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专题11 化学反应原理综合
2 大考点概览
题型01 热化学、化学平衡原理为主综合
题型02 热化学、化学平衡、电化学原理为主综合
1. (2026·四川省凉山州·二模)天然气净化和煤燃烧过程中会产生
等污染物,将其吸收和转化
是保护环境和资源利用的有效措施。请回答下列问题:
(1)硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示:
①图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是___________。
②从图中可看出将
氧化成
有两条途径:
途径a:
经过程Ⅲ、过程Ⅳ转化成:
;途径b:
经过程Ⅱ转化成
。
这两种途径相比,途径a 改变的条件是___________,已知过程Ⅳ的化学方程式为
;则过程Ⅲ的化学方程式为___________。
(2)空气直接氧化脱除
的反应为:
。
已知
的燃烧热为
,
的燃烧热
,则空气直接氧化脱除
的
反应热
___________,反应在___________(填“高温”、“低温”或“任意情况”)自发进行。
题型01
热化学、化学平衡原理为主综合
(3)一定温度下,向容积为2 L 的密闭容器中充入
、
和
,,发生反应:
,5 min 反应达到平衡,体系压强变为原来的80%。
①反应在0~5 min 内用SO2表示的平均速率为___________;此温度下该反应的化学平衡常数
___________。
②研究表明,
催化氧化的反应速率方程为:
。式中:k 为反应速率常数,随
温度t 升高而增大;n 为
平衡转化率,m 为某时刻
转化率,α 为常数。在
时,将一系列温
度下的k、n 值代入上述速率方程,得到v~t 曲线,如图所示。
曲线上v 最大值所对应温度称为该m 下反应的最适宜温度
。下列说法正确的是___________。
A.v 达到最大值时,
平衡转化率n 最大
B.
时,v 逐渐提高,原因是升高温度,反应速率常数h 逐渐增大
C.
后,v 逐渐下降,原因是升高温度,平衡转化率n 逐渐降低
D.温度是影响反应速率的主要因素,温度越高,反应速率越快
2. (2026·四川省广元市·二模)碳达峰和碳中和是应对气候变化的重要策略,以CO2为原料合成甲醇可以
减少CO2的排放,可以更快地实现碳达峰和碳中和。回答下列问题:
Ⅰ、CO2和H2生成甲醇涉及的反应如下:
ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol-1
ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
(1)反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=______kJ·mol-1。
(2)T℃时,在主、副反应的混合体系中,平衡时,生成甲醇的选择性[CH3OH 选择性
]随压强的变化如图所示。
①增大压强,甲醇的选择性增大的原因是______。
②T℃时,若在密闭容器中充入2mol CO2和2.8mol H2,在压强为p Pa 时,生成0.6mol CO,则T℃时,主
反应的压强平衡常数Kp=______Pa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ、催化剂的性能测试:一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器,检测反应器出口气体的成分及其含
量,计算CO2的转化率和CH3OH 的选择性以评价催化剂的性能。
(3)230℃时,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=5:18:
1,则该温度下CO2的转化率为______。
(4)其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率和CH3OH 的选择性的影响如图1、2 所示。
①由图1 判断,A、B、C、D 均未达到平衡状态的依据是______。
②温度高于260℃时,CO2平衡转化率升高的原因是______。
③温度相同时,CH3OH 选择性的实验值略高于平衡值(见图2),从化学反应速率的角度解释原因:
______。
3. (2026·四川省广安市·二模)CO2合成甲烷有利于实现“碳达峰、碳中和”,转化过程中发生的反应如
下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅳ的
___________。
(2)恒温恒压条件下,若只发生反应Ⅳ,可提高CH4转化率的措施有___________(填字母)。
a.增加原料中CO2的量 b.通入Ar 气 c.增加原料中CH4的量
(3)反应Ⅰ的正、逆反应速率可分别表示为
、
(
、
分别为正、逆反应速率常数且均大于0,p 为气体的分压),降低温度时
、
减少程度
___________
(填“>”“
”或“<”)。
(4)CO 和
是重要的工业原料气,经“变换”“脱碳”可获得纯
。向绝热反应器中通入CO、
和过量的
:
。催化作用受接触面积和温度
等因素影响,
的比热容较大。
过量能有效防止催化剂活性下降,其原因有
___________。
(5)向2 L 的恒容密闭容器中充入
和
发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,达平衡时各组分的物质的
量随温度的变化如图所示:
①图中b 表示的物质是___________(填化学式)。
②温度为T℃时,平衡时
、
的物质的量分别为1.2 mol、0.6 mol,反应Ⅱ的平衡常数
___________
(保留2 位有效数字)。
③保持温度不变,增大容器体积,容器内
___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
4. (2026·四川省德阳市·二模)乙醇水蒸气重整制氢工艺的产氢效率高,并且乙醇来源广泛,具有较理想
的应用前景。相关反应如下:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)上述“相关反应”中,属于非极性分子的是___________(填化学式)。
(2)
___________kJ/mol。
(3)有利于提高平衡时
转化率的条件是___________(填标号)。
A. 高温高压
B. 高温低压
C. 低温高压
D. 低温低压
(4)若在一定温度下,恒容密闭容器中发生上述反应,能判断体系达到平衡的是___________(填标号)。
A.反应体系的压强保持不变 B.
