北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
第九章 化学反应速率与化学平衡
第 1 节 化学反应速率
五年高考
1.★(2022浙江1月选考,19,2分)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)
3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间
变化关系如图中曲线乙所示
答案 C
2.★★(2023广东,15,4分)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应历程(如
图)中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是( )
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A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
答案 C
3.★★(2021浙江1月选考,19,2分)取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I-存在下分
解:2H O 2H O+O ↑。在一定温度下,测得O 的放出量,转换成H O 浓度(c)
2 2 2 2 2 2 2
如下表:
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列说法不正确的是( )
A.反应20 min时,测得O 体积为224 mL(标准状况)
2
B.20~40 min,消耗H O 的平均速率为0.010 mol·L-1·min-1
2 2
C.第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
D.H O 分解酶或Fe O 代替I-也可以催化H O 分解
2 2 2 3 2 2
答案 C
4.★★(2022浙江6月选考,20,2分)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生
氨的分解反应:2NH (g) N (g)+3H (g)。测得不同起始浓度和催化剂表面
3 2 2
积下氨浓度随时间的变化,如下表所示。下列说法不正确的是( )
时间/minc(NH)/(10-3
编号 3 0 20 40 60 80
mol·L-1)表面积/cm2
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
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A.实验①,0~20 min,v(N )=1.00×10-5 mol·L-1·min-1
2
B.实验②,60 min时处于平衡状态,x≠0.40
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
答案 C
5.★★(2024浙江6月选考,19节选)氢是清洁能源,硼氢化钠(NaBH )是一种环境友好
4
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25 ℃、101 kPa)
NaBH (s)+2H O(l) NaBO (aq)+4H (g) ΔH<0
4 2 2 2
(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[(CH ) CHNH ]
3 2 2
C.加入少量固体硼酸[B(OH) ]
3
D.增大体系压强
(3)为加速NaBH 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、
4
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[n(NaBH )/n(H O)]
4 2
之间的关系,结果如图所示。请解释ab段变化的原因
。
答案 (2)AC (3)ab段随投料比增大,反应物水的物质的量分数降低,微粒间的有
效碰撞减少,生成H 速率降低
2
三年模拟
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6.★★[2025届江浙皖高中(县中)发展共同体10月联考,7]反应2SO (g)+O (g)
2 2
2SO (g)的能量变化如图所示(图中x、y均为正值)。下列说法正确的是( )
3
A.其他条件不变,SO 和O 在V O 表面接触反应,可加快该反应速率
2 2 2 5
B.2SO (g)+O (g) 2SO (l) ΔH=(x-y) kJ/mol
2 2 3
C.反应达到限度时,增大容器容积能增大正反应速率
D.每转移2 mol电子,有11.2 L O 被还原
2
答案 A
7.★★(2025届建德寿昌中学10月检测,9)为了研究外界条件对化学反应速率的影响,
进行了如下实验,涉及的反应为Na S O +H SO Na SO +S↓+SO ↑+H O。
2 2 3 2 4 2 4 2 2
实 Na 2 S 2 O 3 溶液 H 2 SO 4 溶液 加入 出现
验 温度 H 2 O 浑浊
体积/ 浓度/ 体积/ 浓度/
编 /℃ 的体 的时
mL mol·L-1 mL mol·L-1
号 积/mL 间/s
1 20 10 0.1 10 0.1 0 4
2 20 5 0.1 10 0.1 V 8
3 60 10 0.1 10 0.1 0 2
下列说法不正确的是( )
A.实验1和2可探究浓度对化学反应速率的影响
B.实验2中,V=5
C.实验1和3中参加反应的Na S O 和H SO 的浓度均约为0.05 mol·L-1
2 2 3 2 4
D.实验3中,先将Na S O 溶液和H SO 溶液混合,然后用60 ℃水浴加热
2 2 3 2 4
答案 D
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8.★★(2025届浙江名校协作体9月联考,14)现以掺氮碳(NC)、氯化镍为原料在恒温
条件下合成超高密度单原子催化剂(UHD-SAC),常温常压下,其机理如图所示。已
知基元反应Ⅰ需在高压环境下进行,基元反应Ⅱ在任何条件下均可自发进行。下
列说法中正确的是( )
A.基元反应Ⅰ需在高压环境下进行的原因可能是高压下环境对其做功,使ΔG<0,
从而使反应可以进行
B.基元反应Ⅱ的过程中反应体系的熵呈减少趋势
C.从总反应来看,决定该过程反应快慢的是基元反应Ⅰ
D.由于总反应ΔH<0,故在工业生产中,反应温度越低越好
答案 C
9.★★(2024杭州二模,14)55 ℃时,溴代烷在水中可按如下过程进行水解反应:
Ⅰ.RBr R++Br- 慢
Ⅱ.R++H O [ROH ]+ 快
2 2
Ⅲ.[ROH ]+ ROH+H+ 快
2
已知:当R不同时,水解相对速率如下表所示。
R (CH)C (CH)CH CHCH CH
3 3 3 2 3 2 3
水解
100 0.023 x 0.003 4
相对速率
下列说法不正确的是( )
A.第一步反应的活化能最高
B.加入AgNO ,能促进溴代烷的水解
3
C.可以预测x的值介于0.003 4~0.023之间
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D.卤代烃水解速率顺序:(CH ) C—Cl>(CH ) C—Br>(CH ) C—I
3 3 3 3 3 3
答案 D
10.★★(2024绍兴二模,14)在一定温度下,以I 为催化剂,氯苯和Cl 在CS 中发生平
2 2 2
行反应,分别生成邻二氯苯和对二氯苯:
已知:
①两产物浓度之比与反应时间无关。
②反应物起始浓度均为0.5 mol·L-1,反应30 min时,测得氯苯15%转化为邻二氯苯,
25%转化为对二氯苯。下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ
B.保持其他条件不变,改变反应物浓度可以提高产物中邻二氯苯的比例
C.保持其他条件不变,改变催化剂可以提高产物中邻二氯苯的比例
D.保持其他条件不变,适当提高反应温度可以提高产物中邻二氯苯的比例
答案 B
第 2 节 化学平衡
五年高考
1.★(2023北京,4,3分)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
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A.H O 溶液中加入少量MnO 固体,促进H O 分解
2 2 2 2 2
B.密闭烧瓶内的NO 和N O 的混合气体,受热后颜色加深
2 2 4
C.铁钉放入浓HNO 中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
3
D.锌片与稀H SO 反应过程中,加入少量CuSO 固体,促进H 的产生
2 4 4 2
答案 B
2.★★(2022天津,6,3分)向恒温恒容密闭容器中通入2 mol SO 和 1 mol O ,反应
2 2
2SO (g)+O (g) 2SO (g)达到平衡后,再通入一定量O ,达到新平衡时,下列有关
2 2 3 2
判断错误的是 ( )
A.SO 的平衡浓度增大
3
B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大
D.SO 的转化总量增大
2
答案 B
3.★★(2022浙江6月选考,19,2分)关于反应Cl (g)+H O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-
2 2
(aq) ΔH<0,达到平衡后,下列说法不正确的是( )
A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小
B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大
C.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)增大
D.取两份氯水,分别滴加AgNO 溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液
3
变蓝色,可以证明上述反应存在限度
答案 D
4.★★(2024黑、吉、辽,10,3分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学
品,150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓
度不再变化。下列说法错误的是( )
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A.3 h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
答案 A
5.★★(2022广东,13,4分)恒容密闭容器中,BaSO (s)+4H (g) BaS(s)+4H O(g)在
4 2 2
不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.a为n(H O)随温度的变化曲线
