專題10化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1．(2024·浙江省Z20名校聯(lián)盟高三聯(lián)考)環(huán)境保護與綠色發(fā)展是新時代人們關(guān)心的共同話題。NO是大氣主要污染物，因此對工業(yè)煙氣脫硝是工業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)。煤燃燒排放的煙氣含有NO，脫除的方法有多種。(1)目前常見方法是采用NaClO溶液液相氧化法脫除煙氣中的NO，其主要過程如下：Ⅰ．NO(aq)+HClO(aq)NO2(aq)+HCl(aq)ΔH＝akJ·mol?1Ⅱ．3NO2(aq)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(aq)ΔH＝bkJ·mol?1①NO(aq)轉(zhuǎn)化為HNO3(aq)的熱化學(xué)方程式。②為提高NO脫除率，工業(yè)上常向NaClO溶液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)，溶液初始pH與NO的脫除率如下表所示。初始3.54.55.56.57.5NO脫除率91%88%83%65%51%pH影響NO脫除率的原因是。(2)理論上可采用加熱使NO分解的方法處理：2NO(g)N2(g)＋O2(g)。①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為；②已知該反應(yīng)的正反應(yīng)活化能為728kJ·mol?1，逆反應(yīng)的活化能為910kJ·mol?1；正反應(yīng)熵變?yōu)?4.8J·K1·mol?1。實際反應(yīng)時發(fā)現(xiàn)加熱至600℃時NO仍沒有明顯分解，請結(jié)合上述數(shù)據(jù)解釋原因。(3)近期科學(xué)家發(fā)現(xiàn)活性炭表面的有機結(jié)構(gòu)可以被強氧化劑氧化成酚羥基、羧基(均可表示為COH，其電離平衡可表示為COHCO+H+)，這些官能團可以使活性炭表面活性化，有利于NO的吸附。不同氧化劑的預(yù)氧化與吸附原理可表示為(未配平)：預(yù)氧化：HNO3+C→COH+NO2↑+H2O預(yù)氧化：KMnO4+C→COH+MnO2+K2MnO4預(yù)氧化：H2O2+C→COH+H2O吸附：COH(s)＋NO(g)COH…NO(s)ΔH①下列描述正確的是。A．25℃下原始C在通氣約175分鐘后吸附效果超過了H2O2CB．若其他條件不變，增大混合氣體中N2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，吸附平衡會正向移動C．KMnO4C在實驗中吸附效果不佳，可能是活性炭表面孔隙被MnO2、K2MnO4堵塞D．升高溫度，等量活性炭催化劑吸附的NO分子總數(shù)會減少②相比其他預(yù)氧化試劑處理的活性炭，HNO3C吸附效果更佳，有研究者認(rèn)為可能是HNO3引入了H+，增強了活性炭的表面活性。試?yán)美障奶亓性碛枰越忉?。【答案?1)2NO(aq)+3HClO(aq)+H2O(l)=2HNO3(aq)+3HCl(aq)?H=(3a+b)kJ?mol1pH降低，c(HClO)升高(3)CD硝酸預(yù)氧化的過程中引入了H+，增大了H+濃度，平衡COHCO+H+逆向移動，使活性炭表面酚羥基、羧基等官能團數(shù)量增多，故吸附效果更佳2．(2024·浙江省稽陽聯(lián)誼學(xué)校高三聯(lián)考)丙烯是一種重要的化工原料，在催化劑作用下，可以由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。反應(yīng)Ⅰ(直接脫氫)：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH1反應(yīng)Ⅲ(氫氣燃燒)：2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3＝484kJ·mol?1回答下列問題：(1)ΔH1=kJ/mol。(2)對于反應(yīng)Ⅰ，總壓恒定為100kPa，在密閉容器中通入C3H8和Ar的混合氣體。在溫度為時，C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖1①結(jié)合圖1，從平衡移動的角度分析，“通入Ar”的作用是。(3)恒溫條件下，測得反應(yīng)Ⅰ平衡時C3H6(g)的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖2.請在圖上畫出平衡時C3H8(g)的物質(zhì)的量濃度隨平衡總壓變化的曲線。(在圖中C點平衡總壓為10Mpa時，丙烷和丙烯的物質(zhì)的濃度相等)。(4)①關(guān)于反應(yīng)Ⅲ，下列說法正確的是。A．該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進行B．升高溫度，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)增大C．通入的氧氣越多，越有利于丙烷的氧化脫氫D．將水液化分離出來，既可以加快反應(yīng)速率，又能提高C3H8的轉(zhuǎn)化率②與直接脫氫反應(yīng)相比，氧化脫氫制備丙烯的優(yōu)點是。t℃丙烷轉(zhuǎn)化率產(chǎn)物的選擇性C3H6C2H4CO4004.0693.122.204.6850012.3291.233.165.6160035.2285.447.736.83下列說法不正確的是_____。A．在較高溫度下，催化劑X可提高產(chǎn)生丙烯反應(yīng)的速率B．CO2催化氧化C3H8脫氫制丙烯的反應(yīng)是放熱反應(yīng)C．相同條件下，使用不同的催化劑，丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率相同D．溫度升高，催化劑X的活性下降，丙烯的產(chǎn)率降低【答案】(1)＋124(2)減小氣體濃度(或分壓)，使平衡右移，提高C3H8(g)轉(zhuǎn)化率1：3.8(4)A反應(yīng)溫度較低、節(jié)約能源/氧氣消耗氫氣，有利于平衡正向移動/利用氫氣和氧氣反應(yīng)放熱，維持熱量平衡/產(chǎn)品容易分離、副產(chǎn)物少(5)BD3．(2024·浙江省嘉興市高三聯(lián)考)乙烷是一種重要的化工原料，可用作制冷劑、燃料、制備乙烯的原料?；卮鹣铝袉栴}：(2)1000℃時，在某剛性密閉容器內(nèi)充入一定量的C2H6(g)，只發(fā)生反應(yīng)①，若平衡時容器中總壓為pPa，乙烷的轉(zhuǎn)化率為α，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=Pa(用含p、的代數(shù)式表示，KP為用分壓表示的平衡常數(shù))。達到平衡后，欲同時增大反應(yīng)速率和乙烷的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有(填選項字母)。A．升高溫度B．通入惰性氣體C．增加乙烷濃度D．加入催化劑下列說法正確的是___________。A．有利于提高乙烷平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓B．乙烷的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而增大的原因是此時反應(yīng)未達平衡，升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大D．反應(yīng)的最佳溫度為700℃左右(4)最新研究發(fā)現(xiàn)在乙烷的氧化裂解反應(yīng)體系中充入一定量CO2能更好的提高乙烷的轉(zhuǎn)化率和乙烯的收率，請結(jié)合方程式說明原因。(5)科技工作者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了乙烷在催化劑表面脫氫制乙烯的反應(yīng)，其部分歷程如下圖所示(吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注，TS表示過渡態(tài))。此部分歷程中決速步驟的反應(yīng)方程式為。(4)CO2+C=2CO，可以消除催化劑表面的積碳，加快反應(yīng)速率【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律，將①+②+③得C2H6(g)+O2(g)C2H4(g)+H2O(g)?H4=(+136.8kJ/mol)+(285.8kJ/mol)+(+44kJ/mol)=105kJ/mol。(2)設(shè)起始充入C2H6(g)物質(zhì)的量為a，列三段式：4．(2024·浙江省金麗衢十二校高三聯(lián)考模擬預(yù)測)I．氮的固定意義重大，氮肥的使用提高了糧食產(chǎn)量。自然固氮反應(yīng)之一是：N2(g)＋O2(g)==2NO(g)，已知：N2(g)O2(g)NO(g)946498632圖甲中A、B、C三點表示不同溫度、壓強下2NO(g)＋O2(g)==2NO2(g)達到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率。(填“A”、“B”或“C”)點對應(yīng)的壓強最大，判斷依據(jù)是。②結(jié)合圖甲和圖乙，恒壓100kPa、25℃時，10mLNO與5mLO2混合后最終氣體的體積為mL。II．將物質(zhì)的量之比為2:1的N2O和CO充入一密閉容器中進行反應(yīng)N2O(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)，CO在Pt2O+的表面進行兩步反應(yīng)轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)歷程如圖丙所示，請回答：(3)下列說法正確的是___________。A．在恒溫恒容時，混合氣體的密度不再變化說明體系達到平衡狀態(tài)B．該總反應(yīng)高溫下可能不自發(fā)C．反應(yīng)過程中先是N2O中的O原子去進攻Pt2O+中的Pt原子D．研究表明，Pt2O+催化使反應(yīng)歷程具有更少的反應(yīng)步驟和更低的活化能，平衡轉(zhuǎn)化率更大【答案】(1)+180kJ/mol(2)B圖甲中曲線上各點為100kPa下的NO平衡轉(zhuǎn)化率，對反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)==2NO2(g)而言壓強越大平衡轉(zhuǎn)化率越大，可知曲線以下的點壓強小于100kPa，曲線以上的點壓強大于100kPa6(3)BC(4)4.05．(2024·江浙高中(縣中)發(fā)展共同體高三聯(lián)考)H2S的吸收與利用有多種形式，根據(jù)下列研究回答：Ⅰ．干法脫硫：2H2S(g)＋3O2(g)2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝1124.4kJ·mol?1S(s)＋O2(g)==SO2(g)ΔH2＝296.8kJ·mol?1(1)空氣氧化脫除H2S反應(yīng)：2H2S(g)＋O2(g)2S(s)＋2H2O(l)的ΔH=kJ·mol1。Ⅱ．H2S高溫裂解反應(yīng)：2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)(2)不同溫度下，具有一定能量的分子百分?jǐn)?shù)與分子能量的關(guān)系如圖1所示，E表示某溫度下分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，陰影部分的面積反映活化分子的百分?jǐn)?shù)，則圖中T1T2(填“>”、“=”或“<”)。

