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2023——2024 年解密高考化学大一轮复习精讲案
第七章 化学反应速率和化学平衡
微专题八 化学反应原理专题训练
考点一：热化学方程式
1.概念:表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.意义:不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105Pa 下，1 mol 氢气和0.5 mol
氧气完全反应生成1 mol 液态水时放出285.8 kJ 的热量。
3.书写步骤
4.书写原则
[微点拨]
①热化学方程式不注明反应条件。
②热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq 等标出物质的聚集状态。
③热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其ΔH 必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
考点二：反应热的计算类型
a.利用热化学方程式进行有关计算。
1
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根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应焓变当
作“产物”,计算反应的反应热。
b.依据燃烧热数据,利用公式直接计算反应热。
反应热=燃烧热×n(可燃物的物质的量)
c.根据图示中能量变化来确定焓变
ΔH=H(生成物)-H(反应物)
如图Ⅰ:ΔH=H1-H2<0,该反应为放热反应;
如图Ⅱ:ΔH=H2-H1>0,该反应为吸热反应;焓变=a-b。
d.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算反应热。如反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学
键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。
e.根据盖斯定律进行计算
考点三：电化学模型
1、原电池工作原理
2、电解池工作原理
考点四：化学反应速率及化学平衡
2
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一、化学反应速率
1、化学反应速率的计算
①平均速率的计算
v＝
②瞬时速率的计算
对于反应：aA＋bB===gG＋hH；则v＝kca(A)·cb(B)(其中k 为速率常数)。
2、化学反应速率常数与化学平衡常数的关系
＝K
3、化学反应速率与活化能的关系
活化能越大，化学反应速率越快
4、v (正)与v (逆)的关系
判断可逆反应的反应方向以及反应是否达到平衡
Q＝K
体系处于平衡状态
v (正)=v (逆)
Q<K
反应正向进行
v (正)>v (逆)
Q>K
反应逆向进行
v (正)<v (逆)
5、v ——t 图的应用
(1)某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋
O2(g)
2SO3(g) ΔH<0 的正、逆反应速率的影响如图所示。
①加催化剂对反应速率影响的图像是C(填字母，下同)，平衡不移动。
②升高温度对反应速率影响的图像是A，平衡向逆反应方向移动。
③增大反应容器体积对反应速率影响的图像是D，平衡向逆反应方向移动。
④增大O2的浓度对反应速率影响的图像是B，平衡向正反应方向移动。
(2)常见含“断点”的速率变化图像分析
图像
t1时刻所
改变的条
件
温度
升高
降低
升高
降低
适合正反应为放热的反应
适合正反应为吸热的反应
压
增大
减小
增大
减小
3
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强
适合正反应为气体物质的量增大的
反应
适合正反应为气体物质的量减小的
反应
6、影响化学反应速率的因素
二、化学平衡
1、判断化学平衡状态的方法
列举反应
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
是否平衡状态
混合物体系中各
成分的量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定
不一定平衡
正反应速率与逆
反应速率的关系
①在单位时间内消耗了m mol A,同时生成m mol A,即v 正
=v 逆
平衡
②在单位时间内消耗了n mol B,同时消耗了p mol C,即v 正
=v 逆
平衡
v(A) v(B) v(C) v(D)=m n p q,v
∶
∶
∶
∶∶∶
③
正不一定等于v 逆
不一定平衡
④在单位时间内生成n mol B,同时消耗了q mol D,v 正不一
定等于v 逆
不一定平衡
压强
①若m+n≠p+q,总压强一定(其他条件一定)
平衡
②若m+n=p+q,总压强一定(其他条件不变)