2
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO ,H 的平衡转化率增大
4 2
答案 C
三年模拟
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6.★★(2025届嘉兴9月基础测试,11)某温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的
X(g)。发生下列反应:
反应Ⅰ.X(g) Y(g) ΔH <0;
1
反应Ⅱ.Y(g) Z(g) ΔH <0。
2
测得各气体浓度与反应时间(t)的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.活化能:E (Ⅰ)<E (Ⅱ)
a a
B.该温度下,0~4 s内反应Ⅰ的平均反应速率v(X)=0.25 mol·L-1·s-1
C.升高温度,反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大,平衡转化率均降低
D.其他条件不变,28 s时再投入一定量的X(g),若体系内气体的平均摩尔质量不再
变化,则反应达到新平衡
答案 D
7.★★(2025届浙江强基联盟10月联考,11)工业上制备BaS涉及如下反应:
Ⅰ.BaSO (s)+4C(s) 4CO(g)+BaS(s) ΔH=+571.2 kJ·mol-1
4
Ⅱ.BaSO (s)+4CO(g) 4CO (g)+BaS(s)
4 2
ΔH=-118.8 kJ·mol-1
将物质的量之比为1∶3的BaSO 和C加入密闭容器发生反应,实验测得体系中
4
平衡时生成物的物质的量分数与温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的
是( )
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A.温度升高,反应物和生成物粒子的有效碰撞概率均增大
B.T ℃之后,CO 的物质的量分数改变是由C(s)+CO (g) 2CO(g)引起的
1 2 2
C.增大起始BaSO 和C的物质的量之比,可增大C的平衡转化率
4
D.平衡后缩小容器容积,BaS的平衡产率降低
答案 C
8.★★(2024浙江5月适应性考试,14)中国科学家首次用C 改性铜基催化剂,将草酸
60
二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应
有:
反应Ⅰ:CH OOCCOOCH (g)+2H (g) CH OOCCH OH(g)+CH OH(g)
3 3 2 3 2 3
反应Ⅱ:CH OOCCOOCH (g)+4H (g) HOCH CH OH(g)+2CH OH(g)
3 3 2 2 2 3
反应Ⅲ:HOCH CH OH(g)+H (g) C H OH(g)+H O(g)
2 2 2 2 5 2
其他条件相同时,相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图所示。
已知:
ⅰ.物质B的选择性S(B)=n(生成B所用的草酸二甲酯)/n(转化的草酸二甲
酯)×100%;ⅱ.450~500 K,反应Ⅲ的平衡常数远大于反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数。
下列说法不正确的是( )
A.制乙二醇适宜的温度范围是470~480 K
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B.减压可提高乙二醇的平衡产率
C.实验条件下反应Ⅲ的活化能最高,升温更有利于反应Ⅲ
D.铜基催化剂用C 改性后反应速率增大,可以降低反应所需的压强
60
答案 B
第 3 节 化学平衡常数及其相关计算
五年高考
1.★★(2022海南,8,2分)某温度下,反应CH CH (g)+H O(g) CH CH OH(g)
2 2 2 3 2
在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是( )
A.增大压强,v >v ,平衡常数增大
正 逆
B.加入催化剂,平衡时CH CH OH(g)的浓度增大
3 2
C.恒容下,充入一定量的H O(g),平衡向正反应方向移动
2
D.恒容下,充入一定量的CH CH (g),CH CH (g)的平衡转化率增大
2 2 2 2
答案 C
2.★★(2024江西,9,3分)温度T下,向1 L真空刚性容器中加入1 mol (CH ) CHOH,
3 2
反应达到平衡时,c(Y)=0.4 mol/L。下列说法正确的是 ( )
(CH ) CHOH(g) (CH ) CO(g)+H (g)
3 2 3 2 2
X Y Z
A.再充入1 mol X和1 mol Y,此时v <v
正 逆
B.再充入1 mol X,平衡时,c(Y)=0.8 mol/L
C.再充入1 mol N ,平衡向右移动
2
D.若温度升高,X的转化率增加,则上述反应ΔH<0
答案 A
3.★★(2023重庆,14,3分)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g)
2 2 2
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反应Ⅱ:CO (g)+4H (g) CH (g)+2H O(g)
2 2 4 2
在恒容条件下,按V(CO )∶V(H )=1∶1投料比进行反应,平衡时含碳物质体积分
2 2
数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ的ΔH<0,反应Ⅱ的ΔH>0
B.M点反应Ⅰ的平衡常数K<1
C.N点H O的压强是CH 的3倍
2 4
D.若按V(CO )∶V(H )=1∶2投料,则曲线之间交点位置不变
2 2
答案 C
4.★★创新点:化学平衡计算中的近似处理(2024浙江1月选考,19节选)通过电化学、
热化学等方法,将CO 转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。
2
请回答:
(1)某研究小组采用电化学方法将CO 转化为HCOOH,装置如图所示。电极B上
2
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:
Ⅰ:C(s)+O (g) CO (g) ΔH =-393.5 kJ·mol-1
2 2 1
Ⅱ:C(s)+H (g)+O (g) HCOOH(g) ΔH =-378.7 kJ·mol-1
2 2 2
Ⅲ:CO (g)+H (g) HCOOH(g) ΔH
2 2 3
①ΔH = kJ·mol-1。
3
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②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行,CO 和H 的投料浓度均为1.0 mol·L-1,
2 2
平衡常数K=2.4×10-8,则CO 的平衡转化率为 。
2
③用氨水吸收HCOOH,得到1.00 mol·L-1氨水和0.18 mol·L-1甲酸铵的混合溶
液,298 K时该混合溶液的pH= 。[已知:298 K时,电离常数
K (NH ·H O)=1.8×10-5、K (HCOOH)=1.8×10-4]
b 3 2 a
答案 (1)CO +2e-+2H+ HCOOH
2
(2)①+14.8 ②2.4×10-8 ③10
5.★★(2024广西,17节选)二氯亚砜(SOCl )是重要的液态化工原料。回答下列问题:
2
(1)合成SOCl 前先制备SCl 。有关转化关系如下:
2 2
则S(s)+Cl (g) SCl (l)的ΔH = kJ·mol-1。
2 2 3
(2)密闭容器中,以活性炭为催化剂,由SCl 和O 制备SOCl 。反应如下:
2 2 2
Ⅰ SCl (g)+O (g) SO Cl (g)
2 2 2 2
Ⅱ SCl (g)+SO Cl (g) 2SOCl (g)
2 2 2 2
1
①反应Ⅱ的lgK(K为平衡常数)随 (T为温度)的变化如图1,推断出该反应为
T
(填“吸热”或“放热”反应)。
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n(SCl )
②466 K时,平衡体系内各组分的物质的量分数x(A)随 2 的变化如图2,反
n(O )
2
n(SCl )
应Ⅱ的平衡常数K = (保留1位小数)。保持T和 2 不变,
1 n(O )
2
增大SCl 平衡转化率的措施有 (任举一例)。
2
图2
1
③改变T,使反应Ⅱ的平衡常数K = K ,导致图2中的曲线变化,则x(SCl )等于
2 8 1 2
x(SOCl )的新交点将出现在 (填“d”“e”“f”或“g”)处。
2
答案 (1)-50 (2)①放热 ②32.4 移走SOCl (g)或加入SO Cl ③d
2 2 2
6.★★★(2023山东,20节选)一定条件下,水气变换反应CO+H O CO +H 的中
2 2 2
间产物是HCOOH。为探究该反应过程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的
分解反应:
Ⅰ.HCOOH CO+H O (快)
2
Ⅱ.HCOOH CO +H (慢)
2 2
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反
应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为
常数。
回答下列问题:
(3)T 温度下,在密封石英管内完全充满1.0 mol·L-1 HCOOH水溶液,使HCOOH分
2
解,分解产物均完全溶于水,含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略
碳元素的其他存在形式)。t 时刻测得CO、CO 的浓度分别为0.70 mol·L-1、0.16
1 2
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c(CO)
mol·L-1;反应Ⅱ达平衡时,测得H 的浓度为y mol·L-1。体系达平衡后 =
2 c(CO )
2
(用含y的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为 。
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L-1盐酸,则图示点a、b、
c、d中,CO新的浓度峰值点可能是 (填标号)。与不含盐酸相比,CO达浓
c(CO)
度峰值时,CO 浓度 (填“增大”“减小”或“不变”), 的
2 c(HCOOH)
值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
5(1- y) 6 y2
答案 (3) a 减小 不变
6 y 1- y
三年模拟
7.★★(2025届浙江精诚联盟10月联考,15)一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中发