圖1(3)若T1溫度下使用催化劑，請在圖1中畫出相應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)變化。(4)在恒容密閉真空容器中，充入H2S進行高溫裂解反應(yīng)，初始時容器內(nèi)壓強為p，反應(yīng)溫度為900℃。實驗過程中控制不同溫度，測得H2S的轉(zhuǎn)化率如圖2所示，其中曲線a表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系，曲線b表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時間時H2S的轉(zhuǎn)化率。下列說法正確的是_______。A．分別達到A、B、C點時，反應(yīng)時間為：tB＞tA＞tCB．A點時容器內(nèi)壓強為1.2pC．B點H2S的分解速率大于C點D．高溫時a、b兩曲線重合的原因是溫度升高反應(yīng)速率加快(6)表面噴淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S，其原理可用下圖表示。其它條件不變時，增大氣相壓強和水膜pH均能提高H2S的去除率，其可能的原因是?！敬鸢浮?1)530.8<(3)(4)AD(5)60%(6)增大氣相壓強，H2S的溶解度增大；水膜pH增大，c(OH―)增大，促進H2SH++HS平衡向正反應(yīng)方向移動，HS濃度增大，所以可提高H2S的去除率【解析】(1)2H2S(g)＋3O2(g)2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝1124.4kJ·mol?1①，6．(2024·浙江省9+1高中聯(lián)盟高三聯(lián)考)氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一。甲烷水蒸氣催化重整制氫(SMR)是一種制高純氫的方法之一，其涉及的主要反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝+206.3kJ·mol?1反應(yīng)Ⅱ：CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)ΔH2反應(yīng)Ⅲ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝41.1kJ·mol?1回答下列問題：(1)反應(yīng)Ⅱ能自發(fā)進行的條件是。①下列說法不正確的是。A．為防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生，需對原料氣進行脫硫等凈化處理C．升高溫度有利于反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移動，溫度越高越好②反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)(用含a，m，n的代數(shù)式表示)。①催化劑中添加PLi4SiO4吸附劑與無添加吸附劑比較，t1min前H2的平衡含量升高，CO2、CO和CH4的平衡含量降低；t1min后H2的平衡含量降低，CO2、CO和CH4的平衡含量升高，最后與無添加吸附劑時的含量相同，可能的原因是。②實驗時發(fā)現(xiàn)t1min后CO2的平衡含量低于理論平衡值，CO的平衡含量高于理論平衡值，可能的原因是。(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)A．鈀膜對H2分子的透過具有選擇性C．采用鈀膜分離技術(shù)可以提高原料的利用率D．常用N2將過程5中的H2吹掃出反應(yīng)器，增大鈀膜兩側(cè)的壓強差，提高過程1、3速率而促進反應(yīng)(3)添加PLi4SiO4吸附劑，降低了CO2的濃度，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ平衡正向移動；t1min后，PLi4SiO4吸附劑失效CO2+C2CO(4)B7．(2024·浙江省普通高中拔尖強基聯(lián)盟協(xié)作體高三聯(lián)考)2023年6月27日，我國工業(yè)與信息化部辦公下達了2023年度國家工業(yè)節(jié)能監(jiān)察任務(wù)的通知，其監(jiān)察的重點為企業(yè)節(jié)能減排的落實情況。(1)利用反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

△H，可減少CO2排放，并介成清潔能源。該反應(yīng)一般認(rèn)為可通過以下兩步來實現(xiàn)：①CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)

△H1=+41kJ?mol1②CO2(g)+2H2(g)CH3OH(g)

△H2=90kJ?mol1則合成反應(yīng)的△H=kJ?mol1；若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是(填標(biāo)號)。A．

B．C．

D．(2)500℃時，在2L的密閉容器中充入3molCO2和8molH2，發(fā)生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下列現(xiàn)象可以說明反應(yīng)達到平衡的是。A．3正(H2)=逆(H2O)