不一定平衡
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混合气体的平均
相对分子质量
(Mr)
Mr
①
一定,m+n≠p+q
平衡
Mr
②
一定,m+n=p+q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量的变化,当体系温度一定时(其他
条件不变)
平衡
颜色
颜色不再变化
平衡
体系的
密度(ρ)
密度一定
不一定平衡
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
v(
①
正)>v(逆):平衡向正反应方向移动。
v(
②
正)=v(逆):反应达到平衡状态,平衡不发生移动。
v(
③
正)<v(逆):平衡向逆反应方向移动。
3.外界因素对化学平衡的影响
①勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的条件之一（温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度
等），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
②影响化学平衡的外界因素
在一定条件下，aA(g)+bB(g)
mC(g) ΔH＜0 达到平衡后，若其他条件不变，改变一定条件，对平衡
的影响如下：
改变的条件（其他条件不变）
化学平衡的移动
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强（对气体存在
的反应）
a+b≠m
增大压强
向气体总体积减小的方向移动
减小压强
向气体总体积增大的方向移动
a+b=m
改变压强
平衡不移动
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温度
升高温度
向吸热(逆反应)方向移动
降低温度
向放热(正反应)方向移动
催化剂
使用催化剂
平衡不移动
③几种特殊情况说明
A.改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响。
B.“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
②恒温、恒压条件
C.同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，可视为压强的影响。
D.改变温度，平衡一定移动；对气体加压(缩小体积)无论平衡是否移动，各气体浓度均增大，反之亦然。
4.化学平衡常数
(1)浓度平衡常数
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时，
。
（固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中）
(2)压强平衡常数
①对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，达到平衡时，其压强平衡常
数Kp 可表示为:
。(Kp 只与温度有关)
P(C)
②
、P(D)、P(A)、P(B)表示生成物和反应物的分压：
。
(3)意义
A.K 值越大，反应物的转化率越高，正反应进行的程度越大。
B.K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度(或压强)变化无关。
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C.化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
(4)化学平衡常数的应用
①判断、比较可逆反应进行的程度
一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：
K
正反应进行的程度
平衡时生成物浓度
平衡时反应物浓度
反应物转化率
越大
越大
越大
越小
越高
越小
越小
越小
越大
越低
②判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向：对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)
＋qD(g)，若浓度商Qc＝
，则
③判断可逆反应的热效应
④计算反应物的转化率
5、化学平衡图像
类型一 vt 图像解释
某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH<0 的正、逆反应速率的影响如图所示。
①加催化剂对反应速率影响的图像是C(填字母，下同)，平衡不移动。
②升高温度对反应速率影响的图像是A，平衡向逆反应方向移动。
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③增大反应容器体积对反应速率影响的图像是D，平衡向逆反应方向移动。
④增大O2的浓度对反应速率影响的图像是B，平衡向正反应方向移动。
类型二 “先拐先平”解决单一变量的平衡图像
