体是目前广泛研究的
吸附剂。结合下图分析聚合离子液体吸附
的有
利条件是 。
Ⅱ.
的转化：
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、
重整制合成气CO 和
，是一种有效实现碳达峰、碳中和的关键技术，也是近
几年研究的热点之一、回答下列问题：
已知：甲烷、二氧化碳重整工艺的相关反应如下：
①
②
③
④
(4)重整反应
的发生条件是 填(“高温自发”
“低温自发”或“任何温度下都自发”)。
(5)在恒压p=100kPa、初始投料
的条件下，甲烷、二氧化碳重整制合成气的过程
中各平衡组分的物质的量随温度的变化如图所示。
①随温度升高，产率增加，
减小，积碳含量 (填“增大”或“减小”)。
②在630℃时，反应
的平衡常数
(
是以分压表示的平衡常数，已知分压=总压×物质的量分数)。
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Ⅲ.CO2的创新应用
(6)某团队提出
耦合乙烷催化脱氢制乙烯技术。用Cr/SSZ-13 为催化剂、
作为温和
的氧化剂用于乙烷脱氢制备乙烯可以避免乙烷深度氧化、实现
资源化利用、避免将
氧化为更高价等优势。催化条件下，乙烷裂解主要引发反应为：
，同时Cr 的价态由
升高
。推测配位不饱和
催化
耦合
脱氢反应过程如图所示，补全图中画框部分 。
9．
是工业废气中的常见物质，为了实现碳达峰、碳中和的战略目标，某兴趣小组设计
利用
和
或
合成甲醇，提出了如下两个方案：
方案一：
。
方案二：
。
相关物质的化学键键能
数据如表所示：
化学键
803
436
343
465
413
回答下列问题：
(1)方案一中反应的
。甲醇的工业生产应选择方案 (填“一”或“二”)。
(2)在恒容密闭容器中充入一定量
和
，分别在
、
温度下(已知
，且其他条
件相同)进行反应Ⅰ：
，反应过程中，
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随时间的变化关系如图所示。图中表示
温度下的曲线是
(填“
”或“ ”)，
温度下，
时
的转化率为 (列出计算式即可)。
(3)经研究发现，当以
和
为原料合成甲醇时，通常伴随着以下副反应：
在恒压密闭容器中，以
纳
米纤维为催化剂，按照
的投料比投入
和
，发生反应Ⅰ、反应Ⅱ．
经过相同的时间，测得不同温度下
和
的产率变化如图所示。当温度高于
时，甲醇产率降低的原因可能为 (写出两条)
(4)一定温度下，在压强恒为
的密闭容器中充入
和
，发生反应Ⅰ和
反应Ⅱ，20min 达到平衡后，测得反应前后容器中气体的物质的量之比是5：4，且
的物
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质的量为
，在此温度下，
内用
压强变化表示的反应速率
，反应Ⅰ的平衡常数
(
为以压强表示的平衡常数，分压=
总压×物质的量分数)。
(5)据研究，在铜(Ⅲ)催化剂上发生
加氢制甲醇过程中，由于
的活化方式、反应中
间体的不同而存在两种反应机理。反应过程中相对能量
变化如图所示，则占主导地位
的反应机理中决速步骤的化学方程式为 。
10．杭州亚运会开幕式首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内
的零排放。甲醇的制备方法有一氧化碳催化加氢法、甲烷催化氧化法、二氧化碳加氢法等。
回答下列问题：
I．一氧化碳催化加氢法：
(1)经测定不同温度下反应的化学平衡常数如下表：
温度/℃
250
300
350
2.04
0.27
0.012
①该反应在 (填“高温”或“低温”)条件下易自发进行。
250℃
②
，某时刻
，此时
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(填“>”、“<”或“=”)。
(2)一定温度下，向盛有催化剂的恒容密闭容器中按初始进料比
投入反
应物，下列能够说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填选项字母)。
A．
B．
的体积分数不再变化
C．容器内气体的压强不再变化
D．混合气体的平均密度不再变化
II．甲烷催化氧化法
主反应：
副反应：
(3)科学家将
和
(
是活性催化剂)按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，
