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专题11 化学反应原理综合题
考点 化学反应原理综合题
1．（2024·浙江6 月卷）氢是清洁能源，硼氢化钠(
)是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢
反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为
，
)
请回答：
(1)该反应能自发进行的条件是_______。
A．高温
B．低温
C．任意温度
D．无法判断
(2)该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。
A．升高溶液温度
B．加入少量异丙胺
C．加入少量固体硼酸
D．增大体系压强
(3)为加速
水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，
测得反应开始时生氢速率v 与投料比
之间的关系，结果如图1 所示。请解释ab 段变
化的原因 。
(4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如
图2 所示，正极上的电极反应式是 。该电池以
恒定电流工作14 分钟，消耗
体积为
，
故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 。[已知：该条件下
的摩尔体积为
；
电荷量
电流
时间
；
；
。]
1
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(5)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方
法，将反应副产物偏硼酸钠(
)再生为
。(已知：
是反应的自由能变化量，其计算方法也遵
循盖斯定律，可类比
计算方法；当
时，反应能自发进行。)
I．
II．
III．
请书写一个方程式表示
再生为
的一种制备方法，并注明
。(要求：反应物不超过
三种物质；氢原子利用率为
。)
2．（2024·安徽卷）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)。
2
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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)。
3
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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
逐新被
替代
3．（2024·湖北卷）用
和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到
，再制备乙炔是我国科研人员提出
的绿色环保新路线。
反应I：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)写出
与水反应的化学方程式 。
(2)已知
、
(n 是
的化学计量系数)。反应、Ⅱ的
与温度的关系曲线见图1。
①反应
在
的
。
②保持
不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时
，若将容器体积压缩到原
来的
，重新建立平衡后
。
(3)恒压容器中，焦炭与
的物质的量之比为
，
为载气。
和
下，
产率随时间的
关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
4
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①初始温度为
，缓慢加热至
时，实验表明
已全部消耗，此时反应体系中含
物种为
。
②
下，反应速率的变化特点为 ，其原因是 。
4．（2024·甘肃卷）
是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。
(1)由
制备
：
已知
时，由
制备
硅 (填“吸”或“放”)热
。升高温
度有利于制备硅的原因是 。
(2)在催化剂作用下由粗硅制备
：
。
，
密闭容器
中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与
和
气体反应，
转化率随时间的变
化如下图所示：
5
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①
，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率
。
②当反应达平衡时，
的浓度为
，平衡常数K 的计算式为 。
③增大容器体积，反应平衡向 移动。
5．（2024·河北卷）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-
二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。
(1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
。
①若正反应的活化能为
，则逆反应的活化能
(用含
正的代数式表示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入
和其
，测定
温度下体系达平衡时的
(
为体系初始压强，
，P 为体系平衡压强)，结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据为 。M 点
的转化率为 ，
温度下用分
压表示的平衡常数
。
③下图曲线中能准确表示
温度下
随进料比变化的是 (填序号)。