生反应2A(g)+B(g) 3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示:
n/mol
t/min
n(A) n(B) n(C)
0 2.0 2.0 0
5 0.9
10 1.0
15 1.5
下列说法正确的是( )
A.0~5 min用B表示的平均反应速率为0.09 mol·L-1·min-1
B.该反应在10 min恰好达到平衡
C.物质B的平衡转化率为75%
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D.保持其他条件不变,若反应开始时A、B、C的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.8
mol·L-1、0.9 mol·L-1,则达到平衡状态后,C的浓度大于0.75 mol·L-1
答案 D
8.★★(2024温州二模,14)某小组利用不同膜反应器(可选择性地让某些气体通过而
离开体系)研究HI的分解率,工作原理如下图所示。图a、b和c反应区温度维持
恒定且相等,仅发生2HI(g) H (g)+I (g)且在反应区内进行。投料均为1.0 mol
2 2
HI(g),反应同时开始,80 s时图b反应区处于瞬时平衡状态,其化学平衡常数K(b)=
1
。
64
图a
图b
图c
图a 图b 图c
80 s时反应区I(g)的物质的量/mol 0.10 0.30 x
2
下列说法正确的是( )
1
A.图a装置中反应的化学平衡常数K(a)<
64
B.图a装置中,HI(g)的分解率为10%
C.图b装置中,前80 s内H 的平均渗透速率约为3.6×10-3 mol·s-1
2
D.图c装置中,x一定大于0.3
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答案 C
9.★★(2024温州三模,14)已知:
Ⅰ.2[AgCl·3NH (s)] [2AgCl·3NH (s)]+3NH (g);K
3 3 3 p
I
Ⅱ.[2AgCl·3NH (s)] 2[AgCl·NH (s)]+NH (g);K
3 3 3 p
Ⅱ
Ⅲ.AgCl·NH (s) AgCl(s)+NH (g);K
3 3 p
Ⅲ
0 ℃,真空恒容密闭容器中,选择合适的固体试剂E,只吸收氨气,速率较慢。忽略E
及其产物,体系中固体组成表示为AgCl·xNH 。测定AgCl·3NH (s)的逐级分解的
3 3
体系中x与体系压强(p)的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.K >K >K
p p p
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
B.AgCl·xNH 最终以AgCl存在
3
C.a→b→c过程中,[2AgCl·3NH ]的质量先增多,后不变
3
D.若固体试剂E失效,可向容器中缓慢通入N ,使反应物继续分解
2
答案 D
10.★★(2023杭州教学质量检测,19节选)化学固定、催化活化循环利用CO 的研究
2
备受重视。铜基催化剂上CO 加氢合成甲醇是重要的利用途径。该工艺主要发
2
生合成甲醇的反应Ⅰ和逆水煤气变换反应Ⅱ。
Ⅰ.CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g) ΔH =-53.66 kJ· mol-1,K
2 2 3 2 1 1
Ⅱ.CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH =+36.90 kJ· mol-1,K
2 2 2 2 2
Ⅲ.CO(g)+2H (g) CH OH(g) ΔH
2 3 3
第 17 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
n(CH OH)
已知甲醇的选择性= 3 。
n (CO )
转化 2
请回答:
(1)ΔH = ,反应Ⅲ自发进行的条件是 。
3
(2)恒温恒容条件下,原料气CO (g)、H (g)以物质的量浓度之比1∶3投料时,控制
2 2
合适条件(不考虑反应Ⅲ),甲醇的选择性为50%。已知初始c(CO )=1.0
2
mol·L-1,CO 平衡转化率为50%,则该条件下K = 。
2 1
答案 (1)-90.56 kJ·mol-1 低温
( 1 )
(2)0.031 25 或
32
11.★★(2025届浙江名校协作体9月联考,19节选)乙酸是重要的有机化工原料之一,
在一定条件下,甲醇气体和CO气体可以合成液态乙酸。该过程可能涉及的反应
如下:
反应Ⅰ:CH OH(g)+CO(g) CH COOH(l) ΔH=-173.5 kJ·mol-1
3 3 l
反应Ⅱ:2CH OH(g)+3O (g) 2CO (g)+4H O(l) ΔH =-1 529 kJ·mol-1
3 2 2 2 2
反应Ⅲ:CH COOH(l)+2O (g) 2CO (g)+2H O(l) ΔH
3 2 2 2 3
反应Ⅳ:2CO(g)+O (g) 2CO (g) ΔH =-566 kJ·mol-1
2 2 4
按要求回答下列问题:
(1)反应Ⅲ的ΔH = ,反应Ⅱ自发进行的条件是
3
(填“低温”“高温”或“任何温度”)。
(2)在一个恒压密闭容器中加入0.20 mol CH OH(g)和0.22 mol CO(g)发生反应Ⅰ。
3
测得甲醇的转化率随温度的变化关系如图所示,其中曲线Ⅰ表示在5个不同温度
下,均经过5 min时测得的甲醇的转化率变化曲线,曲线Ⅱ表示不同温度下甲醇的
平衡转化率变化曲线。已知在T 温度下,达到平衡时容器的体积刚好为2 L。
2
第 18 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
①该反应达到平衡后,下列措施既能提高反应速率又能提高乙酸的产率的有
。
A.分离出部分乙酸
B.升高温度
C.缩小容器体积
D.改用高效催化剂
②在温度为T 时,反应Ⅰ的平衡常数K= 。
2
③曲线Ⅱ在T ~T 阶段,甲醇转化率随温度变化降低的原因是
1 2
。
答案 (1)-874 kJ·mol-1 低温 (2)①C ②500 ③正反应是一个放热反应,升高
温度,化学平衡逆向移动,导致甲醇的平衡转化率降低
考法突破 13 分压平衡常数的计算
五年高考
1. ★★(2022全国甲,28节选)(1) TiO 转化为TiCl 有直接氯化法和碳氯化法。在
2 4
1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(ⅰ)直接氯化:
TiO (s)+2Cl (g) TiCl (g)+O (g) ΔH =172 kJ·mol-1,K =1.0×10-2
2 2 4 2 1 p
1
(ⅱ)碳氯化:
第 19 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
TiO (s)+2Cl (g)+2C(s) TiCl (g)+2CO(g)
2 2 4
ΔH =-51 kJ·mol-1,K =1.2×1012 Pa
2 p
2
①反应2C(s)+O (g) 2CO(g)的ΔH为 kJ·mol-1,K = Pa。
2 p
(2)在1.0×105 Pa,将TiO 、C、Cl 以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气
2 2
体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)+CO (g) 2CO(g)的平衡常数K (1 400 ℃)= Pa。
2 p
答案 (1)①-223 1.2×1014
(2)①7.2×105
2.★★★(2023全国乙,28节选)(3)将FeSO 置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分
4
解反应:
2FeSO (s) Fe O (s)+SO (g)+SO (g)(Ⅰ)
4 2 3 2 3
平衡时p ~T的关系如下图所示。660 K时,该反应的平衡总压p =
SO 总
3
kPa,平衡常数K (Ⅰ)= (kPa)2。K (Ⅰ)随反应温度升高而 (填
p p
“增大”“减小”或“不变”)。
第 20 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO (g) 2SO (g)+O (g)(Ⅱ),平衡时
3 2 2
p = (用p 、p 表示)。在929 K时,p =84.6 kPa,p =35.7 kPa,则p
O SO SO 总 SO SO
2 3 2 3 2
= kPa,K (Ⅱ)= kPa(列出计算式)。
p
答案 (3)3.0 2.25 增大
p -p 46.262×2.64
SO SO
(4) 2 346.26
4 35.72
3.★★★(2023浙江6月选考,19,10分)水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于
制氢。
水煤气变换反应:CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
2 2 2
该反应分两步完成:
3Fe O (s)+CO(g) 2Fe O (s)+CO (g) ΔH =-47.2 kJ·mol-1
2 3 3 4 2 1
2Fe O (s)+H O(g) 3Fe O (s)+H (g) ΔH
3 4 2 2 3 2 2
请回答:
(1)ΔH = kJ·mol-1。
2
(2)恒定总压1.70 MPa和水碳比[n(H O)/n(CO)=12∶5]投料,在不同条件下达到平
2
衡时CO 和H 的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:
2 2
p(CO)/MPa p(H)/MPa p(CH)/MPa
2 2 4
条件1 0.40 0.40 0
条件2 0.42 0.36 0.02
①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数K= 。
②对比条件1,条件2中H 产率下降是因为发生了一个不涉及CO 的副反应,写出
2 2
该反应方程式 。
(3)下列说法正确的是 。
A.通入反应器的原料气应避免混入O
2
B.恒定水碳比[n(H O)/n(CO)],增加体系总压可提高H 的平衡产率
2 2
C.通入过量的水蒸气可防止Fe O 被进一步还原为Fe
3 4
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
第 21 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以
“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一
种操作方法是 。
A.按原水碳比通入冷的原料气
B.喷入冷水(蒸气)
C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的
曲线。
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表