B．氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變C．氣體密度不再改變

D．CO2與H2的物質(zhì)的量之比不再改變測得t=5min時，反應(yīng)達到平衡，此時c(CO2)=0.5mol/L，則從反應(yīng)開始到平衡，CO2的平均反應(yīng)速率(CO2)=。(3)我國科學(xué)家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固溶體。已知ZrO2的熔點高達2700℃，四方ZrO2的晶胞如圖所示：ZrO2屬于晶體(選填“分子”或“離子”)，若四方ZrO2的晶胞參數(shù)為apm，該晶體的密度為g?cm3(寫表達式，用NA表示阿伏加德羅常數(shù))。在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1xOy，則y=(用含x的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮?1)49C(2)BD0.2mol·L1·min18．(2024·浙江省強基聯(lián)盟高三聯(lián)考)航天員呼吸產(chǎn)生的CO2利用Sabatier反應(yīng)(反應(yīng)Ⅰ)進行處理，可實現(xiàn)空間站O2的循環(huán)利用，體系中還存在副反應(yīng)(反應(yīng)Ⅱ)。反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)K1反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)K2水電解反應(yīng)：2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)請回答：(1)一定壓強下，向某容積可變的密閉容器中通入CO2和H2的混合氣體(其中CO2和H2的物質(zhì)的量之比為1∶4)，在某催化劑的作用下同時發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，測得CO2的轉(zhuǎn)化率、CH4和的選擇性隨反應(yīng)溫度的變化如下圖所示(CH4或的選擇性是指反應(yīng)生成CH4或時所消耗的CO2的物質(zhì)的量占參加反應(yīng)的CO2總物質(zhì)的量的百分比)。①相同溫度下，反應(yīng)2CO(g)＋2H2(g)CH4(g)＋CO2(g)的平衡常數(shù)為(用含K1、K2的式子表示)。②提高CH4產(chǎn)率的措施有、；(3)室溫下，向體積為2L的恒容密閉容器中通入4molH2和1molCO2，僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，若反應(yīng)時保持溫度恒定，測得反應(yīng)過程中壓強隨時間的變化如下表所示：0102030405060壓強①該溫度下反應(yīng)Ⅰ的KP=(KP為用氣體的分壓表示的平衡常數(shù)，分壓氣體的體積分?jǐn)?shù)體系總壓)?！敬鸢浮?1)控制反應(yīng)溫度在340℃左右增大壓強當(dāng)溫度高于340℃時反應(yīng)已達平衡，反應(yīng)Ⅰ逆向移動程度大于反應(yīng)Ⅱ正向移動程度，CO2轉(zhuǎn)化率減小(2)9．(2024·浙江省三校高三聯(lián)考選考模擬)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品是目前研究的熱點之一，甲醇是重要的化工原料和優(yōu)良的替代燃料，因此加氫制甲醇被廣泛關(guān)注。在催化劑作用下主要發(fā)生以下反應(yīng)。Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝49.4kJ·mol?1Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝+41kJ·mol?1Ⅲ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH3(1)反應(yīng)Ⅲ自發(fā)進行的條件是。(3)分析在該壓強下的最適合反應(yīng)條件為。(4)推測在一定溫度范圍內(nèi)，隨著反應(yīng)溫度的升高，CO2轉(zhuǎn)化率增大，但甲醇選擇性降低的原因是。(5)催化加氫的反應(yīng)機理如下圖所示。下列說法正確的是_______B．CuZnO@SiO2催化劑上主要通過甲酸鹽路徑加氫生成甲醇。C．增大流速，原料氣與催化劑碰撞機會多，甲醇產(chǎn)率一定增加。D．隨著溫度升高，有利于CO2在催化劑表面反應(yīng)，平衡轉(zhuǎn)化率增大。(6)在CuZnO@SiO2催化劑條件下，保持流速與反應(yīng)物投料比不變，增加反應(yīng)物用量，請在圖b上畫出甲醇收率隨溫度變化曲線?！敬鸢浮?1)低溫(2)或0.105(3)230℃

CuZnO@SiO2(4)溫度升高，反應(yīng)Ⅱ(吸熱反應(yīng))平衡正向移動程度大于反應(yīng)Ⅰ(放熱反應(yīng))平衡逆向移動的程度，使CO2的轉(zhuǎn)化率增大；溫度升高反應(yīng)Ⅲ和反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動，使甲醇的選擇性降低【解析】(1)由蓋斯定律可知，反應(yīng)I反應(yīng)II即可得到CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=ΔH1ΔH2=90.4；反應(yīng)III是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，ΔHΔS，當(dāng)ΔHΔS時反應(yīng)能自發(fā)進行，則該自發(fā)進行的條件是低溫。(2)根據(jù)已知條件列出“三段式”：10．(2024·浙江省臺州市高三第一次教學(xué)質(zhì)量評估)甲醇在化學(xué)工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。請回答：(1)“氫”風(fēng)陣陣，甲醇產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)為：CH3OH(l)CO(g)＋2H2(g)ΔH，已知相關(guān)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和標(biāo)準(zhǔn)熵數(shù)值如下表：化學(xué)式CH3OH(l)H2(g)CO(g)726.5285.8283.0標(biāo)準(zhǔn)熵：S/(J·mol1·K1)126.8130.7197.7①0(填“>”或“<”)。②該反應(yīng)能自發(fā)進行的最低溫度為K(保留小數(shù)點后1位)。(2)常溫下，將一定量甲醇放入真空的恒容密閉容器中，發(fā)生：CH3OH(l)CH3OH(g)ΔH1＝+1109kJ·mol?1。①甲醇達到液氣平衡狀態(tài)時的壓強，稱為甲醇該溫度下的飽和蒸汽壓(p)，p與溫度關(guān)系如圖所示。請分析B點蒸氣壓大于A點蒸氣壓的原因。②Raoult定律表明，一定溫度下，在稀溶液中，溶劑的飽和蒸氣壓等于純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮撼艘匀芤褐腥軇┑奈镔|(zhì)的量分?jǐn)?shù)。下圖中甲燒杯盛有甲醇，乙燒杯盛有氫氧化鈉的甲醇溶液，常溫下，將甲、乙兩燒杯置于真空密閉容器中，足夠長的時間后，從下圖中選擇出可能會觀察到的現(xiàn)象(用字母表示)。③實驗測定64.5℃時相關(guān)物質(zhì)的飽和蒸氣壓數(shù)值如下表所示：物質(zhì)甲醇水甲醇水溶液(甲醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.4)飽和蒸氣壓/kPa101.323.90甲醇水40.5214.34(3)工業(yè)用甲醇空氣氧化法制甲醛，催化劑為鐵鉬氧化物。該反應(yīng)分兩步完成：A．K=K1×K2B．用鐵鉬氧化物來提高反應(yīng)Ⅰ的平衡轉(zhuǎn)化率D．若O2和CH3OH(g)的分壓增大相同倍數(shù)，O2比CH3OH(g)對總反應(yīng)速率的影響大【答案】(1)>385.5(2)甲醇氣化吸熱，溫度升高，平衡右移，氣體分子數(shù)增多，壓強增大B>升高溫度，壓強增大；溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，濃度越高(3)BD11．(2024·浙江省縣域教研聯(lián)盟高三選考模擬)苯乙烯是生產(chǎn)塑料和合成橡膠的重要有機原料，國內(nèi)外目前主要采用多種方案用乙苯制取苯乙烯。相關(guān)反應(yīng)及數(shù)據(jù)如下表所示：反應(yīng)方程式反應(yīng)1：直接催化脫氫法反應(yīng)2：氧化脫氫法反應(yīng)3：氧化脫水法反應(yīng)4(1)直接催化脫氫法制苯乙烯：將一定量乙苯氣體充入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)1。①控制反應(yīng)溫度為T℃，恒容時，下列能判斷反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是。A．氣體的壓強不變