已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效
应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。
[以mA(g)＋nB(g)
pC(g)中反应物A 的转化率αA为例说明]
(1)“先拐先平，数值大”原则
分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。
①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如甲中T2＞T1。
②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙中p1＞p2。
③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a 使用催化剂。
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法
①图甲中，T2＞T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。
②图乙中，p1＞p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。
③若纵坐标表示A 的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。
类型三 “定一议二”解决多变量的平衡图像
以反应A(g)＋B(g)C(g) ΔH＜0 为例
(1)“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A 的转化率大小来判断平衡移动的方向，
从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如乙中任取两条压强曲线研究，
压强增大，αA增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，甲中任取一曲线，也能得出结论。
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法
通过分析相同压强下不同温度时反应物A 的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。
如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
平衡图像中非平衡点的v 正、v 逆分析
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对于化学反应mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，L 线上所有的点都是平衡点。
左上方(E 点)，A%大于此压强或温度时平衡体系中的A%，E 点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态
所以，E 点v 正＞v 逆；则右下方(F 点)v 正＜v 逆。
类型四 “点—线—面”三角度分析特殊图像
对于化学反应mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，在相同时间段内，M 点前，表示化学反应从反应物开始，
则v 正＞v 逆，未达平衡；M 点为刚达到的平衡点。M 点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%
减小)，平衡逆向移动，ΔH＜0。
[思维建模]
1.船舶柴油机发动机工作时，反应产生的N Ox尾气是空气主要污染物之一，研究N Ox的转化方法和机理
具有重要意义。
已知：2 NO( g)+O2( g)⇌2 N O2( g) Δ H 1=−113kJ ⋅mol
−1
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6 N O2( g)+O3( g)⇌3 N 2O5( g) Δ H 2=−227 kJ ⋅mol
−1
4 N O2( g)+O2( g)⇌2 N 2O5( g) Δ H 3=−57 kJ ⋅mol
−1
(1)O3氧化脱除NO的总反应是NO(g)+O3(g)⇌N O2(g)+O2(g) Δ H 4= ______ 。
(2)该反应过程有两步：
，反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数k甲 ______ k乙(填“>”、“<”或“≈”)，原因是
______ 。
(3)已知：2 NO(g)+O2(g)⇌2 N O2(g)的反应历程分两步：
步骤
反应
活化能
正反应速率方程
逆反应速率方程
Ⅰ
2 NO(g)⇌N 2O2(g)(快)
Ea1
v1 正=k1⋅c
2( NO)
v1逆=k2⋅c( N 2O2)
Ⅱ
N 2O2(g)+O2(g)⇌2 N O2(g)(
慢)
Ea2
v2 正=k3⋅c( N 2O2)⋅c(O v2 逆=k 4⋅c