C.混合气体密度保持不变
(5)一定压强下,
时,发生上述反应,平衡时
和CO 的选择性及
的产率随温度的变化如图所示[CO 的选择性
]。
图中表示平衡时
的选择性随温度变化的曲线是___________(填序号),分析曲线②在300℃前后变化趋
势相反的原因___________。
(6)在T℃,
,仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,平衡时,
转化率为80%,
和CO 的选择性相等,用各物质的平衡体积分数代替平衡浓度,则该温度下反应Ⅱ的
___________。(用计算式表示)
5. (2026·四川省成都市石室中学·二模)二氧化碳的资源化利用是实现“双碳”目标的关键。其中,通过
逆水煤气变换(RWGS)反应调控合成气中氢碳比具有重要的工业价值。
RWGS 反应:反应Ⅰ.
RWGS 反应中可能发生的副反应:
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)
___________
,反应Ⅲ在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自
发进行。
(2)RWGS 反应历程中Cu 改性前后该路径的相对能量与反应历程关系如图1:
①由图可知,加入Cu 助剂后,决速步反应的活化能降低了___________eV。
②加入Cu 的作用是___________。
(3)实验测得RWGS 反应正逆反应速率方程:
,
(
、
分别为正逆反应速率常数,p 为各物质分压),反应达到平衡后,仅升高温度,
增大的倍数
___________(填“大于”“小于”或“等于”)
增大的倍数。
(4)恒压下,按
投料,发生上述反应。平衡时CO、
、
、
的物质的
量分数(x)随温度(T)的变化曲线如图2[已知
、
];
①曲线c、d 代表的物质分别是___________。
②温度高于400℃后,曲线b 超过d 且持续增大的原因是___________。
(5)控制反应体系总压为p kPa,按
投料,发生上述反应。600℃达到平衡时,
的转化率为80%,
的选择性为25%[已知
的选择性
]。该温度下反应
Ⅲ的平衡常数
___________
(用分压表示,列出计算式即可)。
6. (2026·四川省成都市·二模)利用CO2实现乙烷高效脱氢制乙烯是一种经济、可持续生产途径,TiO2基
复合氧化物有助于实现乙烷和CO2的吸附活化,相关核心步骤如下:
反应
反应II:
一定压强
下,反应体系中初始
与
的体积比为
,该混合气体以
流速通
过装有系列
催化剂的反应器。已知体系中存在副反应
产生了少量积
碳。实验测得乙烷转化率与温度关系如图1,乙烯选择性
与温度关系如图
2。
回答下列问题:
(1)已知相关物质的摩尔燃烧焓
如下表:
物质
反应I 的焓变
______
。
(2)反应I 的自由能
随升温呈______(填“升高”或“降低”)趋势。
(3)保持反应初始
过量的好处是______(填标号)。
a.提高
的平衡转化率 b.减少积碳生成 c.提高
的平衡体积分数
(4)图1 中,在
催化下的乙烷转化率随升温而增大,原因是______。图2 中,在Ni—TiO2催化
下的乙烯选择性相对较低,可能原因是______。
(5)综合图1 与图2 判断,在650°C 下四种催化剂中制乙烯的最佳者为______。
(6)某温度下,平衡时乙烯选择性为80%,则
______。平衡体系中几乎无
和
,乙烷的平
衡转化率为40%,则
______kPa。
7. (2026·四川省南充市·二模)某研究团队研究在催化剂
表面利用
加氢制甲醇。体系中
的主要反应为:
i:
ⅱ:
ⅲ:
回答下列问题。
(1)
_______
。
(2)升温时,
中间体逐渐增多的可能原因有两个,一个是产生
的速率更快,另一个是_______。
(3)相关文献表明,该条件下反应存在两个反应历程,如下图所示,其中
代表过渡态,*表示物种吸
附在催化剂表面。路径二中决定总反应速率的基元反应(单纯的吸附、脱附不考虑)的化学方程式为
_______。低温下,几乎不产生
中间体的原因是_______。
(4)在恒温恒压条件下,投入不同物质的量之比的
、
、
混合原料气,甲、乙两个不同的平衡
状态数据如下。
平衡状态
投料比
平衡转化率
平衡转化率
甲
乙
①可提高
平衡转化率的措施有_______(填字母标号)。
A.增加原料中
的量 B.原料中加入
C.通入
D.改用更高效的催化剂
②初始投料中
出含量下降时,平衡体系中