B．不變C．氣體密度不變

D．氣體的平均相對分子質(zhì)量不變②反應(yīng)Ⅰ在一定條件下能自發(fā)反應(yīng)的原因是。(2)O2氧化脫水法制苯乙烯：工業(yè)上將一定量乙苯和O2充入恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)3，控制反應(yīng)溫度為T℃。①結(jié)合反應(yīng)1和反應(yīng)4，說明O2氧化脫水法中氧氣參與反應(yīng)的優(yōu)點有：反應(yīng)4可為反應(yīng)1提供所需的能量和(結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)及必要的文字說明)。②已知焓變數(shù)值越大，平衡常數(shù)受溫度影響越大。反應(yīng)1的隨(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。請在圖中畫出反應(yīng)4的隨的變化圖?！敬鸢浮?1)AD該反應(yīng)ΔHΔS，在高溫下ΔG，反應(yīng)能自發(fā)進行恒正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加，加入水蒸氣起稀釋，相當(dāng)于起減壓的效果，促進平衡向正向移動，增大乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率；水蒸氣可以與碳發(fā)生反應(yīng)有效降低積碳12．(2024·浙江省浙江省舟山中學(xué)適應(yīng)性考試)研究海洋中珊瑚礁(主要成分CaCO3)的形成機制及其影響具有重要意義，相關(guān)主要反應(yīng)有：反應(yīng)Ⅰ：CO2(aq)+H2O(l)HCO3(aq)+H+(aq)

K1=4.5×107反應(yīng)Ⅱ：HCO3(aq)CO32(aq)+H+(aq)

K2=4.7×1011反應(yīng)Ⅲ：CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32(aq)

K3=3.4×109請回答：(1)珊瑚礁形成的總反應(yīng)可表示為Ca2+(aq)+2HCO3(aq)=CaCO3(s)+CO2(aq)+H2O(l)。有利于珊瑚礁形成的環(huán)境是(填“溫暖海域”或“冰冷海域”)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(用K1、K2、K3表示)。(2)海水的pH為8.0~8.3，下列有關(guān)珊瑚礁形成過程的敘述中正確的是_______。A．海水中最主要的含碳微粒為HCO3B．海水中的c(Ca2+)>c(CO32)+c(HCO3)C．CO32、HCO3的水解反應(yīng)是海水呈弱堿性的主要原因D．珊瑚礁形成的反應(yīng)阻礙了HCO3的電離(3)溫室氣體CO2的濃度上升，會導(dǎo)致海水酸化，促使珊瑚礁的溶解?？茖W(xué)家模擬海洋環(huán)境探究不同溫度下海水中CO2濃度與CO32濃度間的關(guān)系。已知T1℃下測得c(CO2)與c(CO32)的關(guān)系如圖，請畫出T2℃(T2>T1)時c(CO32)隨c(CO2)的變化趨勢。(4)工業(yè)上可用(NH4)2CO3溶液捕獲CO2以減少其排放：(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)