2( N O2)
①则反应Ⅰ与反应Ⅱ的活化能：Ea1 ______ Ea2(填“>”“<”或“=”)。反应
2 NO(g)+O2(g)⇌2 N O2(g)的平衡常数K c = ______ (用K 1、K 2、K 3、K 4表示)。
②在400k、初始压强为3×10
5 Pa的恒温刚性容器中，按2：1通入NO和O2，一定条件下发生反应。达平
衡时NO转化率为90 %，O2转化率为40 %。则2 NO(g)⇌N 2O2(g)的平衡常数K c = ______ (分压=总压
×物质的量分数；理想气体状态方程pV =nRT，R =8314 Pa⋅L⋅mol
−1⋅K
−1)。
(4)某研究小组将2molN H 3、3molNO和一定量的O2充入2 L密闭容器中，在A g2O催化剂表面发生反应
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(4 N H 3+6 NO⇌5 N 2+6 H 2O)，NO的转化率随温度的变化情况如图所示：
5
①min内，温度从420 K升高到580 K，此时段内NO的平均反应速率v( NO)= ______ (保留3位有效数
字)。
②无氧条件下，NO生成N 2的转化率较低，原因可能是 ______ 。
2.加深对含氮氧化物的研究，有利于为环境污染提供有效决策。回答下列问题：
(1)已知：2 NO(g)+O2(g)⇌2 N O2(g) Δ H 1=−114 kJ ⋅mol
−1；
C(s)+O2(g)⇌C O2(g) Δ H 2=−393.5kJ ⋅mol
−1；
2 NO(g)⇌N 2(g)+O2(g) Δ H 3=−181kJ ⋅mol
−1。
C(s)与N O2(g)反应生成N 2(g)和C O2(g)的热化学方程式为 ______ ；关于该可逆反应，改变下列条件，
一段时间后，正反应速率增大的是 ______ (填字母)。
A.恒温下，缩小反应容器体积
B.恒容下，降低反应温度
C.恒温恒容下，通入一定量的N 2
D.恒温恒容下，将C O2移出容器
(2)T °C时，存在如下平衡：2 N O2(g)⇌N 2O4(g)。该反应正、逆反应速率与N O2、N 2O4的浓度关系
为：v 正=k 正c
2( N O2)、v逆=k 逆c( N 2O4)(k 正、k 逆为速率常数，仅与温度有关)，且
lg v 正～lgc( N O2)与lg v逆～lgc( N 2O4)的关系如图所示。
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①表示v 正的直线是 ______ (填“A”或“B“)。
②T ℃时，该反应的平衡常数K = ______ 。
③T ℃时，向刚性容器中充入一定量N O2，平衡后测得c( N O2)为0.1mol⋅L
−1，平衡时N O2的转化率
为 ______ (保留一位小数)。平衡后v逆= ______ (用含a的表达式表示)。
④上题③中的反应达到平衡后，其他条件不变，继续通入一定量的N O2，N O2的平衡浓度将 ______ (填
“增大”“减小”或“不变”)。
(3)为减少汽车尾气中N Ox的排放，某研究小组在实验室以耐高温催化剂催化NO转化为N 2，测得NO转
化为N 2的转化率随温度变化情况如图所示。结合(1)中的反应，若不使用CO，温度超过775 K，发现NO
转化为N 2的转化率降低，其可能的原因是 ______ ；用平衡移动原理解释加入CO后，NO转化为N 2的转
化率增大的原因： ______ 。
3.异丁烷(i−C4 H 10)在催化剂的作用下重排为正丁烷(n−C4 H 10)的过程被称为异丁烷的反向异构化，该
过程除了反向异构化主反应外，还伴随有裂解、生焦等副反应，涉及的部分反应的标准摩尔反应焓变
( Δr H T
θ )如下表：
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Reactionequation
Δr H T
θ (kJ /mol)
T =280℃
T =300℃
T =320℃
i−C4 H 10+ H 2→C H 4+C3 H 8
反应1
−48.48
−48.48
−49.20
i−C4 H 10+ H 2→2C2 H 6
反应2
−40.51
−40.94
−41.36
i−C4 H 10→n−C4 H 10
反应3
8.27
8.21
8.15
2i−C4 H 10→C3 H 8+i−C5 H 12
反应4
11.23
11.12
11.04
2i−C4 H 10→C3 H 8+i−C5 H 12
反应5
18.06
18.02
17.98
(1)主反应分三步发生，第一步是异丁烷脱氢生成异丁烯，Δr H T
θ =−122kJ /mol，第二步是异丁烯异构
化为反−2−丁烯，Δr H T
θ =+3.2kJ /mol，则300℃时，第三步的热化学方程式为 ______ (假设前两步
反应的Δr H T
θ不随温度发生变化)。
(2)设K p
r 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p0( p0=100kPa)。反应1、3、5的ln K p