将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③若平衡状态甲中
分压为
,则反应ⅲ的平衡常数
_______(用含
的代数式表示;分压=总压×物
质的量分数)。
8. (2026·四川省字节精准教育联盟·AI 智联·二模)降低大气中的CO2含量和有效开发利用CO2正成为研
究的主要课题,CO2与氢气合成甲醇的反应为:
ΔH <0,
请回答下列问题:
(1)该反应的自发条件是___________(填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)。
(2)下列有利于提高CO2转化率的措施有___________(填字母)。
A. 缩小容器容积,增大压强
B. 升温
C. 使用催化剂
D. 增大H2和CO2的初始投料比
(3)在容积为2 L 的恒容密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,在500 ℃时,发生上述反应,10 min
后反应达到平衡,测得平衡时
。
①达到平衡时CO2的转化率为___________,前10 min 内用H2(g)的浓度变化来表示该反应的平均反应速率
为v(H2)=___________
。
②计算该温度下此反应的化学平衡常数K 的值为___________(保留两位小数)。
③保持温度不变,平衡后如果将容器的容积扩大到4L,达到新平衡时,c(CH3OH)___________0.375
mol/L(填“>”、“<”或“=”)。
(4)恒温恒容条件下,下列能说明反应
已达平衡的是
___________(填字母)。
A.
B. 单位时间内生成1 mol H2O(g)的同时生成3 mol H2(g)
C. 混合气体的密度不随时间而变化
D. 容器中混合气体的压强不随时间而变化
(5)以CO2、H2为原料合成CH3OH 时,还发生了副反应:
,该
反应的化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示,请回答下列问题:
t/℃
700
800
830
1000
K
0.6
0.9
1.0
1.7
1000℃时,某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O 的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、3 mol/L、3 mol/L,
则此时上述副反应的平衡移动方向为___________(“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
9. (2026·四川省宜宾市·二模)氧化银(Ag2O)是一种性能优异的新型功能材料,具备强广谱抑菌性、光催
化性、氧化性等特性。一定条件下,银表面存在反应:4Ag(s)+O2(g)
2Ag2O(s) ΔH1。
已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=生成物生成焓之和-反应物生成焓之和。
相关物质生成焓如下表。
物质
Ag(s)
O2(g)
Ag2O(s)
ΔfHm/kJ·mol-1
0
0
-31.1
回答下列问题:
(1)ΔH1=___________kJ·mol-1,该反应在___________(填“高温”或“低温”)下自发进行。
(2)其它条件相同时,不同温度下,该反应的平衡压强(p 平)、平衡常数(Kp)与温度(T)的关系如下表。
T/K
T1
T2
p 平/kPa
40
120
Kp/(kPa)-1
Kp1
Kp2
①T1___________T2(填“>”“<”或“=”)。
②Kpl:Kp2=___________。
(3)向密闭容器中投入Ag2O、Ag 和O2(记
起始状态Ⅰ),经下列过程达到各平衡状态。
已知从起始状态Ⅰ到平衡状态Ⅱ的过程ΔS>0。下列叙述正确的是___________(填标号)。
A. 气体压强:p(Ⅱ)>p(Ⅰ)
B. 固体质量:m(Ⅰ)<m(Ⅲ)
C. 正反应速率:v(Ⅱ)<v(Ⅳ)
D. 若Ⅴ(Ⅳ)=2V(II),则2mAg(Ⅳ)=mAg(Ⅲ)
(4)Ag/Ag2O 常用于醇的催化氧化。一定温度下,将C2H5OH 和O2的混合气体以固定流速通过装有Ag/
Ag2O 的反应釜,发生反应2C2H5OH(g)+O2(g)→2CH3CHO(g)+2H2O(g),测得反应釜出口成分中CH3CHO(g)
体积分数(x)随温度变化如图。