△H。不同溫度下，在同一密閉容器中充入同濃度的CO2，加入同濃度同體積的(NH4)2CO3溶液，經(jīng)相同時間，測得CO2濃度如圖，則△H0(填“>”“<”或“=”)；隨溫度的升高，容器中CO2的濃度在T3溫度下出現(xiàn)最低值的原因是。(4)＜(NH4)2CO3溶液捕獲CO2時放熱，其他條件一定，在T＜T3時該反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，溫度升高，吸收CO2的反應(yīng)速率加快，容器中CO2的濃度減小；在T＞T3時反應(yīng)已達平衡狀態(tài)，升高溫度促使平衡逆向移動，吸收的CO2減少，容器中CO2濃度隨升溫而逐漸增大13．(2024·浙江省浙南名校聯(lián)盟高三第一次聯(lián)考)硫酸有著廣泛的用途。硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。(1)實驗室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2：Cu(s)+2H2SO4(l)==CuSO4(s)+SO2(g)＋2H2O(l)ΔH2＝11.9kJ·mol?1。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說明理由。(2)我國古籍記載了硫酸的制備方法“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。①借助現(xiàn)代儀器分析，該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數(shù)值已省略)如圖所示。700℃左右有兩個吸熱峰，則此時分解生成的氧化物有、(填化學(xué)式)和SO2。②已知下列熱化學(xué)方程式：·5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(g)ΔH1＝akJ·mol?1·xH2O(s)==CuSO4(s)+xH2O(g)ΔH2＝bkJ·mol?1·yH2O(s)==CuSO4(s)+yH2O(g)ΔH3＝ckJ·mol?1則·5H2O(s)+·yH2O(s)===2[·xH2O(s)]的△H=kJ/mol。(3)接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化：SO2(g)＋1/2O2(g)SO3(g))ΔH2＝98.9kJ·mol?1①為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度，繪制不同轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略去)與溫度的關(guān)系如圖，下列說法正確的是。A溫度越高，反應(yīng)速率越大B．α=0.88的曲線代表平衡轉(zhuǎn)化率C．α越大，反應(yīng)速率最大值對應(yīng)溫度越低D．可根據(jù)不同α下的最大速率，選擇最佳生產(chǎn)溫度②固定投料比，在壓強分別為0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下，得到SO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。則在5.0MPa、550℃時，該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率=。③對于氣體參與的反應(yīng)，可用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B)來表示平衡常數(shù)Kp。設(shè)O2的平衡分壓為p，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為αe，則上述催化氧化反應(yīng)的Kp=(用含p和αe的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮?1)任何溫度下都能自發(fā)，因為△H<0，△S>0(2)CuOSO3(a+c2b)【解析】(1)Cu(s)＋2H2SO4(l)=CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)ΔH=11.9kJ·mol1，正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量增多，ΔS>0；ΔH<0、ΔS>0，所以該反應(yīng)在任何溫度下下都能自發(fā)進行。(2)①根據(jù)圖示的熱重曲線所示，在700℃左右會出現(xiàn)兩個吸熱峰，說明此時CuSO4發(fā)生熱分解反應(yīng)，從TG圖像可以看出，質(zhì)量減少量為原CuSO4質(zhì)量的一半，說明有固體CuO剩余，還有其他氣體產(chǎn)出，此時氣體產(chǎn)物為SO2、SO3、O2，可能出現(xiàn)的化學(xué)方程式為3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，結(jié)合反應(yīng)中產(chǎn)物的固體產(chǎn)物質(zhì)量和氣體產(chǎn)物質(zhì)量可以確定，該反應(yīng)的產(chǎn)物為CuO、SO2、SO3、O2；②已知下列熱化學(xué)方程式：·5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(g)ΔH1＝akJ·mol?1·xH2O(s)==CuSO4(s)+xH2O(g)ΔH2＝bkJ·mol?1·yH2O(s)==CuSO4(s)+yH2O(g)ΔH3＝ckJ·mol?114．(2024·浙江省諸暨市高三適應(yīng)性考試)工業(yè)廢氣硫化氫(H2S)具有高腐蝕性和毒性，需要回收處理并加以利用。(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：Ⅰ、2H2S(g))2H2(g)＋S2(g)ΔH1Ⅱ、CH4(g)＋S2(g)CS2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝+64kJ·mol?1Ⅲ、2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)ΔH3＝+234kJ·mol?1①試分析H2S熱分解反應(yīng)Ⅰ，ΔH1=，反應(yīng)自發(fā)的條件是。③反應(yīng)溫度T1，容器體積V，僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，充入H2S氣體，c(S2)隨t(時間)變化曲線如圖。保持其它條件不變，縮小容器體積至V/2，畫出0~時段，c(H2S)隨t變化趨勢的曲線。(2)改性活性炭低溫催化氧化可脫除H2S。以N2為稀釋氣體，H2S與O2及N2以恒定的流速通過催化劑層(圖1)，在反應(yīng)初期不同溫度下，出口濃度隨時間變化如圖2所示。①下列說法不正確的是。A．在圖2所示溫度范圍內(nèi)，溫度越低，該反應(yīng)的反應(yīng)速率越快(反應(yīng)初期)B．81℃，前20分鐘檢測不到H2S，主要是由于活性炭存在多孔結(jié)構(gòu)，物理吸附H2S而導(dǎo)致C．其他條件不變時，增大稀釋氣體N2的比例，對實驗結(jié)果幾乎無影響D．其他條件不變時，選擇合適的活性炭的顆粒大小有利催化脫除H2S②在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，出口濃度隨時間變化趨勢越大，其理由是。(2)ABC溫度高反應(yīng)速率快，2H2S＋O2=2S(s)＋2H2O(g)，由于生成硫或含硫的固體鹽并沉積在催化劑活性炭的孔道中，反應(yīng)速度越快，在活性炭顆粒外表面沉積的固體越多，速率下降的也越快。15．(2024·浙江金華一中高三期中)乙烯、丙烯是化學(xué)工業(yè)的最基本原料，工業(yè)上可采用多種方法生產(chǎn)，請回答下列問題：方法一：利用丙烷脫氫制烯烴，反應(yīng)如下。ⅠC3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH1ⅡC3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g)ΔH2ⅢC2H4(g)＋H2(g)C2H6(g)ΔH3ⅣC3H8(g)+H2(g)CH4(g)＋C2H6(g)ΔH4(1)ΔH10(填“＜”或“>”)；圖1中表示反應(yīng)Ⅱ的曲線為(填“a”或“b”)。(2)T1溫度下，向體積不等的恒容容器中加入等量C3H8，若只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，反應(yīng)相同時間后，測得各容器中C3H8的轉(zhuǎn)化率與容器體積關(guān)系如圖2。①下列說法正確的是。A．各容器內(nèi)反應(yīng)的平衡常數(shù)相同B．體系處于W點時，加催化劑，可提高C3H8轉(zhuǎn)化率C．體系處于W、M兩點時，若升高溫度，凈反應(yīng)速率均增加D．反應(yīng)過程中若容器內(nèi)氣體密度不再變化，則反應(yīng)已達平衡②保持其他條件不變，增大C3H8初始投料，請在圖2中畫出C3H8的轉(zhuǎn)化率與容器體積關(guān)系圖。方法二：利用甲醇分解制取烯烴，涉及反應(yīng)如下。a.2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH＝22.66kJ·mol?1b.3CH3OH(g)=C3H6(g)＋3H2O(g)ΔH＝92.24kJ·mol?1c.3C2H4(g)2C3H6(g)②工業(yè)上使甲醇反應(yīng)氣流經(jīng)ZSM5分子篩催化分解，該催化劑同時也可催化丁烯裂解2C4H8(g)C2H4(g)＋2C3H6(g)ΔH＝+117.93kJ·mol?1。請說明，甲醇分解工藝中常常添加適量丁烯共同反應(yīng)，其原因可能為?！敬鸢浮?1)>b16．(2024·浙江杭州市高三一模)在“碳達峰、碳中和”的明確目標(biāo)下，利用CO、CO2的甲烷化制備人造天然氣既可以避免碳排放造成的資源浪費和環(huán)境污染，又可以縮短碳循環(huán)獲得清潔能源。甲烷化工藝中主要涉及到如下反應(yīng)：甲烷化反應(yīng)i．CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH1＝206.3kJ·mol?1甲烷化反應(yīng)ii．CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝164.9kJ·mol?1副反應(yīng)iii．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3副反應(yīng)iv．CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH4＝+74.8kJ·mol?1(1)計算ΔH3=kJ?mol?1(2)為了研究Ni/TiO2在光熱和熱催化過程中CO轉(zhuǎn)化率和CH4選擇性隨溫度的變化，將CO合成氣(含23%CO、69%H?和8%N?)通入反應(yīng)器，在恒壓及一定時間內(nèi)進行反應(yīng)，測得以下數(shù)據(jù)：[α表示轉(zhuǎn)化率，S(CH4)表示得到甲烷物質(zhì)的量與消耗CO的物質(zhì)的量之比]光熱催化熱催化α(CO)S(CH4)α(CO)S(CH4)25090%85%0%0%30092%82%88%78%35096%84%89%79%40095%83%92%78%45092%82%91%79%①光熱催化時CO甲烷化的活化能Ea熱催化CO甲烷化的活化能Ea(填“大于”或者“小于”)。②當(dāng)溫度高于400℃時，熱催化下CO轉(zhuǎn)化率降低的原因是。(3)某溫度下，恒容容器中充入1mol?L?1CO2和4mol?L?1H2，若只發(fā)生反應(yīng)ii、iii，平衡時測得α(CO2)為50%、S(CH4)為90%，反應(yīng)iii的平衡常數(shù)為。[S(CH4)表示得到甲烷物質(zhì)的量與消耗CO2的物質(zhì)的量之比]。(4)為了進一步研究CO2的甲烷化反應(yīng)，科學(xué)家研究催化劑M/TiO2(M表示Ni或Ru)在300℃光照的條件下進行反應(yīng)，催化反應(yīng)的核心過程表示如下：①關(guān)于核心反應(yīng)過程，下列說法正確的是。A．步驟I中生成了非極性鍵C．步驟Ⅳ中碳元素發(fā)生還原反應(yīng)D．整個反應(yīng)過程中只有金屬M起到催化作用②研究發(fā)現(xiàn)，光誘導(dǎo)電子從TiO2轉(zhuǎn)移到M，富電子的M表面可以促進H2的解離和CO2的活化，從而提高反應(yīng)效率。已知Ni和Ru的電負性分別為1.91和2.20，使用Ru/TiO2催化劑的反應(yīng)效率(填“高于”或“低于”)使用Ni/TiO2作催化劑的反應(yīng)效率?！敬鸢浮?1)+41.4(2)小于高溫時反應(yīng)ⅰ是放熱反應(yīng)，溫度升高時平衡逆向移動轉(zhuǎn)化率降低，高溫時發(fā)生反應(yīng)ⅲ，生成CO，導(dǎo)致CO轉(zhuǎn)化率降低(3)0.044BC高于17．(2024·浙江省嘉興市高三基礎(chǔ)測試)CO2過度排放會引起氣候、環(huán)境等問題。在Cu/ZnO催化劑下，CO2和H2可發(fā)生反應(yīng)生成CH3OH和CO，熱化學(xué)方程式如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝50kJ·mol?1Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝+41.2kJ·mol?1(1)已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH1＝566kJ·mol?1H2O(g)=H2O(l)