r 随1
T (温度的倒数)的变化
如图所示：
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①主反应的相对压力平衡常数表达式为K p
r = ______ 。
②在图中A点对应温度下、原料组成为n(i−C4 H 10)：n( H 2)=1：9、初始总压为2 MPa的恒容密闭容器
中进行反应，体系达到平衡时异丁烷的分压为60kPa，则产物正丁烷的选择性为 ______ %(保留小数点后
两位，正丁烷的选择性= 正丁烷的产量
异丁烷的转化量×100 %)。
(3)工业上研究多种条件对反应体系热力学平衡的影响
①为了抑制裂解副反应的发生以及促进2−丁烯加氢，反应体系需要加入一定量的H 2，并控制合适的氢/
油摩尔比(投料时H 2和异丁烷的物质的量之比)，下列说法正确的是 ______ 。
A.氢/油摩尔比较低时，有利于异丁烷脱氢生成烯烃，促进反向异构化反应的发生
B.氢/油摩尔比较低时，裂解、生焦等副反应会减少
C.氢/油摩尔比较高时，会抑制了异丁烷脱氢，阻碍了进一步的反向异构化反应
D.氢/油摩尔比较高时，会降低了异丁烷在反应体系中的烃分压，从而导致反向异构化的反应速率下降
②保持其他条件不变，考察反应温度对异丁烷反向异构化的影响，如图所示：
反应温度(T )对异丁烷转化率( x)、正丁烷收率( y1)、正丁烷选择性(s1)、C1～C3收率( y2)和C1～C3选
择性(s2)的影响
由图分析，异丁烷反向异构化的最有利温度应为 ______ 。
③保持其他条件不变，考察液时体积空速(即原料通过催化剂表面的速率)对异丁烷反向异构化的影响，如
图所示：
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液时体积空速( LHSV )对异丁烷转化率( x)、正丁烷收率( y1)、正丁烷选择性(s1)、C1～C3收率( y2)和
C1～C3选择性(s2)的影响
请分析液时体积空速过高对正丁烷收率造成不利影响的原因是 ______ 。
(4)研究结果表明，正丁烷蒸汽裂解时乙烯、丙烯收率为32.14 %、21.69 %，而异丁烷蒸汽裂解时乙烯、丙
烯收率为7.46 %、24.59 %，由此分析，工业上将异丁烷反向异构化的实际意义在于 ______ 。
4.大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NO，必须脱除(即脱硝)后才能排放。臭氧是理想的烟
气脱硝剂，其脱硝反应之一为：
NO( g)+O3( g)⇌N O2( g)+O2( g)△H =−200.9kJ ⋅mol
−1。
(1)若NO( g)+1/2O2( g)⇌N O2( g)△H =−58.2kJ ⋅mol
−1，
则反应3 NO(g)+O3(g)⇌3 NO(g)的△H =______kJ ⋅mol
−1。
(2)对于反应NO(g)+O3(g)⇌N O2(g)+O2(g)，在不同温度下，分别向10 L的恒容密闭容器中按1：1
充入一定量的NO和O3发生反应，其中NO的物质的量随时间变化如图所示：
①写出一种既能加快化学反应速率，又能增大NO转化率的方法______。
②图中 T 1______T 2(填“>”“<”或“=”)。
③温度为T 1时，用NO表示t1～t2s内该反应的平均速率为______，该反应的平衡常数K为______，若NO
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的起始投入量为3amol，则达到平衡时NO的残留量为______mol。
(3)N H 3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，研究发现在以F e2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程
如图。脱硝过程的总反应的化学方程式为______。
5.二氧化碳转化甲醇技术是当前的研究热点，假设该过程仅发生如下3个反应：
反应Ⅰ.C O2(g)+3 H 2(g)⇌C H 3OH (g)+ H 2O(g)K 1 Δ H 1
反应Ⅱ.2C H 3OH (g)⇌C H 3OC H 3(g)+ H 2O(g)K 2 Δ H 2
反应Ⅲ.2C O2(g)+6 H 2(g)⇌C H 3OC H 3(g)+3 H 2O(g)K 3 Δ H 3
(1)上述反应的平衡常数K与温度T的关系都符合：lnK = A + B
T ( A、B都为常数，且都大于零)，则
| Δ H 2| ______ | Δ H 3|(填“>”、“<”或“=)。
(2)在体积为1 L的刚性容器中，仅发生反应Ⅰ，投料比
n( H 2)
n(C O2) =3，反应一段时间后，在无分子筛膜时甲
醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H 2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。