①T>600K,CH3CHO 体积分数(x)降低,原因是___________。
②降低通入混合气体的流速,a 点上升,原因是___________。
10. (2026·四川省内江市·二模)“二氧化碳干重整”是将
和
两种温室气体转化为合成气
的过程。该重整反应体系主要涉及以下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
(1)根据盖斯定律,反应ⅰ的
___________
。
(2)对于上述反应体系在一定条件下建立的平衡,下列说法正确的是___________(填标号)。
a.减小容器的体积,反应ⅰ、ⅱ的正反应速率都增加
b.降低温度,反应ⅰ~ⅳ的正、逆反应速率都减小
c.加入反应i 的催化剂,可提高
的平衡转化率
d.移去部分
,反应ⅱ、ⅲ、ⅳ的平衡均向右移动
(3)在恒压条件下,
、
重整制合成气的过程中各组分平衡物质的量随温度的变化如图1 所示。
①630℃平衡时容器的体积为100 L,反应
的平衡常数
___________
。
②积碳会影响催化剂活性。其他条件不变,随温度升高,积碳含量___________(填“增大”或“减小”),
从平衡移动角度分析可能的原因是___________;要尽可能减少积碳,应适当___________(填“增大”或
“减小”)初始投料
的比值。
(4)反应ⅰ、ⅱ、ⅳ的
随1/T(温度的倒数)的变化如图2 所示。[已知
为相对压力平衡常数,其表
达式写法为: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100 kPa]。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,表示反应ⅳ的为___________。
②在A 点对应温度下、原料组成为
、初始总压为100 kPa 的恒容密闭容器中进行反
应,体系达到平衡时
的分压为30 kPa。则
的平衡转化率为___________。
11. (2026·四川省内江市威远中学·二模)甲醇是重要的化工原料,工业上可利用
生产甲醇,同时可
降低温室气体二氧化碳的排放。
已知:①
②
③
(1)
______
,反应③在______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)下列措施中,能提高
平衡转化率的是______(填标号)。
A. 压缩容器体积
B. 将
液化分离出来
C. 恒容下充入
D. 使用高效催化剂
(3)在一密闭容器中加入
和
,在一定条件下进行反应③,测得
的平衡转化
率与温度、压强的关系如图所示。
①压强
______(填“>”、“=”或“<”,下同)
,理由是______。
②当压强为
时,B 点
______
。
③T℃、
下,
的平衡体积分数为______%。
12. (2026·四川省“元三维大联考”·二模)二氧化碳的资源化利用是实现碳中和的重要途径之一、将
催化转化为合成气(CO 和
),再转化为烃类等高附加值化学品,有利于实现碳循环利用。
(1)相关反应有:
Ⅰ、
Ⅱ、
已知:25℃和101 kPa 下,由最稳定单质生成1 mol 化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。
、
、
、
的摩尔生成焓分别为
、
、
、
,则反应Ⅱ的
______
,该反应在______(填“低温”或“高温”)时能自
发进行。
(2)对于反应Ⅱ,在温度为T 时,不同催化剂对应的活化能数据如下表:
序号
A
B
C
D
催化剂
活化能/
80.1
79.8
55.2
103.9
从提高反应速率考虑,最适合的催化剂是______(填序号)。
(3)二氧化碳催化加氢合成甲烷的反应往往伴随副反应,生成
、
、
等低碳烃。为了提
高反应速率和甲烷的选择性,最好的办法是______(填标号)。
A. 降低温度
B. 选择合适的催化剂
C. 增大压强
D. 提高初始时
与
的比例
(4)在一定温度和催化剂存在下,向体积为2 L 的容器中充入
和
,只进行反应Ⅰ和
Ⅱ,平衡时
的转化率,
的选择性随温度变化如下图所示:
①平衡时
的转化率先减小后增大的原因是______。
②400℃时,
选择性接近0 的原因是______(任写一点)。
③280℃时,反应进行t min 达到平衡,
______,反应Ⅰ的平衡常数
______。(保留两位有效
数字。已知:对于反应
,
,x 为体积分数,
的选择性
)