面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速
率先增大后减小,其速率减小的原因是
。
答案 (1)+6.0 (2) ①2.0 ②CO+3H CH +H O (3)AC (4)①A
2 4 2
②
第 22 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
(5)反应物分子在催化剂表面的吸附为快速建立平衡的放热过程,温度升高,吸附
平衡逆移,被吸附的反应物浓度降低,成为反应速率降低的主要因素
三年模拟
4.★★(2023嘉兴9月基础测试,19节选)CO 过度排放会引起气候、环境等问题。在
2
Cu/ZnO催化剂的作用下,CO 和H 可发生反应生成CH OH和CO,热化学方程式
2 2 3
如下:
Ⅰ.CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g) ΔH=-50.1 kJ·mol-1
2 2 3 2
Ⅱ.CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
2 2 2
(2)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中通入 1 mol CO 和2.3 mol H ,起始压
2 2
强为0.33 MPa,发生反应Ⅰ和Ⅱ。平衡时,总压为0.25 MPa,CO 的转化率为50%,
2
则反应Ⅰ的平衡常数K = (MPa)-2(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
p
答案 (2)40
5.★★(2025届浙江Z20名校联盟第一次联考,19节选)氢能是一种极具发展潜力的绿
色能源,高效、环保的制氢方法是当前研究的热点问题。
请回答:
(1)甲烷水蒸气重整制氢:
Ⅰ.CH (g)+H O(g) CO(g)+3H (g) ΔH=+206 kJ·mol-1
4 2 2
Ⅱ.CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g) ΔH=-41 kJ·mol-1
2 2 2
总反应:CH (g)+2H O(g) CO (g)+4H (g)能自发进行的条件是 。
4 2 2 2
A.低温 B.高温
C.任意温度 D.无法判断
(2)恒定压强为1 MPa时,向某密闭容器中按n(CH )∶n(H O)=1∶3投料,600 ℃时
4 2
平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示:
第 23 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
组分 CH HO H CO
4 2 2 2
物质的量分数 0.04 0.32 0.50 0.08
①下列措施中一定能提高H 平衡产率的是 。
2
A.选择合适的催化剂
B.移除部分CO
C.向体系中投入少量CaO
D.恒温恒压下通入气体Ar
②用各组分气体平衡时的分压代替浓度也可以表示化学反应的平衡常数(K ),600
p
℃时反应Ⅰ的平衡常数为K = MPa2(结果保留两位小
p
数,已知气体分压=气体总压×各气体的体积分数)。
答案 (1)B (2)①CD ②0.59
6.★★★(2024浙江七彩阳光联盟返校联考,19)“双碳”背景下,实现CO 的转化与利
2
用对人类社会发展具有重要意义。
Ⅰ.CO 可与H 作用生产甲醇燃料,涉及反应如下:
2 2
反应①:CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH =+41.2 kJ·mol-1
2 2 2 1
反应②:CO(g)+2H (g) CH OH(g) ΔH
2 3 2
反应③:CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g) ΔH =-49.4 kJ·mol-1
2 2 3 2 3
(1)反应②的ΔH = 。
2
(2)为同时提高反应体系中CO 的平衡转化率和CH OH的平衡产率,除降低温度
2 3
外,还可采取的措施有 (写出一条即可)。
(3)将CO 和H 按一定比例通入装有催化剂的反应器,持续反应24小时,测得体系
2 2
中的甲醇产率与催化剂活性、温度间的关系如图1所示。其中X点 (填
“是”“不是”或“无法确定”)处于平衡状态。体系在310 ℃后甲醇的产率下
降,原因是
。
第 24 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
图1
Ⅱ.CO 与H 制CH 的反应为CO (g)+4H (g) CH (g)+2H O(g)。
2 2 4 2 2 4 2
在2 L的恒容密闭容器中,充入2 mol CO 和8 mol H ,测得体系温度对CO 平衡转
2 2 2
化率(%)和催化剂催化效率的影响如图2所示。
图2
(4)下列说法不正确的是 。
A.平衡常数大小:K <K
M Q
B.若体系压强或混合气体密度保持不变,均可说明反应已达平衡状态
C.其他条件不变时,加入合适的催化剂,可以降低该反应的活化能和ΔH
D.其他条件不变时,若不使用催化剂,则250 ℃时CO 的平衡转化率可能位于P点
2
(5)K 为用气体的平衡分压替代气体的平衡浓度时所表示的化学平衡常数,已知气
p
体的分压=气体的总压×气体体积分数。若Q点时反应体系的总压强为1 MPa,则
此温度下该反应的平衡常数K = MPa-2。
p
(6)科学家设计电化学装置实现了CO 与CH 分子的耦合转化,原理如图3所示,则
2 4
阳极的电极反应式为 。
图3
答案 (1)-90.6 kJ·mol-1
第 25 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
(2)增大体系压强、移除水蒸气等任写一条
(3)无法确定 反应②和③均为放热反应,升高温度使平衡逆向移动或升温,催化
剂活性降低
(4)BCD (5)1 (6)2CH -4e-+2O2- C H +2H O
4 2 4 2
考法突破 14 反应速率常数的应用
五年高考
1.★★(2021河北,13,4分)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发
生以下两个反应:①M+N X+Y;②M+N X+Z。反应①的速率可表示为
v =k c2(M),反应②的速率可表示为v =k c2(M)(k 、k 为速率常数)。反应体系中
1 1 2 2 1 2
组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是( )
A.0~30 min时间段内,Y的平均反应速率为6.67×10-3 mol·L-1·min-1
B.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为Z
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
答案 A
2.★★(双选)(2024山东,15,4分)逆水气变换反应:CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g)
2 2 2
ΔH>0。一定压力下,按CO 、H 物质的量之比n(CO )∶n(H )=1∶1投料,T 、T
2 2 2 2 1 2
温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。
第 26 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H )c(CO ),T 、T 温度时反应速率常数k分别为
2 2 1 2
k 、k 。下列说法错误的是( )
1 2
A.k >k
1 2
v(T ) k
B.T 、T 温度下达平衡时反应速率的比值: 1 < 1
1 2 v(T ) k
2 2
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.T 温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与T 温度时相同
2 1
答案 CD
3.★★(2024河北,17节选)(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
以上各反应的速率方程均可表示为v=kc(A)c(B),其中c(A)、c(B)分别为各反应中
对应反应物的浓度,k为速率常数(k ~k 分别对应反应①~⑤)。
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,k ∶k ∶k ∶k ∶k =100∶21∶7∶4∶23。
1 2 3 4 5
①30 min时,c(X)=6.80 mol·L-1,且30~60 min内v(X)=0.042 mol·L-1·min-1,反应进行
到60 min时,c(X)= mol·L-1。
第 27 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
②60 min时,c(D)=0.099 mol·L-1,若0~60 min产物T的含量可忽略不计,则此时
c(D)
c(G)= mol·L-1;60 min后,随T的含量增加, (填“增大”“减
c(G)
小”或“不变”)。
答案 (2)①5.54 ②0.033 增大
4.★★(2022辽宁,17节选)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三
位科学家因其获得诺贝尔奖,其反应为N (g)+3H (g) 2NH (g) ΔH=-92.4
2 2 3
kJ·mol-1
ΔS=-200 J·K-1·mol-1
回答下列问题:
(5)某合成氨速率方程为v=kcα(N )cβ(H )cγ(NH ),根据表中数据,γ= ;
2 2 3
实 c(N ) c(H ) c(N H ) v
2 2 3
验
mol·L-1 mol·L-1 mol·L-1 mol·L-1·s-1
1 m n p q
2 2m n p 2q
3 m n 0.1p 10q
4 m 2n p 2.828q
在合成氨过程中,需要不断分离出氨的原因为 。
a.有利于平衡正向移动
b.防止催化剂中毒
c.提高正反应速率
答案 (5)-1 a
5.★★创新点:通过定量计算得到半衰期(2024新课标,29节选)Ni(CO) (四羰合镍,沸点
4
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:
(4)对于同位素交换反应Ni(C16O) +C18O Ni(C16O) C18O+C16O,20 ℃时反应物
4 3
浓度随时间的变化关系为c [Ni(C16O) ]=c [Ni(C16O) ]e-kt(k为反应速率常数),则
1 4 0 4
t
Ni(C16O) 反应一半所需时间 1= (用k表示)。
4
2
第 28 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
ln2
答案 (4)
k
三年模拟
6.★★(2023浙江适应性考试,11改编)某密闭容器中发生以下两个反应:①X(g)+Y(g)