(2)1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化
时反应过程为
6
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以上各反应的速率方程均可表示为
，其中
分别为各反应中对应反应物的浓度，k 为
速率常数(
分别对应反应①~⑤)。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反
应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，
。
①
时，
，且
内
，反应进行到
时，
。
②
时，
，若
产物T 的含量可忽略不计，则此时
后，随T 的含量增加，
(填“增大”“减小”或“不变”)。
6．（2024·江苏卷）氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
(1)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有 ；含CO 和
各1mol 的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得
。
(2)一定条件下，将氮气和氢气按
混合匀速通入合成塔，发生反应
。海绵状的
作催化剂，多孔
作为
的“骨架”和气体吸附剂。
①
中含有CO 会使催化剂中毒。
和氨水的混合溶液能吸收CO 生成
溶液，该反应的化学方程式为 。
②
含量与
表面积、出口处氨含量关系如图所示。
含量大于
，出口处氨含量下降的原
因是 。
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(3)反应
可用于储氢。
①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的
溶液中通入
，
产率随温度变
化如图所示。温度高于
，
产率下降的可能原因是 。
②使用含氨基物质(化学式为
，CN 是一种碳衍生材料)联合
催化剂储氢，可能机理如图所示。
氨基能将
控制在催化剂表面，其原理是 ；用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在
(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。
7．（2024·山东卷）水煤气是
的主要来源，研究
对
体系制
的影响，涉及主要反应如下：
回答列问题：
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(1)
的焓变
(用代数式表示)。
(2)压力p 下，
体系达平衡后，图示温度范围内
已完全反应，
在
温度时完全分
解。气相中
，
和
摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a 线对应物种为 (填化学式)。
当温度高于
时，随温度升高c 线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是 。
(3)压力p 下、温度为
时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应
的平衡常数
；此时气体总物质的量为
，则
的
物质的量为
；若向平衡体系中通入少量
，重新达平衡后，分压
将 (填
“增大”“减小”或“不变”)，
将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
8．（2024·湖南卷）丙烯腈(
)是一种重要的化工原料。工业上以
为载气，用
作催化剂
生产
的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定：
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：
ⅲ：
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
回答下列问题：
(1)总反应
(用
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含
、
、和
的代数式表示)；
(2)进料混合气中
，出料中四种物质(
、
、
、
)的流量，(单位时间内出料口流出的物质的量)随时间变化关系如图：
①表示
的曲线是 (填“a”“b”或“c”)；
②反应釜Ⅰ中加入
的作用是 。
③出料中没有检测到
的原因是 。
④反应
后，a、b、c 曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是 。
(3)催化剂
再生时会释放
，可用氨水吸收获得
。现将一定量的
固体(含
水)置于密闭真空容器中，充入
和
，其中
的分压为
，在
℃下进行干燥。为保证
不分解，
的分压应不低于
(已知
分解的平衡常数
)；
(4)以
为原料，稀硫酸为电解液，Sn 作阴极，用电解的方法可制得
，其阴极
反应式 。
9．（2024·黑吉辽卷）为实现氯资源循环利用，工业上采用
催化氧化法处理
废气：
。将
和
分别以不同起始流速通入
反应器中，在
和
下反应，通过检测流出气成分绘制
转化率( )曲线，如下图所示(较
低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
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回答下列问题：
(1)
0(填“>”或“<”)；
℃。
(2)结合以下信息，可知
的燃烧热
。
(3)下列措施可提高M 点
转化率的是_______(填标号)
A．增大
的流速
B．将温度升高
C．增大
D．使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，