13. (2026·四川省泸县第五中学·二模)挥发性有机化合物(VOCs)的减排与控制已成为我国当前阶段大气
污染治理的重点工作之一,通过催化氧化法去除其中乙酸乙酯(EA)的过程如下,Ⅰ为主反应。
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
Ⅳ:
(1)一定温度下,将不同量的原料通入恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ,平衡时热量变化如下表,则该温
度下反应Ⅰ的
___________,该反应在
___________(填“低温”“高温”“任何温度”或
“任何温度都不”)能自发进行。
实验编号
初始投入量/mol
平衡时热量变化
①
1
5
0
0
放热akJ
②
0
0
2
3
吸热bkJ
③
0
0
2
2
吸热ckJ
(2)恒温、恒容条件下,将1mol 乙酸乙酯和2mol 水蒸气通入刚性容器中,只发生反应Ⅱ。下列叙述能
证明此反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
B. 混合气体的密度保持不变
C. 乙酸乙酯与水蒸气的物质的量之比保持不变
D. 反应的焓变保持不变
(3)压强一定时,将n(乙酸乙酯):n(氧气):n(水)=1:5:1 的混合气体通入装有催化剂的密闭容器中,
发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ.不同温度下,平衡时各含碳物质(
、
、
、
)的百分含量S 随温度变化如图所示,曲线c 代表
随温度的变化,注:
。
①代表
随温度变化的曲线是___________(填“a”“b”或“d”),分析其百分含量
在
温度
至
间变化的原因:___________。
②温度为
时,二氧化碳
体积分数是___________(保留一位小数);反应Ⅱ的平衡常数
___________。
14. (2026·四川省遂宁市射洪中学·二模)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。CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下:
反应a.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= - 49.1 kJ·mol-1
反应b.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
反应c.2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-23.4 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)CH3OH 分子中官能团的电子式为___________。
(2)反应d:CH3OCH3(g)+3H2O(g)
2CO2(g)+6H2(g) ΔH4=___________kJ·mol-1,在密闭容器中发生该
反应的有关说法错误的是___________(填字母)。
A.其他条件不变,升高温度时活化分子百分数增加
B.升高温度,平衡常数K 增大
C.高温时反应可能自发进行
D.使用催化剂时,活化能和ΔH4均减小
(3)在恒温恒容密闭容器中充入3mol H2和1 mol CO2发生上述反应a、b、c,初始压强为2MPa。CO2的
平衡转化率、二甲醚和CO 生成物的选择性随温度变化如图所示。
已知:含碳生成物A 的选择性=
。
①L2表示CO2平衡转化率的曲线,该曲线在260℃之后呈上升趋势的原因是___________。
②260℃达到平衡状态时,H2的转化率α(H2)=___________%,反应b 用气体分压表示的平衡常数
Kp=___________[如p 分压(CO2)=p 总×CO2的体积分数](以整数比表示即可)。
15. (2026·四川省泸州市叙永中学·二模)二氧化碳
作为一种生产高价值燃料和化学品的可再生碳
源,将其催化转化为甲烷是减少温室气体排放的一项战略。二氧化碳加氢制甲烷过程中主要反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
积碳反应(CO 的歧化反应和
的裂解反应是催化剂积碳的主要成因):
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ
_______
,反应Ⅲ在_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下