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①下列说法能作为反应Ⅰ达到平衡状态的判据是 ______ (填字母)。
A.气体密度不再变化
B.C O2的体积分数不再变化
C.气体平均相对分子质量不再变化
D.C O2、H 2的物质的量之比为1：3
②有分子筛时，P点之前甲醇的产率随温度升高而升高的原因是 ______ 。
210
③
℃下，反应达到平衡时，该容器中未通过膜的H 2O分子占反应生成的H 2O分子的百分比为
______ (用a表示)。
(3)C H 3OH (g)在γ −A l2O3固体表面发生反应Ⅱ要经历：吸附→表面反应→脱附三个阶段，其机理如图
所示。
①发生脱附的是历程 ______ (填数字)。
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②已知历程5的化学方程式为：H O
∗+ H
∗→H 2O
∗(用∗标注吸附的原子)，写出历程3的化学方程式：
______ 。
(4)甲醇可作为燃料电池的燃料。
①某甲醇燃料电池的部分结构如图所示，该电池的负极反应式为 ______ 。
②已知氢气和甲醇的热值分别为143kJ / g和23kJ / g，与车载氢气供能模式相比，车载甲醇供能模式的
优势是 ______ 。(已知燃料的能量密度单位为：kJ /m
3)
6.研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)N Ox的排放主要来自于汽车尾气，包含N O2和NO，有人提出用活性炭对N Ox进行吸收，发生如下反
应：
C( x)+2 NO(g)⇌N 2(g)+C O2(g)△H =−34.0kJ /mol。对于反应T 1℃时，借助传感器测得反应在
不同时间点上各物质的浓度如下：
时间(min)
浓度(mol / L)
物质
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N 2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
0
①～10min内，NO的平均反应速率v( NO)= ______ ，当升高反应温度，该反应的平衡常数K
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______ (选填“增大”、“减小“或“不变”)。
30
②
min后.只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是 ______ (填
字母)。
a.加入一定量的活性炭
b.通入一定量的NO
c .适当缩小容器的体积
d .加入合适的催化剂．
(2)科研人员发现碘蒸气存在能大幅度提高N 2O的分解速率，反应历程为
第一步：I 2(g)→2 I (g)(快反应)
第二步：I (g)+ N 2O(g)→N 2(g)+ IO(g)(慢反应)
第三步：2 IO(g)+2 N 2O(g)→2 N 2(g)+2O2(g)+ I 2(g)(快反应)
实验表明，含碘时N 2O分解速率方程v =k ⋅c( N 2O)⋅[( I 2)]
0.5(k为速率常数)，下列表述正确的是
______ (填字母)。
A.I 2(g)是反应的催化剂，I 2(g)浓度增大，N 2O分解反应速率增大
B.第二步是整个反应的决速步骤
C.I 2(g)能降低反应的焓变，从而化学反应速率增大
(3)工业生产硝酸的核心反应之一是在恒压装置中将NO转化为N O2：
反应Ⅰ. NO(g)+ 1
2 O2(g)⇌N O2(g)△H
目前认为反应Ⅰ分两步进行：
反应Ⅱ.2 NO(g)⇌N 2O2(g)△H <0(快速平衡)
反应Ⅲ. N 2O2(g)+O2(g)⇌2 N O2(g)
反应Ⅲ的速率方程为v =k ⋅p( N 2O2)⋅p(O2)
①控制投料比n( NO)：n(O2)=2：1，在不同条件下，反应Ⅰ中NO转化率随时间的变化如图所示：
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由图知相同压强下反应Ⅰ的速率随温度升高而 ______ (填写“增大”“减小”)，可能的原因是 ______ 。
②已知不同温度下反应Ⅰ的浓度平衡常数K c如下表：
温度/℃
27
77
127
177
227
500
平衡常数K c
1.1×10
6
1.3×10
4
3.7×10
3
5.61×10
2
1.2×10
2
1.0
NO由N H 3催化氧化得到，而催化后的产物气体往往高于800°C，为使反应I顺利进行，工艺上须将产物
气体冷却到100°C以下，再进行反应。“急刷冷却”的原因有：低温下有利于反应速率增大； ______ 。
(4)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染.需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发
生
反
应
2 NO(g)+2CO(g)= N 2(g)+2C O2(g)△H =−746.8kJ ⋅mol
−1。
实
验
测
得
：