小于
和
，原因是 。
(5)设N 点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数
(用平衡物质的量分数代替平衡
浓度计算)
(6)负载在
上的
催化活性高，稳定性强，
和
的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞体
积近似相等，
与
的密度比为1.66，则
的相对原子质量为 (精确至1)。
10．（2024·全国甲卷）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(
)的研
究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
(1)已知如下热化学方程式：
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计算反应
的
。
(2)
与
反应生成
，部分
会进一步溴化。将
和
。通入密闭容器，
平衡时，
、
与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有
、
和
)。
(i)图中
的曲线是 (填“a”或“b”)。
(ii)
时，
的转化
，
。
(iii)
时，反应
的平衡常数
。
(3)少量
可提高生成
的选择性。
时，分别在有
和无
的条件下，将
和
，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。
(i)在
之间，有
和无
时
的生成速率之比
。
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(ii)从图中找出
提高了
选择性的证据： 。
(ⅲ)研究表明，
参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
⑤
⑥
根据上述机理，分析
提高
选择性的原因： 。
11．（2024·新课标卷）
(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应
的催化剂。回答下列问题：
(1)Ni 基态原子价电子的轨道表示式为 。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为
，镍原子半
径为 。
(2)
结构如图甲所示，其中含有σ 键的数目为 ，
晶体的类型为 。
(3)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa 下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，
体积分数x 与温度的
关系如图乙所示。反应
的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。从热力学角
度考虑， 有利于
的生成(写出两点)。
、100℃时CO 的平衡转化率α= ，该温度下
平衡常数
。
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(4)对于同位素交换反应
，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为
(k 为反应速率常数)，则
反应一半所需时间
(用k
表示)。
12．（2024·浙江1 月卷）通过电化学、热化学等方法，将
转化为
等化学品，是实现“双
碳”目标的途径之一。请回答：
(1)某研究小组采用电化学方法将
转化为
，装置如图。电极B 上的电极反应式是 。
(2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方程式如下：
：
Ⅱ：
Ⅲ：
①
。
②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，
和
的投料浓度均为
，平衡常数
，
则
的平衡转化率为 。
③用氨水吸收
，得到
氨水和
甲酸铵的混合溶液，
时该混合溶液的
。[已知：
时，电离常数
、
]
(3)为提高效率，该研究小组参考文献优化热化学方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M 的
(有
机溶剂)溶液，
和
在溶液中反应制备
，反应过程中保持
和
的压强不变，总反
应
的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能
(不
考虑催化剂活性降低或丧失)。
Ⅳ：
V：
VI：
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①催化剂M 足量条件下，下列说法正确的是 。
A．v 与
的压强无关 B．v 与溶液中溶解
的浓度无关
C．温度升高，v 不一定增大 D．在溶液中加入
，可提高
转化率
②实验测得：
，
下，v 随催化剂M 浓度c 变化如图。
时，v 随c 增大而
增大：
时，v 不再显著增大。请解释原因 。
考点 化学反应原理综合题
1．（2024·湖北宜荆一模）为实现碳达峰，利用
与
催化重整制
和
是
资源化利用的重
要研究方向。在某刚性容器中，该重整体系发生如下反应Ⅰ~Ⅳ。
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
用
表示进料比
。回答下列问题：
(1)根据下表中化学键的键能：计算
中
的键能为
化学键
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键能
1067
436
463
(2)
时，若该刚性容器中只发生反应Ⅲ，下列说法正确的是______（填标号）。
A．其它条件不变，增大压强，平衡不移动
B．当
时，反应达到平衡状态