M(g)+Q(g) K ;②X(g)+Y(g) N(g)+Q(g) K 。反应①的正反应速率
1 2
v (正)=k ·c(X)·c(Y),反应②的正反应速率v (正)=k ·c(X)·c(Y),其中k 、k 为速率
1 1 2 2 1 2
常数。某温度下,体系中生成物浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确
的是 ( )
A.反应①的活化能大于反应②
B.10 s时,反应速率v (正)>v (逆)
1 2
C.0~6 s内,X的平均反应速率v(X)=0.5 mol·L-1·s-1
K 5
D.该温度时, 1=
K 2
2
答案 B
7.★★(2024浙江五校联盟5月联考,19节选)煤燃烧过程中会产生大气污染物CO、
NO。氮氧化物的消除和CO 资源再利用是目前研究的热点之一。
2
已知:2NO(g)+2CO(g) N (g)+2CO (g),若该反应的正、逆反应速率可表示为
2 2
v =k ·c2(NO)·c2(CO)、v =k ·c(N )·c2(CO ),k 、k 分别为正、逆反应速率常
正 正 逆 逆 2 2 正 逆
数,仅与温度有关。一定温度下,在体积为1 L的容器中加入2 mol NO和2.2 mol
CO发生上述反应,测得CO和CO 物质的量浓度随时间的变化如图所示。已知
2
该温度下K=27/20,则a点时v ∶v = (结果保留两位
正 逆
有效数字)。
第 29 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
答案 3.9
8.★★(2025届浙江A9协作体暑假返校联考,19节选)某团队研究在催化剂
10Fe-8Cu/TiO 作用下,以NO和H 合成NH ,主要反应如下:
2 2 3
反应Ⅰ:2NO(g)+5H (g) 2NH (g)+2H O(g) ΔH =-756.9 kJ·mol-1
2 3 2 1
反应Ⅱ:2NO(g)+2H (g) N (g)+2H O(g) ΔH =-664.5 kJ·mol-1
2 2 2 2
(3)已知反应Ⅱ的速率方程v =k ·p(NO)·p2(H ),v =k ·p(N )·p2(H O)(其中k为
正 正 2 逆 逆 2 2
速率常数,只跟温度和催化剂有关;p为对应物质的分压)。在T ℃、100 kPa条件
下,向恒压密闭容器中充入2 mol NO和6 mol H 发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,测得平衡
2
生成N 消耗的NO
时NO的转化率为94%,N 的选择性为91.5%(N 的选择性= 2
2 2 消耗NO的总量
k
×100%),则平衡时反应Ⅱ的 正 = (列出数字计算表达
k
逆
式即可)。
0.86×1.882
答案 (3)
0.12×3.882
9.★★(2024浙江五校联盟3月联考,19节选)(3)用NaClO 、ClO 、O 等氧化剂可将
2 2 3
污染物氧化后脱除。
②二氧化氯(ClO )具有强氧化性,可将烟气中SO 和NO氧化后被碱液吸收脱除。
2 2
ClO 氧化SO 和NO的反应历程与下列关键基元反应有关(不考虑其他基元反应
2 2
对反应速率的影响),k为各基元反应的速率常数。ClO 气相氧化NO和SO 的关
2 2
键基元反应如下:
基元反应1:NO+ClO NO +·ClO k =1.7×1011
2 2 1
基元反应2:NO+·ClO NO +·Cl k =8.8×1012
2 2
第 30 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
基元反应3:SO +ClO SO +·ClO k =2.1×10-4
2 2 3 3
基元反应4:SO +·ClO SO +·Cl k =6.9×1011
2 3 4
一定温度下,分别进行三组氧化实验。实验过程中用惰性气体将反应物稀释成相
同体积的均匀混合物,并按相同流速通过氧化反应器进行反应:
ⅰ. 1 mol ClO 和1 mol NO;
2
ⅱ. 1 mol ClO 和1 mol SO ;
2 2
ⅲ. 1 mol NO、1 mol SO 和1 mol ClO
2 2
下列说法不正确的是 。
A.增大ClO 的浓度,三组实验中SO 和NO的氧化速率均增大
2 2
B.第ⅰ组中NO的氧化速率小于第ⅱ组中SO 的氧化速率
2
C.第ⅲ组中NO的氧化速率大于第ⅰ组中NO的氧化速率
D.第ⅲ组中SO 的氧化速率大于第ⅱ组中SO 的氧化速率
2 2
答案 (3)②BC
第 4 节 化学反应的方向与调控
五年高考
1.★★(2022浙江6月选考,24,2分)尖晶石矿的主要成分为MgAl O (含SiO 杂质)。
2 4 2
已知:MgAl O (s)+4Cl (g) MgCl (s)+2AlCl (g)+2O (g) ΔH>0。该反应难以
2 4 2 2 3 2
发生,但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl 和AlCl ,同时还可得到副产物
2 3
SiCl (SiCl 沸点为58 ℃,AlCl 在180 ℃升华):MgAl O (s)+4C(s)+4Cl (g)
4 4 3 2 4 2
MgCl (s)+2AlCl (g)+4CO(g)。下列说法不正确的是( )
2 3
A.制备时要保持无水环境
B.输送气态产物的管道温度要保持在180 ℃以上
第 31 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
C.氯化时加炭,既增大了反应的趋势,又为氯化提供了能量
D.为避免产生大量CO ,反应过程中需保持炭过量
2
答案 D
2.★★(2022浙江1月选考,20,2分)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学
反应)表示为AB(s) An+(aq)+Bn-(aq),其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不
同组成的AB型强电解质,下列说法正确的是( )
A.ΔH和ΔS均大于零
B.ΔH和ΔS均小于零
C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零
D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
答案 D
3.★★(2022浙江1月选考,29节选)(1)在C和O 的反应体系中:
2
反应1 C(s)+O (g) CO (g) ΔH =-394 kJ·mol-1
2 2 1
反应2 2CO(g)+O (g) 2CO (g) ΔH =-566 kJ·mol-1
2 2 2
反应3 2C(s)+O (g) 2CO(g) ΔH
2 3
①设y=ΔH-TΔS,反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图所示。图中对应于
反应3的线条是 。
答案 (1)①a
第 32 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
4.★★(2024浙江6月选考,19节选)氢是清洁能源,硼氢化钠(NaBH )是一种环境友好
4
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25 ℃、101 kPa)
NaBH (s)+2H O(l) NaBO (aq)+4H (g) ΔH<0
4 2 2 2
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
(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(NaBO )再生为NaBH 。(已
2 4
知:ΔG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ΔH计算方法;
当ΔG<0时,反应能自发进行。)
Ⅰ.NaBH (s)+2H O(l) NaBO (s)+4H (g) ΔG =-320 kJ/mol
4 2 2 2 1
1
Ⅱ.H (g)+ O (g) H O(l) ΔG =-240 kJ/mol
2 2 2 2 2
1
Ⅲ.Mg(s)+ O (g) MgO(s) ΔG =-570 kJ/mol
2 2 3
请书写一个方程式表示NaBO 再生为NaBH 的一种制备方法,并注明ΔG
2 4
。(要求:反应物不超过三种物质;氢原子利用率为100%。)
答案 (1)C
(5)NaBO (s)+2H (g)+2Mg(s) NaBH (s)+2MgO(s) ΔG=-340 kJ·mol-1[或
2 2 4
NaBO (s)+2H O(l)+4Mg(s) NaBH (s)+4MgO(s) ΔG=-1 000 kJ·mol-1]
2 2 4
三年模拟
5.★★(2024台州二模,19节选)以二氯乙烷为原料制备氯乙烯是合成氯乙烯的一种
重要的方法。请回答:
(1)CH Cl—CH Cl热裂解反应如下:
2 2
CH Cl—CH Cl(l) HCl(g)+CH CHCl(g) ΔH=+71.05 kJ·mol-1
2 2 2
已知相关物质的标准熵数值如下表所示:
第 33 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
物质 CHCl—CHCl(l) HCl(g) CH CHCl(g)
2 2 2
标准熵:
S/(J·mol-1· 305.90 186.90 264.00
K-1)
①该反应的标准熵变ΔS= J·mol-1·K-1。
②已知ΔG=ΔH-TΔS,该反应在下列哪些温度下能自发进行? (填
标号)。
A. 0.39K B. 0.49K C. 500K D. 525K
答案 (1)①145.00 ②CD
6.★★(2025届金丽衢十二校第一次联考,19节选)氢气是一种清洁能源,工业制氢有多
种途径。
(1)利用水煤气转化法制氢,涉及的反应如下:
反应Ⅰ:C(s)+H O(g) CO(g)+H (g) ΔH>0
2 2
反应Ⅱ:CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g)
2 2 2
ΔH<0
在一定温度下,向容积固定为2 L的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H O(g),
2
起始压强为2 MPa,发生反应Ⅰ和Ⅱ,10 min后达到平衡,此时H O(g)的转化率为
2
70%,CO的物质的量为0.1 mol。
①反应Ⅰ能自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任意温
度”)。
②下列说法正确的是 。
a.增大C(s)的用量,反应Ⅰ生成CO的速率增大
b.混合气体的密度保持不变时,说明反应Ⅱ已达到平衡状态
c.平衡时H 的体积分数可能大于三分之二
2
d.除去体系中的CO 可提高平衡时H 的含量
2 2
答案 (1)①高温 ②bd
第 34 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
7.★★(2025届浙江七彩阳光联盟返校联考,19节选)能源与化工生产、生活等密切相