v 正=k 正⋅p2( NO)⋅p(CO)，v逆=k 逆⋅p( N 2)⋅p((O2)，其中k 正、k 逆分别为正、逆反应速率常数，
只与温度有关；p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。一定温度下在刚性密闲容器中充入CO、NO和
N 2物质的量之比为2：2：1，压强为p0kPa。达平衡时压强为0.9 p0kPa，则
k 正
k 逆
= ______ 。
7.环戊烯(
)是无色液体，主要用作共聚单体、溶剂，也可用于有机合成。
在催化剂作用下，可通过环戊二烯(
)选择性还原制得，体系中同时存在如下反应：
反应Ⅰ：
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反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)标准状态下，由最稳定的单质合成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓，最稳定的单质的
标准摩尔生成焓为0。已知气态环戊二烯(
)的标准摩尔生成焓为+134.3kJ ⋅mol
−1，则气态环戊烯(
)的标准摩尔生成焓为 ______ 。
(2)下列有关该反应体系的说法正确的是 ______ (填标号)。
A.恒温恒压下，混合气体的密度不变时，反应达到平衡
B.恒温恒容下，通入Ar，环戊二烯(
)的平衡转化率增大
C.升高温度，反应Ⅲ正反应速率增大，逆反应速率减小
D.反应Ⅰ的活化能Ea( 正)< Ea(逆)
(3)在相同时间内测得环戊二烯(
)的转化率和环戊烯(
)的产率与温度的关系如图所示。若只考
虑反应Ⅰ和反应Ⅱ，表示环戊二烯(
)的转化率的曲线为 ______ (填“L1”或“L2”)，T 1～T 2℃内，
曲线L1的值增加而曲线L2的值减小的可能原因是 ______ 。
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(4)在T ℃下，向某密闭容器中加入2mol环戊二烯(
)和amol H 2，测得平衡时，容器中环戊二烯(
)和环戊烷(
)的物质的量相等，环戊烯(
)的选择性为80 %(选择性
= 生成目标产物所消耗的原料量
全部所消耗原料量
×100 %)，H 2的转化率为50 %，则a= ______ 。反应Ⅲ以物质的量
分数表示的平衡常数K x 3= ______ 。
(5)环戊烯衍生物可以通过电化学方法合成。某团队以NaI作为碘源，用
和
( R为含苯环的基团)合成了环戊烯衍生物，制备原理如图所示：
阳极区的总反应为
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(将上述方程式补充完整) ______ 。标准状况下，生成22.4 L H 2电路中转移电子 ______ mol。
8.据国际能源署预测，2050年氢燃料电池汽车的比重将提高至15 %。
Ⅰ.天然气(C H 4)和H 2O重整制氢
反应①：C H 4(g)+ H 2O(g)⇌CO(g)+3 H 2(g) Δ H l
反应②：CO(g)+ H 2O(g)⇌C O2(g)+ H 2(g) Δ H 2=−41.0kJ ⋅mol
−1
(1)已知H 2O(g)⇌H 2O(l) ΔH =−44.0kJ ⋅mol
−1，相关物质的燃烧热如下表，则Δ H 1= ______ 。
物质
C H 4(CO(gH 2(g
燃烧热
(kJ ⋅mol
−1) 890.3 282.8285.8
(2)700℃时，向一恒容容器中投入1 MPaC H 4和3 MPa H 2O，达到平衡时CO、C O2的分压分别为
aMPa和bMPa，则反应①的平衡常数K p= ______ 。
(3)H 2的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。请从平衡移动的角度解释T >600℃时，H 2的平衡
产率几乎不变的原因 ______ 。
(4)已知反应③：CaO(s)+C O2( g)⇌CaC O3(s) Δ H 3=−178.8kJ ⋅mol
−1。研究发现加入适量CaO
有利于重整制氢，如图1所示。加入CaO的优点有 ______ (填字母)。
A.促进反应②平衡正向移动，提高H 2的平衡产率
B.消耗C O2，提高H 2的纯度
C.反应③放热，为重整体系提供能量
D.减少C O2排放，有利于碳中和
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Ⅱ.氨硼烷( N H 3 B H 3，熔点104℃)水解制氢
(5)1molN H 3 B H 3完全水解可以生成3mol H 2和一种可溶性的含氧酸盐( N、B均未变价)，请写出
N H 3 B H 3完全水解的离子反应方程式 ______ 。
(6)吉林大学于吉红院士团队研究发现Pt催化剂上N H 3 B H 3的水解速度主要受H 2O和N H 3 B H 3脱氢反
应的影响，如图2所示。请写出决速步的化学反应方程式 ______ 。