ΔH＝44kJ·mol?1寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式。①下列說法不正確的是。A．圖1中，P1P2P3P4B．圖1中550℃后以反應(yīng)Ⅱ為主，反應(yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等，壓強改變對平衡基本沒有影響C．圖2中236℃后，升溫使反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動的程度大于反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動程度，使CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OH選擇性都下降D．改用活性更好的催化劑能使圖2中各溫度下CO2轉(zhuǎn)化率都增大②假設(shè)只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，一定溫度下氫氣和二氧化碳的物質(zhì)的量之比為n：1，相應(yīng)平衡體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為y，請在圖3中繪制y隨n變化的示意圖。(4)在密閉容器中，維持其他條件不變，在不同的壓強下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇性隨壓強變化關(guān)系如下表所示。n(CO)隨壓強增大而(填“增大”“減小”或“不變”)，從化學(xué)平衡移動角度解釋原因。壓強P(MPa)123456CO2的平衡轉(zhuǎn)化率%8.115.322.229.536.143.2CH3OH的選擇性%49.580.190.094.597.198.6(2)40(3)AD(4)減小增大壓強使反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動，水蒸氣濃度變大，CO2和H2濃度下降，使反應(yīng)Ⅱ平衡逆向移動18．(2024·浙江省金華市十校選考模擬考試)科學(xué)家開發(fā)新型催化劑實現(xiàn)了N2O對CH3CH=CHCH3(2丁烯)的氣相選擇性氧化，其反應(yīng)為：反應(yīng)I：CH3CH=CHCH3(g)＋N2O(g)CH3CH2COCH3(g)＋N2(g)ΔH1＝398kJ·mol?1反應(yīng)Ⅱ：CH3CH=CHCH3(g)＋2N2O(g)2CH3CHO(g)＋2N2(g)ΔH2請回答：(1)幾種共價鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示。共價鍵413347614745945607418A．混合氣體中N2體積分?jǐn)?shù)不再變化說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)B．達到平衡時，體系中N2的體積分?jǐn)?shù)總是小于50%C．M、N、Q三點，N2O(g)的轉(zhuǎn)化率大?。篘>M>QD．從N到Q，N2百分含量下降，是因為反應(yīng)Ⅰ逆向移動①其他條件不變，溫度升高，平衡時CH3CH2COCH3(g)的選擇性升高的原因是。②X點反應(yīng)I的平衡常數(shù)KP的數(shù)值為(用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。③若P2P1，請在圖中畫出P2時，CH3CH2COCH3的選擇性隨溫度升高的變化曲線?！敬鸢浮?1)E+716(2)AB19．(2024·浙江省寧波市高三選考模擬考試)丙烯是一種重要的化工原料，其主要產(chǎn)品聚丙烯是生產(chǎn)口罩噴溶布的原料。鉻基催化劑下丙烷生產(chǎn)丙烯相關(guān)主要反應(yīng)有：Ⅰ．C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH1＝+124.14kJ·mol?1Ⅱ．C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g)Ⅲ．C3H8(g)3(s)＋4H2(g)請回答：(2)600℃時，容器壓強恒為P，鉻基催化劑下兩個密閉容器中分別按下表投料發(fā)生反應(yīng)：容器C3H8/molCO2/molN2/molA1010B128①容器B生成C3H6的反應(yīng)流程如下：下列有關(guān)說法正確的是。A．原料氣中通入N2可提高C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率B．升高溫度，一定能提高的C3H6平衡產(chǎn)率C．過程1產(chǎn)生C3H6的量大于過程2和過程3產(chǎn)生的C3H6D．在鉻基催化劑中適當(dāng)加入CaO可促進過程2平衡正移而提高C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率③按照容器A和容器B的氣體組分比，將兩組氣體按相同流速分別通過催化劑固定床反應(yīng)器，C3H8的轉(zhuǎn)化率和C3H6的選擇性隨時間變化如圖所示：隨反應(yīng)進行，A組中C3H8轉(zhuǎn)化率明顯降低的可能原因是，B組中CO2的作用是(用化學(xué)方程式和必要的文字說明)。反應(yīng)Ⅳ：C3H8(g)+CO2(g)=C3H6(g)＋H2O(g)+CO(g)反應(yīng)Ⅴ：C3H8(g)+6CO2(g)=9CO(g)＋3H2O(g)【答案】(1)266.6620．(2024·浙江省溫州市普通高中高三一模)苯乙烯是用來制備重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸氣做稀釋劑、催化劑存在條件下，乙苯催化脫氫可生成苯乙烯?？赡馨l(fā)生如下兩個反應(yīng)：主反應(yīng)：C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)ΔH1＝+117.5kJ·mol?1副反應(yīng)：C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g)ΔH2(1)已知，在298K、101kPa條件下，某些物質(zhì)的相對能量()變化關(guān)系如圖所示：ΔH2=kJ·mol?1。②乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增長百分?jǐn)?shù)與的移出率在不同溫度條件下的關(guān)系如下表：溫度/℃增長百分?jǐn)?shù)/%移出率/%7009501000608.434.382.778016.86.13.890277.14.39高溫下副反應(yīng)程度極小。試說明當(dāng)溫度高于950℃時，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率隨的移去率的變化改變程度不大的原因：；③下列說法正確的是。A．生成H2的總物質(zhì)的量與苯乙烯相等B．因為H2被分離至隔離區(qū)，故反應(yīng)器中不發(fā)生副反應(yīng)C．在恒容的膜反應(yīng)器中，其他條件不變，增大水烴比，可提高乙苯的轉(zhuǎn)化率D．膜反應(yīng)器可降低反應(yīng)溫度，減少副反應(yīng)的影響(3)不同催化劑效能與水烴比有關(guān)。保持體系總壓為常壓的條件下，水烴比為9(曲線Ⅰ)時乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系的示意圖如下：①請在圖中畫出水烴比為1時乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線(曲線Ⅱ)；②工業(yè)上，減小水烴比是降低苯乙烯脫氫裝置能耗的一個重要方向。若其他條件不變，減少水烴比，為使反應(yīng)從起始到平衡均達到或接近原有的反應(yīng)速率、限度，則可相應(yīng)的改變的條件：。A．升溫