关,氢能的有效利用是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径。
(1)已知:4Al(s)+3O (g) 2Al O (s) ΔH ;4Fe(s)+3O (g) 2Fe O (s) ΔH 。
2 2 3 1 2 2 3 2
则ΔH -ΔH 0(填“>”“<”或“=”),理由
1 2
。
(2)H 可以CH 为原料制得。其热化学方程式如下:
2 4
ⅰ. CH (g)+H O(g) CO(g)+3H (g) ΔH=+206.2 kJ·mol-1;
4 2 2
ⅱ .CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g) ΔH=-41 kJ·mol-1。
2 2 2
①下列说法正确的是 。
A.反应ⅰ在高温下不能自发进行
B.用NaOH溶液将CO 吸收可以加快反应ⅱ的速率
2
C.反应ⅰ、ⅱ同时进行时,温度越高,CH 的平衡转化率越高
4
D.CH 可以通过石油的裂化和裂解得到
4
②相同温度下只发生反应ⅰ、ⅱ时,生成H 的平衡产率随外界压强的增大而减少,
2
试从化学平衡移动原理的角度加以解释:
。
答案 (1)< 已知4Al(s)+2Fe O (s) 2Al O (s)+4Fe(s)的ΔH<0,根据盖斯定律
2 3 2 3
有ΔH=ΔH -ΔH <0
1 2
(2)CD 相同温度下,由于反应ⅰ为气体分子数增加的反应,加压使ⅰ反应平衡逆
移,H 的产率减小,而反应ⅱ为气体分子数不变的反应,加压不影响反应ⅱ的平衡,
2
综合考虑这两个反应,故增大压强时,H 的平衡产率随压强的增大而减少
2
考法突破 15 反应速率和平衡图像分析
五年高考
第 35 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
1.★★(2024安徽,12,3分)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO2-的影响因素,测得
4
不同条件下SeO2-浓度随时间变化关系如下图。
4
水样 纳米铁 水样
实验序号
体积/mL 质量/mg 初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是( )
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO2- )=2.0 mol·L-1·h-1
4
B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+SeO2- +8H+ 2Fe3++Se+4H O
4 2
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始pH越小,SeO2-的去除效果越好
4
答案 C
2.★★(2022北京,14,3分)CO 捕获和转化可减少CO 排放并实现资源利用,原理如
2 2
图1所示。反应①完成之后,以N 为载气,将恒定组成的N 、CH 混合气,以恒定
2 2 4
流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所
示。
第 36 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
图1
图2
反应过程中始终未检测到CO ,在催化剂上检测到有积炭。下列说法不正确的是(
2
)
A.反应①为CaO+CO CaCO ;反应②为CaCO +CH CaO+2CO+2H
2 3 3 4 2
B.t ~t ,n(H )比n(CO)多,且生成H 的速率不变,推测有副反应CH C+2H
1 3 2 2 4 2
C.t 时刻,副反应生成H 的速率大于反应②生成H 的速率
2 2 2
D.t 之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生
3
答案 C
3.★★★(2023新课标,29,15分)氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位
居世界首位。回答下列问题:
1 3
(1)根据图1数据计算反应 N2(g)+ H (g) NH (g)的ΔH= kJ·mol-1。
2 2 2 3
第 37 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面
吸附位,N *表示被吸附于催化剂表面的N )。判断上述反应机理中,速率控制步骤
2 2
(即速率最慢步骤)为 (填步骤前的标号),理由是
。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe O )使用前经H 还原,生成α-Fe包裹的
3 4 2
Fe O 。已知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287 pm,密度为7.8 g·cm-3。则α-Fe
3 4
晶胞中含有Fe的原子数为 (列出计算式,阿伏加德罗常数的值
为N )。
A
(4)在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计
算结果如图所示。其中一种进料组成为x =0.75、x =0.25,另一种为x =0.675、
H N H
2 2 2
x =0.225、x =0.10。(物质i的摩尔分数:x=n/n )
N Ar i i 总
2
图3
第 38 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
图4
①图中压强由小到大的顺序为 ,判断的依据是
。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是 。
③图3中,当p =20 MPa、x =0.20时,氮气的转化率α= 。该温度时,反
2 NH
3
1 3
应 N2(g)+ H (g) NH (g)的平衡常数K = MPa-1(化为最简式)。
2 2 2 3 p
答案 (1)-45
(2)(ⅱ) N 分子中 键能很高,解离为N原子所需能量最多
2
7.8×(287×10-10)3×N
(3) A
56
(4)①p 、p 、p 正反应是气体分子数减小的反应,同温下,压强越大平衡转化率
1 2 3
√3
越大,x 越大 ②图4 ③33.3%
NH 3 36
4.★★★(2024黑、吉、辽,18,13分)为实现氯资源循环利用,工业上采用RuO 催化氧
2
化法处理HCl废气:
1
2HCl(g)+ O (g) Cl (g)+H O(g) ΔH =-57.2 kJ·mol-1 ΔS K
2 2 2 2 1
将HCl和O 分别以不同起始流速通入反应器中,在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反
2
应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如下图所示(较低流速下转化率
可近似为平衡转化率)。
第 39 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
图1
图2
回答下列问题:
(1)ΔS 0(填“>”或“<”);T = ℃。
3
(2)结合以下信息,可知H 的燃烧热ΔH= kJ·mol-1。
2
H O(l) H O(g) ΔH =+44.0 kJ·mol-1
2 2 2
H (g)+Cl (g) 2HCl(g) ΔH =-184.6 kJ·mol-1
2 2 3
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是 (填标号)。
A.增大HCl的流速
B.将温度升高40 ℃
C.增大n(HCl)∶n(O )
2
D.使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时,α(T )小于α(T )和α(T ),原因是 。
3 2 1
(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K= (用平
衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
(6)负载在TiO 上的RuO 催化活性高,稳定性强。TiO 和RuO 的晶体结构均可用
2 2 2 2
下图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO 与TiO 的密度比为1.66,则Ru的相对原
2 2
子质量为 (精确至1)。
第 40 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
答案 (1)< 360 (2)-285.8 (3)BD (4)温度低,反应速率慢,HCl的转化率低
(5)6 (6)101
5.★★★(2025浙江1月选考,18,12分)二甲胺[(CH ) NH]、N,N-二甲基甲酰胺
3 2
[HCON(CH ) ]均是用途广泛的化工原料。
3 2
请回答:
(1)用氨和甲醇在密闭容器中合成二甲胺,反应方程式如下:
Ⅰ NH (g)+CH OH(g) CH NH (g)+H O(g)
3 3 3 2 2
Ⅱ CH NH (g)+CH OH(g) (CH ) NH(g)+H O(g)
3 2 3 3 2 2
Ⅲ (CH ) NH(g)+CH OH(g) (CH ) N(g)+H O(g)
3 2 3 3 3 2
可改变甲醇平衡转化率的因素是 。
A.温度 B.投料比[n(NH )∶n(CH OH)]
3 3
C.压强 D.催化剂
(2)25 ℃下,(CH ) NH·H O的电离常数为K ,-lgK =3.2,则1 mol/L [(CH ) NH ]+Cl-
3 2 2 b b 3 2 2
水溶液的pH= 。
(3)在[(CH ) NH ]+Cl-的有机溶液中电化学还原CO 制备HCON(CH ) ,阴极上生成
3 2 2 2 3 2
HCON(CH ) 的电极反应方程式是 。
3 2
(4)上述电化学方法产率不高,工业中常用如下反应生产HCON(CH ) :
3 2
(CH ) NH(g)+CO(g) HCON(CH ) (l)
3 2 3 2
某条件下反应自发且熵减,则反应在该条件下ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。
(5)有研究采用CO 、H 和(CH ) NH催化反应制备HCON(CH ) 。在恒温密闭容
2 2 3 2 3 2
器中,投料比n(CO )∶n(H )∶n[(CH ) NH]=20∶15∶1,催化剂M足量。
2 2 3 2
反应方程式如下:
Ⅳ CO (g)+H (g) HCOOH(g)
2 2
Ⅴ HCOOH(g)+(CH ) NH(g) HCON(CH ) (g)+H O(g)
3 2 3 2 2
HCOOH、(CH ) NH、HCON(CH ) 三种物质的物质的量百分比随反应时间变化
3 2 3 2
如图所示。
第 41 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
[例:HCOOH的物质的量百分比=
n(HCOOH)
×100%]
n(HCOOH)+n[(CH ) NH]+n[HCON(CH ) ]