9.C O2资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。
Ⅰ.C O2制甲醇，过程如下：
i.催化剂活化：I n2O3(无活性
有活性)
ii.C O2与H 2在活化后的催化剂表面可逆的发生反应①，其反应历程如图1。同时伴随反应②：
C O2(g)+ H 2(g)⇌CO(g)+ H 2O(g) ΔH =+ 41.2kJ /mol
(1)反应①每生成1molC H 3OH (g)放热49.3kJ，写出其热化学方程式： ______ 。
(2)C O2与H 2混合气体以不同的流速通过反应器，气体流速与C O2转化率、C H 3OH选择性的关系如图2。
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已知：C H 3OH选择性= n(
C
生成H 3OH所
用
的
O2)
n(
C
转化的O2)
。流速加快可减少产物中H 2O的积累，减少反应
______ (用化学方程式表示)的发生，减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。
(3)对于以上C O2制甲醇的过程，以下描述正确的是 ______ (填序号)。
A.反应中经历了¿−C、¿−O键的形成和断裂
B.加压可以提高C O2的平衡转化率
C.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
Ⅱ.一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用SnO2(mSnO2/CC )和CuO纳米片(CuONS /CF )作催化电极，电
化学法制备甲酸(甲酸盐)的工作原理如图所示。
(4)①b极为直流电源的 ______ 极，阴极表面发生的电极反应式为 ______ 。
②若有1mol H
+通过质子交换膜时，生成HCOO
−和HCOOH共 ______ mol。
10.工业上将C O2转化为高附加值的化学产品有利于缓解温室效应。回答下列问题：
(1)已知如下反应：
i.C O2(g)+ H 2(g)⇌H 2O(g)+CO(g)△H =+ 41.4 kJ ⋅mol
−1
ii.CO(g)+2 H 2(g)⇌C H 3OH (g)△H =−90.5kJ ⋅mol
−1
若某反应的平衡常数表达式为 K = c(C H 3OH )⋅c( H 2O)
c(C O2)⋅c
3( H 2)
，则此反应的热化学方程式为 ______ 。
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(2)在催化剂M xO y作用下，氧化乙苯[
(g)]脱氢制苯乙烯[
(g)]可能存在如图1所示反应机理：
该机理可表示为以下两个基元反应：
i： ______ ；
ii：M xO y −1(s)+C O2(g)= M xO y(s)+CO(g)。
(3)若恒容密闭容器中发生反应：C O2( g)+ H 2( g)⇌CO( g)+ H 2O( g) ΔH =+ 41.4 kJ ⋅mol
−1。在进气
比n(C O2)：n( H 2)不同、温度不同时，测得相应的C O2平衡转化率如图2所示。则B和C两点的温度：
T (B) ______ (填“<”“>”或“=”)T (C )，其原因是 ______ 。
(4)工业上将C O2转化为燃料C H 4，发生的反应如下：
反应Ⅰ：C O2(g)+ 4 H 2(g)⇌C H 4(g)+2 H 2O(g) Δ H 1=−162kJ ⋅mol
−1
反应Ⅱ：C O2(g)+ H 2(g)⇌CO(g)+ H 2O(g) Δ H 2=+ 41.4 kJ ⋅mol
−1
将1molC O2和4 mol H 2充入VL刚性(恒容)密闭容器中，反应相同时间，温度对C O2转化率和催化剂选择
性的影响如图3所示。(注：催化剂的选择性是指发生反应的C O2转化为C H 4或CO的百分比)
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①b点对应的反应条件下v 正(C O2) ______ (填“>”“<”或“=”)v逆(C O2)。
350
②
℃时，反应Ⅰ的平衡常数为K c = ______ (用含V 的式子表示)。
③温度高于400℃时，C O2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 ______ 。
(5)一种从高炉气回收C O2制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如图4所示：
①某温度下，若吸收池的溶液中
c( H 2C O3)
c(C O3
2−)
= 4，则此时溶液的pH = ______ [已知：该温度下
K a1( H 2C O3)=5.0×10
−7，K a2( H 2C O3)=5.0×10
−11mol⋅L
−1]。
②阴极电极反应式为2 H
++2e
−= H 2↑、 ______ 。
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