C．若混和气体的密度不再变化，说明反应已达到平衡状态
D．升高温度，平衡右移，正反应速率加快，逆反应速率减慢
(3)固体的量对反应速率的影响很小，但该体系中因积炭生成量增加导致反应Ⅰ速率显著降低，你认为可能
的原因是 。
(4)
的密闭容器中，进料比x 分别为2.0、1.0 和0.5 下进行催化重整反应，测得平衡时积炭生成量随
反应温度的变化如图所示。
①
的曲线是 （填“甲”“乙”或“丙”）。
②在温度低于
，随着温度的升高，曲线变化趋势逐渐减小的原因是 。
(5)恒温恒容，进料比
，压强为
时，若催化重整只发生反应Ⅰ和反应Ⅳ，达到平衡时气体总物质
的量增加了
，混合气中
。
①
的平衡转化率为 。②反应Ⅳ平衡常数
。
2．（2024·湖北武汉汉阳部分学校一模）降低空气中二氧化碳的含量是当前研究热点，将二氧化碳转化
为能源是缓解环境和能源问题的方案之一，二氧化碳和氢气在一定条件下可转化为甲烷，转化过程中发生
的反应如下：
反应Ⅰ(主反应)：
反应Ⅱ(副反应)：
(1)甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为
，该反应的
。
有利于反应Ⅰ自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。
(2)在实际化工生产过程中，下列措施能提高
的转化效率的是 。
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a．在一定温度下，适当增大压强
b．总体积一定时，增大反应物
与
的体积比
c．采用双温控制，前段加热，后段冷却
d．选取高效催化剂及增大催化剂的比表面积
(3)
催化加氢合成
的过程中，
活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂上)，CO 是
活化的优势中间体，原因是 。
(4)在恒容条件下，按
的投料比进行题干反应，平衡时
、
和CO 在含碳物质中
的体积分数
随温度T 的变化如图所示。
①曲线①表示的含碳物质的名称为 。
②N 点时反应Ⅱ的
(以分压表示，物质的分压=总压×该物质的物质的量分数，结果保留至
小数点后两位)。
(5)甲烷与二氧化碳的重整反应的Arrhenius 经验公式的实验数据如图所示，已知Arrhenius 经验公式为
(
为活化能，k 是温度为T 时反应的速率常数，R 和C 都为常数)，则该反应的活化能为
(用含x1、y1、x2、y2的式子表示)。
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3．（2024·重庆十八中两江实验学校一诊）环氧乙烷(
，简称EO)是在有机合成中常用的
试剂。EO 常温下易燃易爆，其爆炸极限为3~100%。近年来，常用以乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯
氧化法制备EO。部分涉及反应为：
主反应：
副反应：
(1)已知
，则EO 的燃烧热为 。
(2)在温度为T，压强为
的环境下，欲提高乙烯的平衡转化率，需 体系中氮气分压(填“增
大”或“减小”)。但在实际生产中并非如此，其可能原因是 。
(3)向温度为T，体积为V 的容器中加入投料比为2：3：2.8 的乙烯、氧气、氮气。已知平衡后：
，
(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。忽略其他反应，乙烯
的平衡转化率为 ，副反应的平衡常数为 。
(4)以Ag 为催化剂的反应机理如下：
反应Ⅰ：
慢
反应Ⅱ：
快
反应Ⅲ：
快
①定能够提高主反应反应速率的措施有 (填标号)。
A．降低温度 B．通入惰性气体
C．增大
浓度 D．增大
浓度
②加入1，2-二氯乙烷会发生
。一定条件下，反应经过一定时间后，
EO 产率及选择性与1，2-二氯乙烷浓度关系如图。1，2-二氯乙烷能使EO 产量先增加后降低的原因是
。
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4．（2024·湖北襄阳四中一模）氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起
到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)①已知反应Ⅲ:
，
，
则
。
②反应Ⅰ能自发进行的条件为 。
(2)压强为100
，
的平衡产率与温度、起始时
的关系如图所示，每条曲线表示
相同的
平衡产率。
①反应Ⅱ的平衡常数：
(填“>”、“=”或“<”)
②
的产率：C 点 B 点(填“>”、“=”或“<”)；
③A、B 两点
产率相等的原因是 。
(3)压强为100
下，1
和3
发生上述反应，平衡时
和
的选择性、乙醇
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的转化率随温度的升高曲线如图所示。[已知：
的选择性
]
①573K 时，10 分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量
。
②表示
选择性的曲线是 (填标号)。
③573K 时，反应Ⅱ的
(保留到小数点后两位)。
5．（2024·河南许昌部分学校高考冲刺）工业合成氨是人类科学技术的重大突破，其反应为
。合成氨原料中的
一般由分馏液态空气得到，
可来
源于水煤气，相关反应如下：
a．
b．
回答下列问题：
(1)
的反应物总能量 生成物总能量(填“高于”或“低于”)。
(2)在密闭容器中同时发生反应
，下列说法正确的是_______。
A．增大压强，反应平衡不移动
B．使用催化剂提高
平衡转化率
C．升高温度，反应a 的
增大，
减小
D．反应a 有非极性键的断裂与形成
(3)实验室模拟合成水煤气，一定温度下在
的密闭容器中加入
与
发生反应
，
在
达到平衡时，
的转化率是
的物质的量是