3 2 3 2
①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活
性降低或失活) 。
②若用SiH 代替H 作为氢源与CO 反应生成HCOOH,可以降低反应所需温度。
4 2 2
请从化学键角度解释原因
。
答案 (1)AB (2)5.4 (3)CO +2e-+2[(CH ) NH ]+ HCON(CH ) +
2 3 2 2 3 2
(CH ) NH+H O (4)< (5)①t之前,反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的速率快;碱性物质
3 2 2
(CH ) NH对反应Ⅳ有促进作用,t之后,(CH ) NH消耗使HCOOH的消耗速率大于
3 2 3 2
生成速率 ②原子半径:Si>H,键长:Si—H>H—H,键能:Si—H<H—H;Si的电负性
小于H,Si—H中H显负电性,H为-1价,还原性强
三年模拟
6.★(2024舟山中学模拟,20)某温度时,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质
的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 ( )
第 42 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
A.化学方程式为X+3Y 2Z
B.该反应条件下,2 min时X的转化率达到最大
C.第2 min时的反应速率v(Z)=0.02 mol·L-1·min-1
D.2 min后虽然X的浓度不再变化,但X仍在发生反应
答案 C
7.★★(2025届浙江七彩阳光联盟返校联考,10)工业上以纯度为98%左右的粗硅为原
料制备高纯硅的反应如下:
①Si(s)+3HCl(g) SiHCl (g)+H (g) ΔH ;
3 2 1
②SiHCl (g)+H (g) Si(s)+3HCl(g) ΔH 。
3 2 2
当①、②反应体系的压强分别为p 、p 时,改变进料比和反应温度,二者对SiHCl
1 2 3
产率和SiHCl 的平衡转化率的影响如图1、图2所示。下列说法正确的是( )
3
图1
图2
A.ΔH >ΔH >0
2 1
B.反应①,增加HCl浓度,反应速率加快,SiHCl 产率增大
3
C.反应①更适合在较低温度下进行
第 43 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
D.反应②,工业上选择反应温度1 300 ℃更合适
答案 C
8.★★创新点:用微观过程表示物质的反应过程(2025届浙江Z20名校联盟第一次联考,19
节选)(3)硼氢化钠(NaBH )水解制氢。常温下,NaBH 自水解过程缓慢,需加入催化
4 4
剂提高其产氢速率。NaBH 在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。
4
①根据上图写出NaBH 水解制氢的离子方程式: 。
4
②其他条件相同时,测得平均每克催化剂使用量下,NaBH 溶液浓度(质量分数)对
4
制氢速率的影响如下图所示。[已知:浓度较大时,NaB(OH) 易以NaBO 形式结晶
4 2
析出。]
分析NaBH 溶液的质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因:
4
。
答案 (3)①B +4H O B(OH +4H ↑ ②NaBH 浓度较高时,生成较多的
H- 2 )- 2 4
4 4
NaB(OH) 以NaBO 形式结晶析出,覆盖在催化剂表面,阻碍BH-与催化剂活性位
4 2 4
的接触(或催化剂活性下降),制氢速率下降
第 44 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
9.★★★(2023温州二模,19)甲醇和二甲醚是可再生能源,具有广泛的发展前景。相
关的主要反应如下。
制备合成气:Ⅰ. CH (g)+CO (g) 2CO(g)+2H (g) ΔH =+247 kJ· mol-1 K
4 2 2 1 1
制备甲醇和二甲醚:Ⅱ.CO(g)+2H (g) CH OH(g) ΔH =-90.7 kJ· mol-1 K
2 3 2 2
Ⅲ.2CH OH(g) CH OCH (g)+H O(g) ΔH =-24.0 kJ· mol-1 K
3 3 3 2 3 3
请回答:
(1)有利于制备合成气(反应Ⅰ)的条件是 。
A.低温低压 B.低温高压
C.高温低压 D.高温高压
(2)一定条件下,相关物质的相对能量与反应过程如下图所示。
①E -E = kJ· mol-1。
1 3
②某温度下,在体积为1 L的恒容容器中,投料为1 mol CO和2 mol H ,仅发生反
2
应Ⅱ和Ⅲ(K >K ),在t 时达到平衡状态,请画出0~t 之间c(CH OH)的变化趋势。
2 3 1 2 3
(3)甲醇生成二甲醚的转化率α可以根据冷凝液中的CH OH与H O的相对百分
3 2
含量来计算(忽略副反应和各物质的挥发)。冷凝液中H O的质量分数为
2
w ,CH OH的质量分数为w ,则甲醇的转化率α= (用含w 和w 的式
1 3 2 1 2
子表示)。
(4)制备合成气(反应Ⅰ)时,还存在反应CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g)
2 2 2
Q
ΔH=+41 kJ· mol-1,该过程可用于能量的储存。已知:储能效率η= chem×100%
Q
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(Q 是通过化学反应吸收的热量,Q是设备的加热功率)。反应物气体流速、
chem
n(CH )
4 对CH 转化率[α(CH )]、储能效率(η)的影响的部分数据如下表所示:
n(CO ) 4 4
2
加热 反应物气
实 n(CH )
4
温度/ 体流速/ n(CO ) α(CH 4 )/% η/%
验 2
℃ L·min-1
1 800 4 1∶1 79.6 52.2
2 800 6 1∶1 64.2 61.9
3 800 6 1∶2 81.1 41.6
①下列说法不正确的是 。
A.反应Ⅰ可以储能的原因是该反应是吸热反应,将热量储存在高热值物质CO、
H 中
2
B.其他条件不变,反应物气体流速越小,CH 转化率越大,有利于热化学能储存
4
n(CH )
C.其他条件不变, 4 越小,CH 转化率越大
n(CO ) 4
2
D.反应物气体流速越大,CH 转化率越低的可能原因是反应物与催化剂未充分接
4
触
②在实验2和3中,经过相同的时间,混合气中CO 占比越低,储能效率越高,说明
2
其可能的原因:
(该条件下设备的加热功率视为不
变)。
答案 (1)C (2)①205.4
②
第 46 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
32(1-w -w )
(3) 1 2 (4)①B ②CO 占比低时以反应Ⅰ为主,储能效率高,而CO
32-32w -9w 2 2
1 2
占比高时以反应CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1为主,储能效
2 2 2
率低
微专题 3 化工生产中多重平衡体系分析
五年高考
1.★★创新点:利用竞争反应的选择性比较活化能大小、进行速率的计算(2024浙江6月
选考,11,3分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
Ⅰ C H (g)+CO (g) C H (g)+CO(g)+H O(g) ΔH >0
2 6 2 2 4 2 1
Ⅱ C H (g)+2CO (g) 4CO(g)+3H (g)
2 6 2 2
ΔH >0
2
向容积为10 L的密闭容器中投入2 mol C H 和3 mol CO ,不同温度下,测得5 min
2 6 2
时(反应均未平衡)的相关数据见下表,下列说法不正确的是( )
温度(℃) 400 500 600
乙烷转化率(%) 2.2 9.0 17.8
乙烯选择性(%) 92.6 80.0 61.8
转化为乙烯的乙烷的物质的量
注:乙烯选择性= ×100%
转化的乙烷的总物质的量
A.反应活化能:Ⅰ<Ⅱ
B.500 ℃时,0~5 min反应Ⅰ的平均速率为v(C H )=2.88×10-3 mol·L-1·min-1
2 4
C.其他条件不变,平衡后及时移除H O(g),可提高乙烯的产率
2
D.其他条件不变,增大投料比[n(C H )/n(CO )]投料,平衡后可提高乙烷转化率
2 6 2
答案 D
第 47 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
2.★★(2024湖南,14,3分)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的CH OH(g)和CO(g),
3
发生如下反应:
主反应:CH OH(g)+CO(g) CH COOH(g) ΔH
3 3 1
副反应:CH OH(g)+CH COOH(g) CH COOCH (g)+H O(g) ΔH
3 3 3 3 2 2
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数δ[如
δ(CH COOH)=
3
n(CH COOH)
3 ]随投料比x(物质的量之比)的变化关系如
n(CH COOH)+n(CH COOCH )
3 3 3
图所示,下列说法正确的是( )
n(CH OH)
A.投料比x代表 3
n(CO)
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.ΔH <0,ΔH >0
1 2
D.L、M、N三点的平衡常数:K(L)=K(M)>K(N)
答案 D
3.★★★创新点:反应速率随催化剂浓度变化图像分析(2024浙江1月选考,19节选)(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1密闭装置中充分搅拌催
化剂M的DMSO(有机溶剂)溶液,CO 和H 在溶液中反应制备HCOOH,反应过程
2 2
中保持CO (g)和H (g)的压强不变,总反应CO +H HCOOH的反应速率为v,
2 2 2 2
反应机理如下列三个基元反应,各反应的活化能E <E E (不考虑催化剂活性降
2 1 3
低或丧失)。
≪
Ⅳ:M+CO Q E
2 1
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Ⅴ:Q+H L E
2 2
Ⅵ:L M+HCOOH E
3
①催化剂M足量条件下,下列说法正确的是 。
A.v与CO (g)的压强无关
2
B.v与溶液中溶解H 的浓度无关
2
C.温度升高,v不一定增大
D.在溶液中加入N(CH CH ) ,可提高CO 转化率
2 3 3 2
②实验测得:298 K,p(CO )=p(H )=2 MPa下,v随催化剂M浓度c变化如图2。c≤c
2 2 0
时,v随c增大而增大;c>c 时,v不再显著增大。请解释原因
0
。
答案 (3)①CD ②由E <E E 可知反应Ⅵ为总反应的决速步,c≤c 时,v随c增