B．降溫

C．增壓

D．減壓

E．催化劑【答案】(1)54.621．(2024·高三選考科目診斷性考試)氨是最重要的化學(xué)品之一，我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位?；卮鹣铝袉栴}：(2)合成氨工廠以“水煤氣”和為原料，采用兩段間接換熱式絕熱反應(yīng)器，由進氣口充入一定量含CO、H2、H2O、N2的混合氣體，在反應(yīng)器A進行合成氨，其催化劑Ⅲ鐵觸媒，在500℃活性最大，反應(yīng)器B中主要發(fā)生的反應(yīng)為CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH，裝置如圖。①溫度比較：氣流a氣流b(填“>”“<”或“=”)。②氣體流速一定，經(jīng)由催化劑Ⅰ到催化劑Ⅱ，原料轉(zhuǎn)化率有提升，其可能原因是：。③下列說法正確的是。A．合成氨是目前自然固氮最重要的途徑B．利用焦炭與水蒸氣高溫制備水煤氣時，適當(dāng)加快通入水蒸氣流速，有利于水煤氣生成C．體系溫度升高，可能導(dǎo)致催化劑失活，用熱交換器將原料氣可預(yù)熱并使反應(yīng)體系冷卻D．終端出口2得到的氣體，通過液化可分離出NH3(3)LiH3d過渡金屬復(fù)合催化劑也可用于催化合成氨，已知N2先被吸附發(fā)生反應(yīng)3LiH+N2=Li2NH+LiNH2，緊接著H2被吸附發(fā)生的反應(yīng)方程式。(4)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備所得的氫氣用于合成氨的原料，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。Ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)【答案】(1)45(2)<氣流若在催化劑Ⅰ層達平衡流出，經(jīng)中間熱交換，溫度降低，反應(yīng)平衡正移，轉(zhuǎn)化率增大；氣流若在催化劑Ⅰ層未達平衡，則與催化劑Ⅱ接觸，繼續(xù)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率增大BCD(3)Li2NH+LiNH2+3H2=3LiH+2NH3?！窘馕觥?1)由圖可計算ΔH=473+654339397436=45kJ/mol。(2)①熱氣體往上流通，a氣體的溫度高于b氣體。②氣流經(jīng)由催化劑I至催化劑Ⅱ，溫度有所降低，但是催化劑可以增大反應(yīng)速率。故答案為：氣流若在催化劑Ⅰ層達平衡流出，經(jīng)中間熱交換，溫度降低，反應(yīng)平衡正移，轉(zhuǎn)化率增大；氣流若在催化劑Ⅰ層未達平衡，則與催化劑Ⅱ接觸，繼續(xù)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率增大。③A項，自然固氮是通過氮氣和氧氣在雷電條件下生成NO，合成氨屬于人工固氮，A錯誤；B項，適當(dāng)加快水蒸氣流速，可以帶出產(chǎn)物，生成物濃度降低，有利于水煤氣生成，B正確；C項，體系溫度升高，可能使催化劑失去活性，熱交換器的作用是交換熱量，可以預(yù)熱或者使反應(yīng)體系冷卻，C正確；D項，反應(yīng)器A進行合成氨，出口2的氣體含有氮氣、氨氣和氫氣，通過液化可分離氨氣，D正確；故選BCD。(3)合成氨的總反應(yīng)為N2+3H2=2NH3，總反應(yīng)減去N2的吸附反應(yīng)方程式，得H2的吸附反應(yīng)為：Li2NH+LiNH2+3H2=3LiH+2NH3。；(4)多平衡體系中，I反應(yīng)甲烷的轉(zhuǎn)化率為m，可列三段式：平衡時CO2的物質(zhì)的量為nmol，列反應(yīng)Ⅱ的三段式：22．(2024·浙江省衢州、麗水、湖州三地市教學(xué)質(zhì)量檢測)合成氨是人工固氮最重要的途徑。合成氨反應(yīng)為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝92.4kJ·mol?1請回答：(1)該反應(yīng)能自發(fā)進行的條件是。(2)現(xiàn)代常用工藝條件以Fe作催化劑，一定壓強下，控制溫度500℃，反應(yīng)歷程為(*表示吸附態(tài))關(guān)于合成氨工藝的下列理解，正確的是___________。A．控制溫度遠高于室溫，是為了提高平衡轉(zhuǎn)化率B．原料氣須經(jīng)過凈化處理，以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生C．不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進行同時提高正反應(yīng)速率D．實際生產(chǎn)中，N2適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率同時有利于提高整體反應(yīng)速率(3)為降低合成氨的能耗，我國科學(xué)家提出使用MLiH復(fù)合催化劑，催化效果如圖1所示。若一定壓強下，以相同的投料，500℃用Fe作催化劑和350℃用FeLiH作催化劑，氨氣的產(chǎn)率隨時間變化如圖2。請在圖2中畫出相同壓強下350℃用CrLiH作催化劑氨氣的產(chǎn)率隨時間變化的曲線。(4)a相同溫度下，恒壓充入稀有氣體反應(yīng)物分壓減小，平衡逆向移動23．(2024·浙江省義烏五校高三聯(lián)考)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在工業(yè)上有重要應(yīng)用。(1)該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示。溫度/℃7008008301000平衡常數(shù)1.671.111.000.59該反應(yīng)的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。反應(yīng)常在較高溫度下進行，該措施的優(yōu)缺點是。(2)該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進行，其工作原理如圖所示。①利用平衡移動原理解釋反應(yīng)器存在Pd膜時具有更高轉(zhuǎn)化率的原因是。②某溫度下，H2在Pd膜表面上的解離過程存在如下平衡：H22H(即圖中過程2)，其正反應(yīng)的活化能遠小于逆反應(yīng)的活化能。下列說法不正確的是A．圖中過程2的ΔH>0B．Pd膜對氣體分子的透過具有選擇性C．加快Pd膜內(nèi)H原子遷移有利于H2的解離D．N2吹掃有助于H2分子脫離Pd膜③同溫同壓下，將等物質(zhì)的量的CO和H2O通入無Pd膜反應(yīng)器反應(yīng)，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%；若換成Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則相同時間內(nèi)，出口a和出口b中H2的物質(zhì)的量比為?！敬鸢浮?1)ΔH＜0優(yōu)點是升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低(2)Pd膜能選擇性分離出H2，平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大A1：15【解析】(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0；優(yōu)點：升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點：正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低；(2)①由圖像可知，Pd膜能選擇性分離出H2，導(dǎo)致平衡正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大；②A項，過程2正反應(yīng)的活化能遠小于逆反應(yīng)的活化能，ΔH＜0，故A錯誤；B項，Pd膜只允許H2通過，不允許CO2通過，對氣體分子的透過具有選擇性，故B正確；C項，加快Pd膜內(nèi)H原子遷移，平衡H2?2H正向移動，有利于H2的解離，故C正確；D項，N2吹掃更有利于帶走H2，有助于H2分子脫離Pd膜，故D正確。故選A。③根據(jù)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，設(shè)通入的CO和H2均為amol，無Pd膜反應(yīng)器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，列三段式：24．(2024·浙江省新陣地教育聯(lián)盟高三第二次聯(lián)考)甲烷是重要的資源，通過下列過程可實現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉(zhuǎn)化。

(1)500℃時，CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應(yīng)：反應(yīng)1：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝+206.1kJ·mol?1反應(yīng)2：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)已知：CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)ΔH＝178.8kJ·mol?①向重整反應(yīng)體系中加入適量CaO，其優(yōu)點是A．x1＞x2C．點a、b、c對應(yīng)的平衡常數(shù)：KaKb=KcD．反應(yīng)溫度為T1，當(dāng)容器內(nèi)壓強不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)(2)CH4與CO2重整主要發(fā)生下列反應(yīng)：反應(yīng)3：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝+247kJ·mol?1反應(yīng)4：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝+41kJ·mol?1將1molCH4與1molCO2在2L密閉容器中反應(yīng)制取CO和H2時，CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化關(guān)系如圖2所示。①計算923K時反應(yīng)3的化學(xué)平衡常數(shù)K=(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))③催化劑X可提高R值，常壓下CH4和CO2按物質(zhì)的量之比1：3投料，某一段時間內(nèi)CH4轉(zhuǎn)化率、R值隨溫度變化如下表：溫度/℃480500520550CH4轉(zhuǎn)化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列說法正確的是。A．R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應(yīng)4的速率B．溫度越低，含氫產(chǎn)物中H2O占比越低C．溫度升高，CH4轉(zhuǎn)化率增加，CO2轉(zhuǎn)化率降低，R值減小D．改變催化劑可提高平衡時的R值【答案】(1)吸收CO2，提高H2的產(chǎn)率，提供熱量AB(2)4.26升高溫度，反應(yīng)3平衡正向移動的幅度大于反應(yīng)4平衡正向移動的幅度，R值逐漸減??；1400K以上反應(yīng)3進行的程度遠大于反應(yīng)4，而反應(yīng)3中n(CO2)、Δn(CH4)相等，所以R值近似等于1A25．(2024·浙江省七彩陽光新高考研究聯(lián)盟三聯(lián)考)以煤為原料，經(jīng)由甲醇可制取甲醚，也可以制取烯烴并可以此取代傳統(tǒng)的以石油為原料制取烯烴的路線。①CH3OH(l)脫水生成C2H4的熱化學(xué)方程式是，該反應(yīng)自發(fā)進行的條件是(填“較低”、“較高”或“任意”)溫度。①下列敘述不正確的是。A．合成CH3OCH3的最佳氫碳比為1.0C．甲醇制取乙烯的過程中，一般控制在350℃~400℃比較合適D．甲醇制取烴的過程中，CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減少②原料氣合成CH3OH、CH3OCH3過程有如下反應(yīng)發(fā)生：反應(yīng)Ⅰ