，反应开始到平衡时生成
的平
均反应速率为 ，计算反应的平衡常数
(写出计算过程)。
(4)合成氨总反应在起始反应物
时，在不同条件下达到平衡，设体系中
的体积分数为
，在
下的
、
下的
如图所示，图中对应等压过程的
曲线是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，当
时氨气的分压
(分压=气体的物
质的量分数×总压)。
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(5)用氨合成尿素的反应，在高压条件下连续进行，反应历程如图(
均大于0)：
①写出合成尿素决速步骤的热化学方程式： 。
②合成尿素过程中会积聚一定浓度的氨基甲酸铵(
)，为减少氨基甲酸铵的积聚，提高尿素的
产率，可控制
与
的通入比例
(填“>”“<”或“=”)。
6．（2024·江西吉安一中一模）
、
常用于制造农药等。磷在氯气中燃烧生成这两种卤化磷。请
回答下列问题：
(1)
的VSEPR 模型是 。已知
中P 原子的d 能级参与杂化，分子呈三角双锥形（如图甲），由
此推知
中P 的杂化类型为 （填标号）。
A．
B．
C．
D．
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(2)已知，①
kJ⋅mol
，
②
kJ⋅mol
（
）。
则
（用含a、b、c 的式子表示）kJ⋅mol
。
(3)实验测得
的速率方程为
（k 为速率常数，只与温度、
催化剂有关），速率常数k 与活化能的经验关系式为
（R 为常数，
为活化能，T 为绝对温
度）。
①一定温度下，向密闭容器中充入适量
和
，实验测得在催化剂Cat1、Cat2 下
与
的
关系如图乙所示。催化效能较高的是 （填“Cat1”或“Cat2”），判断依据是 。
②将2n mol
和n mol
充入体积不变的密闭容器中，一定条件下发生上述反应，达到平衡时，
为a mol，如果此时移走n mol
和0.5n mol
，在相同温度下再达到平衡时
的物质的量为x，则x 为 （填标号）。
A．
mol B．
mol C．
mol D．0.5a mol
mol
(4)向恒容密闭容器中投入0.2 mol
和0.2 mol
，发生反应：
，在不
同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图丙所示。
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①相对曲线b，曲线a 改变的条件可能是 ；曲线c 改变的条件可能是 。
②曲线b 条件下，该反应平衡常数（
）为 。[提示：用分压计算的平衡常数为压强平衡常数
，
分压=总压×物质的量分数。]
7．（2024·广东惠州一模）对氮氧化物
的资源化利用，运用多种方式促进氮的循环转化，具有重要的
研究意义。
(1)已知a：
b：C 的燃烧热为
；
c：
①请写出
与
反应生成两种无污染性气体的热化学方程式： 。
②将等物质的量的
与
混合气体分别通入体积均为
的恒温密闭容器Ⅰ和绝热密闭容器Ⅱ中，反应
一段时间后两容器内达到平衡状态，下列说法正确的是 。
A．两容器内混合气体密度相等
B．
转化率
C．反应平衡常数
(2)可利用钴氨配合物吸收
对
的配合能力很强，而
对
的配合能力极
低。
①已知
的结构如图所示
，
中含有
键的数目是
。
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②有氧和无氧条件下，
溶液脱除
的效率如图1 所示，有氧环境下，发生总反应：
，在
的有氧环境下，往
溶液中持续通入试样气体
脱除率为60%(假设溶液体积不发生改变)，结
合图1 信息，计算此时钴氨溶液中
有效含钴率为 。
(有效含钴率
)
③钴氨溶液经过多次循环吸收
后，其吸收
的能力变化如图2 所示，前
内钴氨溶液吸收
的能
力不断下降的原因是 。
(3)催化电解
吸收液可将
还原为
，其催化机理如图3 所示，在相同条件下，恒定通过电解池的
电量，电解得到部分还原产物的法拉第效率
随电解电压的变化如图4 所示。已知
表示电解生还原产物X 所转移电子的物质的量，F 表示法拉第常数；
表示电解过程
中通过的总电量。
①当电解电压为
时，催化电解
生成
的电极反应式为 。
②当电解电压为
时，电解生成的
和
的物质的量之比为 。
8．（2024·河北邢台一模）
、
(主要指
和
)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的
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、
是环境保护的重要课题。
已知：
反应1：
反应2：
反应3：
反应4：
回答下列问题：
(1)计算
，已知反应3 的
，则该反应自发进行的最高温度为
(取整数)K。
(2)已知反应4 在某催化剂作用下的反应历程如图。
①
(填“
”或“
”)0.
②该反应历程的决速步骤为 。
③可提高该反应中
平衡转化率的措施有 (填两条)。
(3)向密闭容器中充入一定量的
和
，保持总压为
，发生反应4.当
时
的平
衡转化率随温度
以及
下NO 的平衡转化率随投料比
的变化关系如图：
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①能表示此反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A．气体的密度保持不变
B．
的浓度不变
C．
②表示
时
的平衡转化率随温度
的变化关系曲线是 (填“＂或“II")，理由是 。
③a、d 两点对应的平衡常数大小比较为
(填“>”“<”或“=”)
。
④b 点对应条件下的压强平衡常数
(
为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分
数，列出计算式即可)。