2 1 3 0
≪
大而增大,因M是基元反应Ⅳ的反应物,直接影响基元反应Ⅵ中反应物L的生
成;c>c 时,v不再显著增大,因受限于CO (g)和H (g)在溶液中的溶解速度(或浓度)
0 2 2
4.★★★(2022浙江6月选考,29,10分)主要成分为H S的工业废气的回收利用有重
2
要意义。
(1)回收单质硫。将三分之一的H S燃烧,产生的SO 与其余H S混合后反应:
2 2 2
3
2H S(g)+SO (g) S (s)+2H O(g)
2 2 8 8 2
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)=2.0×10-5
2
mol·L-1、c(SO )=5.0×10-5 mol·L-1、c(H O)=4.0×10-3 mol·L-1,计算该温度下的平衡
2 2
常数K= 。
(2)热解H S制H 。根据文献,将H S和CH 的混合气体导入石英管反应器热解
2 2 2 4
(一边进料,另一边出料),发生如下反应:
Ⅰ 2H S(g) 2H (g)+S (g) ΔH =+170 kJ·mol-1
2 2 2 1
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Ⅱ CH (g)+S (g) CS (g)+2H (g) ΔH =+64 kJ·mol-1
4 2 2 2 2
总反应:
Ⅲ 2H S(g)+CH (g) CS (g)+4H (g)
2 4 2 2
投料按体积之比V(H S)∶V(CH )=2∶1,并用N 稀释;常压、不同温度下反应相
2 4 2
同时间后,测得H 和CS 的体积分数如下表:
2 2
温度/℃ 950 1 000 1 050 1 100 1 150
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 。
A.其他条件不变时,用Ar替代N 作稀释气体,对实验结果几乎无影响
2
B.其他条件不变时,温度越高,H S的转化率越高
2
C.由实验数据推出H S中的 键强于CH 中的 键
2 4
D.恒温恒压下,增加N 的体积分数,H 的浓度升高
2 2
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1 000 ℃、常压下,保持通入的H S体积分数不变,提高投料比
2
[V(H S)∶V(CH )],H S的转化率不变,原因是
2 4 2
。
⑤在950 ℃~1 150 ℃范围内(其他条件不变),S (g)的体积分数随温度升高发生变
2
化,写出该变化规律并分析原因
。
答案 (1)8.0×108 L·mol-1 (2)①高温 ②AB
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③
④1 000 ℃时CH 不参与反应,相同分压的H S经历相同的时间转化率相同 ⑤
4 2
先升后降。在低温段,以反应Ⅰ为主,随温度升高,S (g)的体积分数增大;在高温段,
2
随温度升高,反应Ⅱ消耗S (g)的速率大于反应Ⅰ生成S (g)的速率,S (g)的体积分
2 2 2
数减小
5.★★★(2023浙江1月选考,19,10分)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之
一,CH 还原CO 是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
4 2
Ⅰ:CH (g)+CO (g) 2CO(g)+2H (g) ΔH =+247 kJ·mol-1,K
4 2 2 1 1
Ⅱ:CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH =+41 kJ·mol-1,K
2 2 2 2 2
请回答:
(1)有利于提高CO 平衡转化率的条件是 。
2
A.低温低压 B.低温高压
C.高温低压 D.高温高压
(2)反应CH (g)+3CO (g) 4CO(g)+2H O(g)的ΔH= kJ·mol-1,K=
4 2 2
(用K ,K 表示)。
1 2
(3)恒压、750 ℃时,CH 和CO 按物质的量之比1∶3投料,反应经如下流程(主要
4 2
产物已标出)可实现CO 高效转化。
2
①下列说法正确的是 。
A.Fe O 可循环利用,CaO不可循环利用
3 4
B.过程ⅱ,CaO吸收CO 可促使Fe O 氧化CO的平衡正移
2 3 4
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C.过程ⅱ产生的H O最终未被CaO吸收,在过程ⅲ被排出
2
D.相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原1 mol CO 需吸收的能量更多
2
②过程ⅱ平衡后通入He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程ⅲ,结合平
衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因
。
(4)CH 还原能力(R)可衡量CO 转化效率,R=Δn(CO )/Δn(CH )(同一时段内CO 与
4 2 2 4 2
CH 的物质的量变化量之比)。
4
①常压下CH 和CO 按物质的量之比1∶3投料,某一时段内CH 和CO 的转化率
4 2 4 2
随温度变化如图1,请在图2中画出400~1 000 ℃之间R的变化趋势,并标明
1 000 ℃时R值。
图1
图2
②催化剂X可提高R值,另一时段内CH 转化率、R值随温度变化如下表:
4
温度/℃ 480 500 520 550
CH 转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8
4
R 2.6 2.4 2.1 1.8
下列说法不正确的是 。
A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
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B.温度越低,含氢产物中H O占比越高
2
C.温度升高,CH 转化率增加,CO 转化率降低,R值减小
4 2
D.改变催化剂提高CH 转化率,R值不一定增大
4
答案 (1)C (2)+329 K ·
1 K2
2
c(CO )
(3)①BC ②通入He,CaCO 分解平衡正移,导致 2 增大,促进Fe还原CO
3 c(CO) 2
平衡正移
(4)①
②C
三年模拟
6.★★★(2025届浙江天域全国名校协作体联考,19)环氧乙烷( ,简称
EO)是有机合成中的常用试剂。EO常温下呈气态,易燃易爆,其爆炸极限为
3%~100%。常用乙烯、氧气、氮气(不参与反应)投料氧化法制备EO。涉及的反
应如下:
1
主反应:C H (g)+ O (g) EO(g) ΔH=-105 kJ/mol
2 4 2 2
副反应:C H (g)+3O (g) 2CO (g)+2H O(g) ΔH=-1 323 kJ/mol
2 4 2 2 2
(1)①主反应能自发进行的条件是 。
②已知H O(l) H O(g) ΔH=+44 kJ/mol,则EO的燃烧热ΔH= kJ/mol。
2 2
(2)①实际生产中,在压强为p 的条件下,欲提高EO的产率可采取的措施有
0
。
A.低温
B.加入CaO固体
第 53 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 化学
C.选择合适的催化剂
D.适当增加氮气分压
②向温度为T,体积为V的容器中加入投料比为2∶3∶3的乙烯、氧气、氮气。
n(O ) 1 n(CO ) 1
已知平衡时, 2 = , 2 = (其中二碳化合物为分子中含两个碳
n(N ) 2 n(二碳化合物) 2
2
原子的化合物)。
Ⅰ.副反应的平衡常数K= (列出算式,代入数据
即可)。
Ⅱ.恒容条件下,EO的产率与反应时间的关系如图1所示,请在图中画出恒压条件
下,相同投料比时,EO的产率与反应时间的关系曲线。
(3)以Ag为催化剂的反应机理如图2所示:
加入1,2-二氯乙烷会发生2Cl(g)+2Ag+O-(s) 2AgCl(s)+O (g)。一定条件下,反
2
应经过一定时间后,EO产率及选择性与1,2-二氯乙烷浓度的关系如图3所示。则
随着1,2-二氯乙烷浓度增大,EO产率先增后减的原因是
。
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答案 (1)①低温 ②-1 306
0.82×0.82
1×1.53
(2)①C ②
(3)加入少量1,2-二氯乙烷会消耗Ag+O-,抑制副反应Ⅲ,即增加了主反应的选择
性;1,2-二氯乙烷浓度较高时则会使催化剂Ag转化为AgCl,使Ag不能再生,催化
循环受阻,催化效果降低
7.★★★(2024温州二模,19)异丁烯(i-C H )是重要的化工生产原料,可由异丁烷(i-
4 8
C H )催化脱氢制备,反应如下:
4 10
i-C H (g) i-C H (g)+H (g)
4 10 4 8 2
ΔH =+123.5 kJ·mol-1。
1
已知:①主要副反应为i-C H (g) (g)+CH (g) ΔH
4 10 4 2
2i-C H (g) 2 (g)+C H (g)
4 8 2 4
ΔH >0
3
②温度过高会引发烃裂解生成炭(C)。
③相关化学键的键能如下表所示:
化学键 C—C C—H H—H
键能/(kJ·mol-1) 615 347.7 413.4 436
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请回答:
(1)ΔH = kJ·mol-1。
2
(2)有利于提高异丁烷平衡转化率的条件有 。
A.低温 B.高温 C.低压
D.高压 E.催化剂
(3)其他条件相同,在恒压的密闭容器中充入异丁烷和N 各1 mol(N 作惰性气体),
2 2
生成某产物的原料量
经过相同时间测得相关数据如图1和图2所示。[收率=
投入的原料量
×100%,空速(GHSV):单位时间通过单位体积催化剂的气体量](不考虑温度对催化
剂活性的影响,异丁烷分子在催化剂表面能较快吸附)
图1
图2
①图1中,600 ℃时异丁烯的收率= 。
②下列说法正确的是 。
A.由图1可知,温度越高,产生异丁烯的速率越快
B.充入N 的目的之一是减小异丁烷的吸附速率,同时带走催化剂局部多余的热量,
2
从而抑制催化剂的积炭
C.图2中,空速增加,异丁烷转化率降低的原因可能是原料气在催化剂中停留时间
过短
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D.图2中,空速增加,异丁烯选择性升高的原因可能是原料气将产物迅速带走,抑
制了副反应的发生
③图1中,随着温度升高,异丁烷转化率增大而异丁烯选择性下降的原因可能是
。
④其他条件相同,异丁烷的平衡转化率如图3所示。若充入N 改为2 mol,在图3
2
中作出异丁烷的平衡转化率随温度变化的曲线(忽略积炭的影响)。
图3
答案 (1)+80.4 (2)BC (3)①27.3% ②BCD
③温度升高,反应速率增大,副反应中异丁烷转化率增大;副反应反应速率增大的
程度更大,异丁烯选择性下降
④
第 57 页 共 57 页