部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，
代表过渡态)。
写出决速步骤反应的化学方程式： 。
(4)向某刚性容器中按体积比为
充入
和
，在
下反应达到平衡
时，
的选择性[
的选择性
]为
的转
化率为
，则此温度下副反应化学平衡常数
(已知：
是用物质的量
分数代替平衡浓度表示的化学平衡常数)。
III．二氧化碳加氢法
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主反应：
副反应：
(5)向恒容密闭容器中按初始进料比
投入反应物。在不同温度下达到平
衡，体系中
的选择性和
的平衡转化率
与温度的关系如图所示。
已知：
的选择性
。
①图中表示
的选择性变化趋势的曲线是 (填“a”或“b”)。
②
的转化率在270℃后随温度的升高而增大的原因是 。
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参考答案：
1．(1)-566
(2) > b
(3)
增大
(4) 4s 空轨道 识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，
纯度较高
(5)BC
【详解】（1）将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①-反应②×2 可得目标反应，
则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2)kJ/mol=-566kJ/mol。
（2）从图中可知，压强相同的情况下，随着温度升高，C2H6的平衡转化率增大，因此该反
应为吸热反应，ΔH4>0。
a．600℃，0.6MPa 时，C2H6的平衡转化率约为20%，a 错误；
b．700℃，0.7MPa 时，C2H6的平衡转化率约为50%，最接近40%，b 正确；
c．700℃，0.8MPa 时，C2H6的平衡转化率接近50%，升高温度，该反应的化学平衡正向移
动，C2H6转化率增大，因此800℃，0.8MPa 时，C2H6的平衡转化率大于50%，c 错误；
故答案选b。
（3）①仅发生反应i，设初始时C2H6物质的量为1mol，平衡时C2H6转化率为25%，则消
耗C2H60.25mol，生成C2H40.25mol，生成H20.25mol，Ka1=
=
。
②只发生反应i 时，随着反应进行，气体总物质的量增大，压强增大促使化学平衡逆向移
动，同时发生反应i 和反应ii，且从题干可知Ka2远大于Ka1，反应ii 为等体积反应，因为反
应ii 的发生相当于在单独发生反应i 的基础上减小了压强，则反应i 化学平衡正向移动，
C2H4平衡产率增大。
（4）配合物中，金属离子通常提供空轨道，配体提供孤电子对，则Cu+的4s 空轨道与
C2H4分子的π 键电子形成配位键。C2H4能与Cu+形成配合物而吸附在Y 分子筛上，C2H6中
无孤电子对不能与Cu+形成配合物而无法吸附，通过这种分子筛分离C2H4和C2H6，优点是
识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，纯度较高。
（5）A．前30min，
等于0，出口浓度c 为0，说明两种气体均被吸附，A 错误；
1
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B．p 点时，C2H6对应的
约为1.75，出口处C2H6浓度较大，而C2H4对应的
较小，出
口处C2H4浓度较小，说明此时出口处气体的主要成分为C2H6，B 正确；
C．a 点处C2H6的
=1，说明此时C2H6不再吸附在吸附剂上，而a 点后C2H6的
>1，说
明原来吸附在吸附剂上的C2H6也开始脱落，同时从图中可知，a 点后一段时间，C2H4的
仍为0，说明是吸附的C2H6逐渐被C2H4替代，p 点到b 点之间，吸附的C2H6仍在被C2H4替
代，但是速率相对之前有所减小，同时吸附剂可能因吸附量有限等原因无法一直吸附
C2H4，因此p 点后C2H4的
也逐步增大，直至等于1，此时吸附剂不能再吸附两种物质，
C 正确；
故答案选BC。
2．(1)
两反应
，但
反应可自发进行，但
，
高温下才可自发
(2) b
，温度升高，
增大
(3)使用高选择性催化剂