9．（2024·北京海淀期中）黄铁矿[主要成分为二硫化亚铁(FeS2)]、焦炭和适量空气混合加热发生如下反应：
i．3FeS2+2C+3O2=3S2+Fe3O4+2CO
(1)反应i 生成1molS2时，转移电子的物质的量为 mol。
(2)反应i 所得气体经冷凝回收S2后，尾气中还含有CO 和SO2。将尾气通过催化剂进行处理，发生反应ii，
同时发生副反应iii。
ii．2SO2(g)+4CO(g)
S2(g)+4CO2(g) ΔH<0
iii．SO2(g)+3CO(g)
COS(g)+2CO2(g) ΔH<0
理论分析及实验结果表明，600~1000K 范围内，SO2平衡转化率接近100%。其他条件相同，不同温度下，
S2、COS 平衡产率和10min 时S2实际产率如图。
①从资源和能源利用的角度说明用反应ii 处理尾气的好处： 。
②随温度升高，S2平衡产率上升，推测其原因是 。
③900K，在10min 后继续反应足够长时间，推测S2实际产率的变化趋势可能为 。
(3)处理后的尾气仍含少量SO2，经Na2CO3溶液洗脱处理后，所得洗脱液主要成分为Na2CO3、NaHCO3和
Na2SO3.利用生物电池技术，可将洗脱液中的Na2SO3转化为单质硫(以S 表示)回收。
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①该装置中，正极的电极反应式为 。
②一段时间后，若洗脱液中
的物质的量减小了1mol，则理论上
减小了 mol。
10．（2024·北京东城一模）利用零价铁(Fe)耦合过硫酸盐(
)和过氧化氢产生自由基去除污水中的有
机化合物是目前研究的热点。其中自由基
和HO·产生的机理如图所示。
(1)
的结构式是
，则
的结构式是 。
(2)过程ⅰ中反应的离子方程式是 。
(3)过程ⅱ会导致溶液酸性增强，其中硫元素在反应前后均为＋6 价。该过程参与反应的物质还有(填化学式)
。
(4)探究零价铁和
混合氧化剂体系降解水样中有机化合物M 的能力。
Ⅰ.通过加入甲醇或叔丁醇探究不同自由基降解M 的能力。测得M 的残留百分含量随时间变化如图所示。
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已知：该实验条件下，甲醇同时消耗HO·和
，叔丁醇只消耗HO·
a．X 中加入的是 (填“甲醇”或“叔丁醇")。
b．0～20min，Z 中降解M 的自由基主要是HO·，判断依据是 。
Ⅱ.探究混合氧化剂中
的物质的量分数对水样中总有机碳(TOC)去除率的影响。实验开始时，水样的
pH=7 且加入的
相同，其他条件不变。在相同时间内测得的实验数据如图所示。
注：TOC 是以碳的含量表示水中有机化合物的总量。
a．从①到④，TOC 去除率升高的原因是 。
b．从④到⑦，TOC 去除率下降的原因是 。
11．（2024·湖北圆创联盟一模）丙烯是有机化工中的重要原料，可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢
工艺制备，其主反应和有关物质的燃烧热数据如下。
Ⅰ.丙烷直接脱氢工艺：
Ⅱ.丙烷氧化脱氢工艺：
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物质
燃烧热
-2219.9
-2058.0
-285.8
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ的
，其自发进行的条件是 。丙烷在不同温度下按照一定流速通过铬催
化剂反应相同时间，所得混合物中部分物质的体积分数如下表所示，实际控制温度为580℃，原因是
。
510℃
550℃
580℃
620℃
丙烷（%）
64.82
57.87
37.76
31.91
丙烯（%）
12.33
15.85
22.72
23.13
乙烯（%）
0.12
0.19
0.20
0.71
甲烷（%）
1.50
2.78
4.03
7.31
氢气（%）
20.47
18.99
25.45
31.14
(2)①反应Ⅱ属于自由基反应，其反应历程如下，写出第iv 步的反应方程式。
i）
ii）
iii）
iv） 。
(3)将
、
置于某恒温（高于100℃）、恒压（p）的密闭容器中进行反应Ⅱ时，发生了副反
应Ⅲ：
。达平衡时的体积分数
，
，则
的选择性为 （
的选择性
，计算结
果保留3 位有效数字），反应Ⅲ的
（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分
数）。
(4)使用惰性电极电解
的酸性溶液制丙烯，其装置如下图所示。
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①若以铅酸蓄电池作为直流电源，其工作时负极质量 （填“增大”“减小”或“不变”）。
②X 电极的电极反应式为 。
12．（2024·山东师范大学附属中学考前适应性测试）研究
、
的转化具有重要的意义。
I．脱除汽车尾气中NO 和CO 包括以下两个反应：
反应i．
；
反应ii．
(1)反应过程中各物质相对能量如图(TS 表示过渡态)：
和
反应生成
的热化学方程式为 。
(2)将恒定组成的NO 和CO 混合气体通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图。
NO 和CO 的脱除应选择 (填“高温”或者“低温”)。表示
的浓度变化曲线的是 。
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实验过程中，高于340℃后物质c 浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是 。450℃时，该时
间段内NO 的脱除率= (保留2 位有效数字，NO 的脱除率
)。
II．将
转化为HCOOH 等化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。