自发进行。
(2)已知各反应的平衡常数随温度的变化曲线如图1 所示,相同时间内甲烷产率随温度升高的变化曲线
如图2 所示。
①若反应Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ的平衡常数分别为
,则反应Ⅱ的平衡常数
_______(用含
的代数式表示)。
②相同时间内
的产率在温度高于330℃时降低的可能原因之一是催化剂活性降低,高温导致催化剂活
性降低的原因是_______。
(3)在360℃时,在固定容积的容器中进行上述反应(不考虑积碳反应),平衡时CO 和
的转化率及
和
的产率随
变化的情况如图3 所示。
图中表示CO 转化率、
产率变化的曲线分别是_______、_______(填“a”“b”“c”或“d”)。
(4)在一定温度下、压强为
,向恒压密闭容器中通入
和
,达到平衡时
的
转化率为65%,
反应了2.22mol,
,
,则
_______mol;
该温度下,反应Ⅲ的
_______
(列出计算式即可,
是以分压表示的平衡常数,分压=总压×
物质的量分数)。
16. (2026·四川泸州市·二模)碘及其化合物在人类活动中占有重要地位。回答下列问题:
(1)已知:25℃时,
存在如下溶解平衡:
25℃时,反应
的
___________
。用有机溶剂从水溶液中萃取
时,萃取效率
。用等体积的
萃取碘水中的
(忽略
与
的
反应),平衡时萃取效率
___________(用含
、
的代数式表示)。平衡常数
大于
的原因是
___________。
(2)已知反应
的
,化学键H-H、I-I 的键能分别是
、
,则化学键H-I 的键能是___________
。
(3)某研究小组对反应
进行了深入研究。分别在453℃和499℃的刚性容器
中,进行不同投料的两组实验,气体混合物中HI 和
的物质的量分数x 与反应时间t 的关系如下图:
①499℃时,表示
随t 变化的曲线是___________(填字母编号)。
②根据上述实验结果,453℃时该反应的平衡常数
___________(保留2 位小数)。
③453℃时,向上述平衡体系中继续通入HI,平衡时
将___________(填“变大”“变小”或“不
变”),原因是___________(从定量角度分析)。
17.(2026·四川学易金卷·二模)(14 分)很多自然界大量存在的物质都是重要的化工原料。
(1)芒硝化学式为
,无色晶体,易溶于水,是一种分布很广泛的硫酸盐矿物,以芒硝为原
料可制备纯碱。
①以芒硝和碳酸氢铵为原料,在水溶液中析出NaHCO3晶体,反应的离子方程式是__________________。
②已知:i.
ii.
反应:
_____________
。
③该小组同学设想,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取
氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠,无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
通电开始后,阴极附近溶液
会增大,请简述原因:_________________________________。
(2)CO2催化加氢是制备CH3OH 的重要方法,反应过程涉及的主要反应如下:
反应1:
题型02
热化学、化学平衡、电化学原理为主综合
反应2:
①有关上述反应的说法正确的是_____________(填字母)。
a.增大压强有利于CH3OH 的生成
b.使用催化剂,能降低反应的活化能,提高CO2的平衡转化率
c.升温有利于反应2,反应2 先达到平衡状态
②其他条件不变时,一段时间内,温度对CO2加氢制CH3OH 反应的影响如下图。
已知:CH3OH 选择性
。
i.220~240℃时,CO2的平衡转化率变化的原因是_______________________________。
ii.由图知240℃时实际反应未达到平衡状态,图中的依据是__________________________。
iii.220~240℃,升高温度,CH3OH 的实际选择性变化的原因可能是_______________________________。
18. (2026·四川省泸州市合川县马街中学·二模)氯苯(C6H5Cl)在多个领域有着重要的应用,但是不当排
放会引起环境污染。
Ⅰ :氯苯的结构与性质