【详解】（1）①反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的可以由反应Ⅱ-2×反应Ⅰ得到，故Kp3=
；
②两反应都是气体体积数增大的反应，两反应ΔS>0，ΔH2<0 反应可自发进行，但ΔH1>0，
高温下才可自发反应，故反应Ⅱ趋势远大于反应Ⅰ；
（2）①根据ΔG=ΔH−TΔS，ΔG 随温度变化呈线性变化，故a 为ΔG 随温度变化的曲线，则
Kp1 随温度的变化曲线为b，ΔH1>0，温度升高，Kp1增大满足反应Ⅰ的Kp1随温度的变化；
2
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②恒容密闭容器中，初始状态下通入气态乙苯和氧气各1mol，只发生反应Ⅱ达到平衡，根
据平衡时乙苯的转化率为99.8％，得出乙苯反应了0.998mol，列出三段式
，平衡时，容器内总压强变为
，该温度下，反应的
平衡常数
；
（3）乙苯脱氢法制苯乙烯往往伴随副反应，一定条件下，为了同时提高反应速率和苯乙烯
选择性，应当使用高选择性催化剂。
3．(1)
高温
(2) AC 在
只发生反应Ⅰ，
不参与反应，相同分压
经历相同时间，
转化率相同 甲烷裂解产生的C 覆盖在催化剂表面，使得催化剂的活性降低
(3)1.28
【详解】（1）①根据盖斯定律，
；②反应自发需
，则在高温条件下自发进行；③
中C 为
杂化，
中C
和
中S 均为
杂化，
无孤对电子，
有两个孤电子对，故键角
；
（2）①A 项，
为稀有气体，不参与反应(与氮气相同，作为稀释气体)，A 正确；B 项，
3
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恒温恒压下，增加
的体积分数，体积增大，
的浓度降低；B 错误；C 项，由实验数
据可知
之前，产物中不含
，说明只有
分解，
未参与反应，推知
中
的
键更稳定，C 正确；D 项，实验数据是在不同温度下反应相同时间，不确定反应是
否平衡，故D 错误。答案选AC；②在
只发生反应Ⅰ，
不参与反应，相同分压
经历相同时间，转化率相同。③甲烷裂解产生的碳覆盖在催化剂表面，使催化剂的活
性降低；
（3）设
，列三段式
，到达平衡时，
分压与
的分压相同即有
，求解
，平衡后气体的总物质的量为
，则
。
4．(1) +121 小于
(2)c
(3) c 0.4 2.8
(4)25％(或0.25)
【详解】（1）
4
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+
-
②③④得到
(g)⇌
(g)+H2(g) ΔH5=−113−2.0+236=+121kJ mol
⋅
−1；反应
①是放热反应，根据反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能可知，反应①正反应活化能
小于逆反应活化能；
（2）a．
键的形成速率和断裂速率相等，说明正逆反应速率相等，可以说明达到平衡，a
正确；
b．sp3杂化的原子数目不变，说明
的物质的量不再改变，可以说明达到平衡状态，
b 正确；
c．反应前后碳碳σ 键均为3 个，不变不可以说明达到平衡状态 ，c 错误；
d．反应前后气体质量不变，气体的物质的量在减小，混合气体的平均相对分子质量为可变
的量，不变时可以说明达到平衡状态，d 正确；
故选c。
（3）
反应④时放热反应，升高温度，平衡逆向移动，
物质的量增多，所以
的物质的量变化曲线为c；在350K 时，
与
物质的物质的
量相等，H2的物质的量分数为60%，假设转化的C4H6为xmol，则根据三段式可知，
，则m-x=x，m=2x，
，则x=0.2mol，所以m=0.4mol，则p(C4H6)=0.2Mpa，
p(H2)=0.6Mpa，p(C4H10)=0.2Mpa，Kp=
(MPa)−2；
（4）
5
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在恒温刚性密闭容器中通入分压比为p(
) p(H
∶
2)=4:7 的混合气体，在某条件下
只发生②③反应，一段时间平衡后，容器中
和
体积分数均为
5％，假设
为4mol，H2为7mol，反应②中转化的
为xmol，
转化的H2为xnol，生成的
为xmol，反应③转化的
为ymol，生成的
为ymol，则平衡时
为(4-x）mol，平衡时H2为(7-x)mol，
为(x-y)mol，
为ymol，根据题目信息可知，x-y=y，
，则