已知：
。
(3)该反应在恒温、恒容的密闭容器中进行，
和
的投料浓度均为
，平衡常数
，
则
的平衡转化率约为 。
(4)为提高效率，某研究小组参考文献优化上述方法，在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M 的DMSO(有机
溶剂)溶液，
和
在溶液中反应制备HCOOH，反应过程中保持
和
的压强不变，总反应
的反应速率为v，反应机理如下列三个基元反应，各反应的活化能
(不
考虑催化剂活性降低或丧失)。
反应iii：
反应iv：
反应V：
①催化剂M 足量条件下，下列说法正确的是 。
A．v 与
的压强无关
B．v 与溶液中溶解
的浓度无关
C．温度升高，v 不一定增大
D．在溶液中加入
，可提高
转化率
②实验测得：
，
下，v 随催化剂M 浓度c 变化如图。
时，v 随c 增大而
增大；
时，v 不再显著增大。请解释原因 。
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13．（2024·湖北宜荆荆第四次适应性考试）甲醇是重要的化工原料，甲醇的制备与应用也是国际研究的
热点。
I．某温度下，利用
生产甲醇主要涉及以下反应。
反应1.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
；
反应2.CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(g)
；
(1)反应1 自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)升高温度，
的值将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)向绝热恒容密闭容器中充入等物质的量的CO2(g)和H2(g)发生上述反应，下列可说明反应已达平衡状态的
是___________(填编号)。
A．容器内温度不变
B．混合气体平均密度保持不变
C．CH3OH 的体积分数保持不变
D．v 正(CO2)=v 逆(CO)
(4)在恒温密闭容器中，发生反应1 和反应2，CO2的平衡转化率[α(CO2)%]和甲醇选择性[CH3OH%=
]随着温度变化关系如图所示。
①写出一种增大平衡时CH3OH 选择性的方法 。
②分析温度高于236°C 后CO2转化率下降的原因 。
③在244°C，向容积为V 的容器内投入1molCO2(g)和3molH2(g)充分反应，计算平衡时生成CH3OH 的物质的
量为 mol(计算结果保留两位有效数字)。
II.工业上也可用电化学法制备甲醇。
(5)采用如图原电池制备甲醇。通入CO 的一端发生的电极反应为 。
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14．（2024·山东淄博三模）
和
的重整制氢涉及如下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)
，该反应能 （填“高温”或“低温”）自发进行。
(2)一定温度下，向容积不等的恒容密闭容器中分别通入等量的
发生反应Ⅰ，经过相同时间，测得各容
器中
的转化率与容器容积的关系如图所示，下列说法正确的是______。
A．b、c 点的
B．正反应速率
C．a 点所示条件下满足
D．在a 点再通入
，平衡后
的转化率将增大
(3)在恒压
下按组成
通入混合气体，反应相同时间后，
、
和
的体积分数随温度的变化关系如图甲所示，测得平衡状态下
的收率和
的转化率随温度的变化曲
线如图乙所示。
[已知：
的收率
，
的收率
]
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①
时，
的体积分数为 ，在
范围内，其他条件不变，随着温度升高，
的
体积分数先增大而后减小，其原因可能是 。
②计算
，
的收率
。保持恒压
和投料比
不变，不通入
，则相
同温度下
转化率 （填“增大”“减小”或“不变”）。
③设
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
）除以
。计算
时反应Ⅰ的相对压力平衡常数为
（列式表示）。
15．（2024·辽宁沈阳第二中学模拟）利用下列反应可减少
排放，是实现“双碳”目标的途径之一。
I．
II．
III．
请回答：
(1)反应I 自发进行的条件是 。(填“高温”、“低温”或“任何温度”)
(2)一定压强下，往某密闭容器中按投料比
充入
和
反应达到平衡时，测得各组
分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①下列说法正确的是 。
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A．图中X、Y 分别代表CO、
B．增大
的比值，
的平衡转化率增大
C．若容器内混合气体的密度不再随时间改变时，说明反应已达到平衡状态
D．250℃时，反应II 的平衡常数K<1
②体系中的
物质的量分数受温度的影响不大，试分析原因 。
(3)在一定温度下，在一容积固定的密闭容器中充入1mol
(g)和3mol
(g)，仅发生反应I。起始时容
器内气体的总压强为16p kPa，平衡时
(g)的体积分数为30%，则该温度下反应I 的平衡常数
(用含p 的表达式表示)。(已知：用气体分压计算的平衡常数为
，分压=总压×物质的量分数)。
(4)多相催化反应是在催化剂表面通过“扩散→吸附→反应→脱附”四个基本过程进行的。
的平衡转化
率随着
浓度的增加先增大后减小，减小的原因是 。如图，我国学者发现T℃时，在铜催化
剂上二氧化碳加氢的反应机理如下，其中反应II 为慢反应，请画出反应能量变化图像。
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