(1)与氯代烷烃相比,氯苯水解条件更苛刻。氯苯结构如图-1 所示,请从结构上解释氯苯难 水解的原因
______。
(2)一定条件下,氯苯和 Cl2 在 CS2 中发生反应,生成邻二氯苯和对二氯苯,反应过程中的能量变 化
如图-2 所示。
①两种二氯代苯中,热稳定性较好的是______ (填名称)。
②保持其他条件不变,若要提高产物中邻二氯苯的比例,可采取的措施有______。
Ⅱ :氯苯的去除
可采用电化学法、催化氧化法去除氯苯,基本原理都是利用自由基(·OH)去除。
(3)三维电极反应器是在阴、阳电极板之间投加活性炭细颗粒作为第三电极,该装置去除氯苯(用 R 表
示)的原理如图-3 所示。
①通电时,生成的·OH 能将氯苯降解为 CO2 和 HCl ,写出对应的化学方程式______。
②使用“第三电极 ”的优点有______。
(4)以 Ru/TiO2 作催化剂,用 O2 将氯苯氧化去除,图-4 表示 0%H2O 、1%H2O 、6.5%H2 时氯苯转化
率随温度的变化关系。 275℃时,加入适量 H2O(g)能提高氯苯的转化率,但过 多 H2O(g)会导致氯
苯转化率下降,可能的原因分别是______。
19. (2026·四川省字节精准教育联盟·二模)工业废水中常含有一定量的
和
,它们会对人类
及生态系统产生很大的危害,必须进行处理。
常用的处理方法有两种:
方法1:还原沉淀法:该法的工艺流程为
其中第①步存在平衡:
。
(1)若平衡体系显比较强的酸性,此时溶液显___________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是___________。
a.溶液的pH 不变 b.
和
的浓度相同
c.
d.溶液的颜色不变
(3)室温下,初始浓度为
的
溶液中
随
的变化如图所示:
根据A 点数据,计算出此时的平衡转化率为___________。
(4)写出第②步中
转变成
的离子方程式___________
(5)第③步生成的
在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
,常温下,
的溶度积
,要使
降至
时,溶液的pH 应调至
___________。(已知:
)
方法2:电解法:该法用Fe 做电极电解含
的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH 升高,
最终使铬元素以
沉淀的形式除去。
(6)写出阳极的电极反应式:___________。
(7)在阴极附近溶液pH 升高的原因是___________(用电极反应式解释)。
(8)电路中每转移12 mol 电子,最多有___________
离子被还原。
20. (2026·四川广安市二中·二模)
作为化石燃料的燃烧产物,直接排放易导致温室效应,因此大力
开发
的资源化利用具有十分重要的意义和广阔的前景。如用二氧化碳与氢气合成甲醇、乙醇等。
已知:
①
②
回答下列问题:
(1)
为物质的标准摩尔生成焓(kJ/mol),
是在标准压力下,由最稳定的单质生成标准状态下
1 mol 物质的焓变。相关物质的标准摩尔生成焓
如下表所示。
物质
(g)
(g)
(g)
(g)
(kJ/mol)
-393.5
0
-235.1
-241.8
则
_______kJ/mol。
(2)下列关于反应②的
(
)随温度T(K)的变化趋势正确的是_______(填序号)。
(3)绝热恒容条件下,下列能说明反应①达到平衡的是_______(填序号)。
A.
B. 断裂3 mol H-H 键的同时形成3 mol H-O 键
C. 平衡常数保持不变
D. 气体的总物质的量保持不变
(4)
与
反应生成甲醇和乙醇,在不同催化剂下反应相同的时间,
的转化率及乙醇的选择性
与温度的关系分别如图1、2 所示。随着温度的升高,以
为催化剂,
的转化率先增大后减小的
原因是_______;制备乙醇最适宜的条件是_______。
(5)按投料比
发生反应②,起始压强为8 MPa 的恒容条件下,平衡状态时各物质
的物质的量分数与温度的关系如图所示,曲线d 表示的物质是_______(填化学式),M 点所示温度时,该反
应的压强平衡常数
_______
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(6)
和
都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所
示,两电极均为惰性电极。电极P 上生成
的电极反应为_______。