mol，y=0.5mol，则
的平衡转化率为
。
5．(1) 高温 a
(2)
(3)
(4)0.1
(5)
由起点可知a、b 两线一为
、一为
，加入
后，因发生反应：
，
浓度比
浓度越来越低，所以b 为
。
6
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【详解】（1）该反应为吸热的熵增反应，在高温条件下自发，
a．升高温度，化学反应速率增大，平衡正向移动，能提高C3H8的平衡转化率，a 正确；
b．增大压强，化学反应速率增大，平衡逆向移动，C3H8的平衡转化率降低，b 错误；
c．加入催化剂 ，化学反应速率增大，C3H8的平衡转化率不变，c 错误；
d．恒容条件增加C3H8的量，化学反应速率增大，C3H8的平衡转化率减小，d 错误；
故选a。
（2）丙烷的燃烧热热化学方程式为：
①，丙烯的燃烧热热化学方程式为：
②，则①-②得
-2220+2058=−162kJ mol
⋅
−1，由于生成液态水放
热更多，所以ΔH2＞−162kJ mol
⋅
−1；
（3）假设起始时C3H8的物质的量为1mol，则转化的C3H8为αmol，生成的C3H6、H2各为
αmol，平衡时C3H8、C3H6、H2各为(1-α)mol、αmol、αmol，则p(C3H6)=p(H2)=
kpa，
p(C3H8)=
kpa，Kp=
；
（4）该反应正向为气体体积增大的方向，加压平衡逆向移动，根据x<1，则p0的压强更大，
转化率更小，为40%，xp0的转化率为80%，根据温度不变，平衡常数不变，带入
可
得
，x
；
（5）由图可知，其中曲线b 代表的产物是H2，由起点可知a、b 两线一为C3H6、一为H2，
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加入CO2后，因发生反应：CO2+H2
CO+H
⇌
2O，H2浓度比C3H6浓度越来越低，所以b 为
H2。
6．(1)低温自发
(2) a 300～450K，温度变化主要影响反应ⅱ，升温使反应ⅱ平衡正移，
转化
率上升 0.0014
(3)
(4) NaOH
93.0%
【详解】（1）反应
可由ⅰ－ⅱ得到，反应的
，由反应方程式可知反应前气体的物质的量大于反应后气体的物质的
量，反应的△S＜0。根据反应自发进行的条件△G＝△H－T·△S＜0，该反应自发进行的适
宜条件是低温自发；
（2）①由反应ⅰ和反应ⅱ方程式可知，升温，反应ⅰ平衡逆移，
的选择性减小，
反应ⅱ平衡正移，CO 的选择性增大。图中曲线a 代表
的选择性，曲线b 代表CO
的选择性。②图中曲线c 代表
的平衡转化率，升温使反应ⅰ平衡逆移，反应ⅱ平衡正
移，300～450K 温度区间，
的平衡转化率增大，说明温度变化主要影响反应ⅱ。
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③由图可知，300K 时，
的平衡转化率为20%，
和CO 的选择性都是50%，根
据氢碳比[
]为3 1∶，设反应起始时
物质的量为1mol、
物质的量为3mol。由
反应ⅰ和反应ⅱ方程式可计算得出，达平衡时，
、
、
、
、
，体系中气体的总物质的量为
3.8mol。反应容器为恒容容器，反应前后容器内气体总压强之比等于气体总物质的量之比，
平衡时容器内气体总压强
。反应ⅰ的压强平衡常数计算如下：
压强平衡
常数
；
（3）
由反应ⅰ方程式可知，当充入容器的原料气满足氢碳比
时，
和
的平衡
转化率相等，随着氢碳比的增大，
的平衡转化率不断增大，而
的平衡转化率不断减
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小：
；
（4）本小题运用酚酞和甲基橙双指示剂实现对NaOH 溶液吸收
后溶液成分的测定，若
溶液中只有
，达第一滴定终点对应的反应为
，达
第二滴定终点对应的反应为
，两次滴定反应掉的HCl
物质的量相同，则两次滴定消耗的盐酸体积应相同。由题中数据，
平均值为18.60mL，
平均值为15.50mL，
，这说明
中混有NaOH，产品的组成为NaOH 和
。
，产品中主要成分
的质量分数为
。
7．(1)CH3CH2OH(g)+H2O(g)=4H2(g)+2CO(g)ΔH=+251.5 kJ•mol-1
(2) 12.5% ＜
B
(3) 大 C
(4) 减小 Kp减小对
的降低大于k 增大对
的提高
【详解】（1）设反应Ⅲ：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)
H1=+170.5kJ/mol；Ⅱ：
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
H2=-40.5kJ/mol，根据盖斯定律Ⅲ-Ⅱ×2 得反应I 的热化学方程
式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)，
H=
H1-2
H2=+170.5kJ/mol+40.5kJ/
mol×2=+251.5 kJ/mol，故答案为：CH3CH2OH(g)+H2O(g)═4H2(g)+2CO(g)ΔH=+251.5
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kJ•mol-1；
（2）①由题干数据可知，a 点进气比[n(CO)：n(H2O)]比c 点大，若如果a、c 两点温度相同，
则应该是c 点CO 的平衡转化率更大，但现在相等，说明c 点平衡逆向移动了，结合反应Ⅱ
是一个放热反应可知，c 点对应温度高于a 点，即Ta＜Tc，对c 点对应反应Ⅱ进行三段式分
析为：
，c 点平衡混合物中H2的体积分数为
×100%=12.5%，c 点对应的平衡常数K=
=
=
，故答案为：12.5%；＜；
；
A
②．反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为气体分子数不变的反应，改变压强平衡不移动，
CO 平衡转化率不变，A 错误；
B．正反应放热，降温平衡向正反应方向移动，CO 平衡转化率增大，B 正确；
C．增大进气比[n(CO)：n(H2O)]，CO 平衡转化率减小，C 错误；
D．加入高效催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，CO 平衡转化率不变，D 错误；
故答案为：B；
（3）活化能越大，反应速率越慢，第二步比第一步反应慢，则第二步反应的活化能比第一
步反应的大，即第二步反应是整个反应的决速步骤，第二步：
，则CO
对第二步反应速率影响最大，水蒸气影响第一步反应速率，但第一步为快反应，对整个反
应速率影响不大，氢气、二氧化碳为生成物，故答案为：大；C；
（4）CO 催化变换反应即CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
H2=-40.5kJ/mol ，故升高温度平衡
逆向移动，平衡常数减小即Kp 随着温度升高而减小，根据CO 催化变换反应的速率方程
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和k 为反应的速率常数，温度升高时k 值增大，而Kp 随温度升高
而减小，故可知
时
逐渐减小的原因是Kp减小对
的降低大于k 增大对
的提高，故
答案为：减小；Kp减小对
的降低大于k 增大对
的提高。
8．(1) 非极性 分子
(2) 2 1
∶
(3)25℃，
(4)高温自发
(5) 减小
(6)
【详解】（1）
结构为O=C=O，正负电荷重心重合，属于非极性，干冰易升华，属于
分子晶体；
（2）
，溶液的pH=10，c(H+)=10-10mol/L，所得溶液
2：1，饱和Na2CO3溶液做吸收剂“捕集”CO2生成NaHCO3
而失效，NaHCO3是酸式盐，能与NaOH 反应生成Na2CO3和H2O，反应的离子方程式为
；
（3）观察图可知，温度相对越低、气体流速越慢，聚合离子液体吸附CO2越彻底、效果越
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好，即吸附CO2的有利条件温度为25℃，气体流速为
；
（4）根据盖斯定律，反应③-②可得反应
△H=75kJ•mol−1-(−172kJ•mol−1)=+247kJ•mol−1；该反应是气体分子数增大的吸热反应，
∆S>0，∆H>0，由反应自发进行的判据∆G=∆H-T∆S<0，则发生条件是高温自发
（5）①由C(s)曲线可知，随温度升高，产率增加，
减小，积碳含量减小；
②在630℃时，平衡时物质的量分别为n(CH4)=0.3mol、n(CO2)=0.5mol、n(CO)=0.5mol、
n(H2)=1.2mol,总压为0.3+0.5+0.5+1.2+0.5=3mol,恒压p=100kPa,反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)
⇌
+2H2(g)的平衡常数
kPa2；
（6）
用Cr/SSZ-13 为催化剂、CO2作为温和的氧化剂用于乙烷脱氢制备乙烯，乙烷裂解主要引发
反应为反应Ⅰ：C2H6(g)→C2H5•(g)+H•(g)，同时Cr 的价态由+3 升高+4，则Cr 周围形成四个
共价键，并结合后续转化，则图中画框部分应该为
。
9．(1)
一
(2) b
(3)在催化剂存在下，反应Ⅱ的选择性增大；升温时反应Ⅰ的平衡逆向移动
(4)
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(5)
【详解】（1）
反应物中化学键的总键能-生成物中化学键的总键能，根据物质的成键
情况可知，方案一中反应的
，因为
时反应可正向自发进行，
通过两个反应的焓变和熵变可知，方案一中反应为放热的熵减小反应，低温下能正向自发
进行，而方案二中反应为吸热的熵减小反应，
，任何温度下都不能正向自发进行，
所以甲醇的工业生产应选择方案一；
（2）由原子守恒知，
为定值，随着反应的进行，
逐渐减小，
温度越高，反应速率越快，反应相同时间
越大，
越小，
越大，故曲线表示
温度下的曲线。
设起始时
，则反应过程中
始终为
温度下
时
，即
，则此时
的转化率为
。
（3）当温度高于
时，甲醇的产率降低，原因可能为在
纳米纤维催化
剂存在条件下反应Ⅱ的选择性增大，或者升温时反应Ⅰ的平衡逆向移动。
（4）设反应Ⅰ中消耗
，反应Ⅱ中消耗
：
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根据达到平衡时，反应前后容器中气体的物质的量之比是5：4 可得，平衡时容器中气体的
总物质的量为
。根据平衡时容器中
的物质的量和气体的总物质的量可列方程组：
，解得
。由此可得平衡时反应Ⅰ各组分
的物质的量和压强，即：
起始时
的分压为
，则
内用
压强变化表示的反应速率
。反应Ⅰ的平衡常数
；
（5）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能
越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；途径Ⅰ中
加氢生成
的能垒高
于途径Ⅱ中
加氢生成
的能垒，所以途径Ⅱ占主导地位。途径Ⅱ中
的活化能最大，为决速步骤。
10．(1) 低温 <
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(2)C
(3)
或
(4)40
(5) a 温度高于270℃时，主反应平衡逆向移动，而副反应平衡正向移动且程度更
大
【详解】（1）①温度升高，
值减小，可推知反应为放热反应，反应又属于摘减小的反
应，推知该反应在低温条件下易自发进行；
250℃
②
，某时刻
，代入浓
度熵表达式中，可算出
，反应逆向进行，
。
（2）A．速率之比等于系数比，当
时才能达到平衡状态，故A 不
符合题意；
B．反应过程中
的体积分数始终是
，故B 不符合题意；
C．恒温恒容密闭容器中，该反应为反应前后气体物质的量变化的反应，容器内气体的压
强不再发生改变可以作为判断平衡的标准，故C 符合题意；
D．恒温恒容密闭容器中，且均为气体的反应，混合气体的密度是不变的，不能作为判断
平衡的标准，故D 不符合题意；
故选C；
（3）由图可知，该历程中正反应的最大活化能步骤为
到
，活化
能越大反应速率越慢，该步骤反应的化学方程式为
或
。
（4）向某刚性容器中按体积比为
充入
和
，设
的物质的量为
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，则
的物质的量为
的物质的量为
的转化率为
，说
明反应了
，
的选择性[
的选择性
]为
，说明有
发生反应
，消耗了
，
生成
；
发生反应
，消耗了
，生成
，平衡时，容器中含有
，共
气体，所以副反应
的平衡常数
。
（5）①主反应放热，温度升高，平衡逆向移动，
的选择性降低，故图中表示
的选择性变化趋势的曲线是
；
②温度高于270℃时，主反应平衡逆向移动，
减小，而副反应平衡正向移动，
增大，总的结果是
增大，说明当温度高于270℃时，发生的反应以副反应
为主，副反应平衡正向移动的程度更大。
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