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－91kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH＝－41kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH＝－24kJ·mol－1圖2中原料氣合成CH3OCH3的轉(zhuǎn)化率高于CH3OH的原因。③在350℃，1MPa下，甲醇制取乙烯的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化曲線如圖4所示(為該條件下的平衡時刻)。畫出在相同條件下，向容器中添加氮氣作稀釋劑時甲醇的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化曲線。【答案】(1)2CH3OH(l)=C2H4(g)+2H2O(l)ΔH＝－42kJ·mol－1任意32(2)D反應(yīng)Ⅱ耗了反應(yīng)Ⅲ的生成的水，促進反應(yīng)Ⅲ的正向移動，提高了原料氣的轉(zhuǎn)化率(其他合理的也可以)

反應(yīng)Ⅰ

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－91kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH＝－41kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH＝－24kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ耗了反應(yīng)Ⅲ的生成的水，促進反應(yīng)Ⅲ的正向移動，提高了原料氣的轉(zhuǎn)化率，所以原料氣合成CH3OCH3的轉(zhuǎn)化率高于CH3OH。③在350℃，1MPa下，甲醇制取乙烯的反應(yīng)方程式為2CH3OH(l)=C2H4(g)+2H2O(l)，在相同條件下，向容器中添加氮氣作稀釋劑，相當(dāng)于減壓，反應(yīng)速率減慢，平衡正向移動，甲醇的轉(zhuǎn)化率增大，圖像為

。26．(2024·浙江省名校協(xié)作體高三適應(yīng)性考試)低碳烯烴(乙烯、丙烯等)作為化學(xué)工業(yè)重要基本有機化工原料，在現(xiàn)代石油和化學(xué)工業(yè)中起著舉足輕重的作用。碘甲烷(CH3I)熱裂解制低碳烯烴的主要反應(yīng)有：反應(yīng)Ⅰ

2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g)ΔH1反應(yīng)Ⅱ

3C2H4(g)2C3H6(g)ΔH2反應(yīng)Ⅲ

2C2H4(g)C4H8(g)ΔH3(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的隨溫度的變化如圖1所示。298K下，ΔH1=kJ·mol－1。(2)針對反應(yīng)Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率的條件有。A．低溫

B．高溫

C．低壓

D．高壓

E．催化劑(3)利用計算機模擬反應(yīng)過程。一定壓強條件下，測定反應(yīng)溫度對碘甲烷熱裂解制低碳烯烴平衡體系中乙烯、丙烯和丁烯組成的影響如圖2所示。結(jié)合圖1、圖2，回答下列問題：①下列有關(guān)說法正確的是。A．因為反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ自發(fā)，且為熵減小反應(yīng)，所以ΔH2＜0、ΔH3＜0B．若隨溫度的上升而增大，則ΔH＞0C．隨溫度升高，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的化學(xué)平衡先正向移動后逆向移動D．當(dāng)溫度范圍：T≤715K時，相同條件下的反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)小于反應(yīng)Ⅲ②從圖2中可看出，當(dāng)體系溫度高于600K時，乙烯的摩爾分?jǐn)?shù)隨溫度升高而顯著增加，可能的原因是：。(4)維持溫度為810K，壓強為0.1MPa，起始投料1molCH3I，測得平衡體系中0.14mol，mol。①平衡時CH3I的轉(zhuǎn)化率為?！敬鸢浮?1)80.24(2)BC(3)AC反應(yīng)Ⅰ吸熱，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ、放熱，升高溫度，反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移動，三者均使C2H4的平衡體積分?jǐn)?shù)增加，且隨溫度變化明顯(4)96%【解析】(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH隨溫度的變化如圖1所示。反應(yīng)Ⅰ為分解反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ為化合反應(yīng)，大多數(shù)分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故298K下，ΔH1=+80.24kJ·mol－1；(2)反應(yīng)Ⅰ為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，高溫低壓有利于提高碘甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率，催化劑不能使用平衡移動，故選BC；(3)①A項，因為反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ自發(fā)，則ΔG=ΔHTΔS＜0，且為熵減小反應(yīng)，則ΔS＜0，所以必須ΔH2＜0、ΔH3＜0，A正確；B項，若ΔH隨溫度的上升而增大，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH＜0，B錯誤；C項，由圖2可知，隨溫度升高，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ生成物的摩爾分?jǐn)?shù)先增大后降低，故化學(xué)平衡先正向移動后逆向移動，C正確；D項，當(dāng)溫度范圍：T≤715K時，相同條件下的反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的摩爾分?jǐn)?shù)相等，但反應(yīng)Ⅱ生成物的體積比較大，平衡常數(shù)大于反應(yīng)Ⅲ，D錯誤；故選AC；②從圖2中可看出，當(dāng)體系溫度高于600K時，因反應(yīng)Ⅰ吸熱，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ、放熱，升高溫度，反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移動，三者均使C2H4的平衡體積分?jǐn)?shù)增加，且隨溫度變化明顯，故乙烯的摩爾分?jǐn)?shù)隨溫度升高而顯著增加；(4)①根據(jù)三段式可知：27．(2024·浙江省百校高三起點聯(lián)考)氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗詺淙剂蠟榇淼木G色燃料有良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}：(1)在載人航天器中，可以利用CO2與H2反應(yīng)生成H2O，通過電解水，從而實現(xiàn)O2的再生。①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H1=252.9kJ?mol1②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1=+534kJ?mol1甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為。(2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=41.2kJ?mol1①下列操作中，能提高反應(yīng)I中CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是(填標(biāo)號)。A．增加CH4(g)用量

B．恒溫恒壓下通入惰性氣體C．移除CO(g)

D．加入催化劑p(CO2)/MPa0.30p(H2)/MPa0.30p(CH4)/MPa0則反應(yīng)II的平衡常數(shù)Kc=。(3)水煤氣反應(yīng)II需在多個催化劑反應(yīng)層間進行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱(如圖1所示)，保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進行。①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中b~c段對應(yīng)降溫操作的過程，實現(xiàn)該過程的操作方法是。A．噴入冷水(蒸氣)

B．通過熱交換器換熱

C．按原水碳比通入冷的原料氣②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫，在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線?！敬鸢浮?1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)ΔH＝－815.1kJ·mol－1(2)BC(3)C

【解析】(1)甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的化學(xué)方程式為：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)×2，ΔH＝534×2(252.9)=－815.1kJ·mol－1，熱化學(xué)方程式為：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)ΔH＝－815.1kJ·mol－1；(2)①A項，增加CH4(g)用量，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，A錯誤；B項，恒溫恒壓下通入惰性氣體，反應(yīng)I平衡正向移動，CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，B正確；C項，移除CO(g)，反應(yīng)I平衡正向移動，CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，C正確；D項，加入催化劑，加快反應(yīng)速率，平衡不移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率不變，D錯誤；故選BC；②根據(jù)三段式：28．(2024·浙江省A9協(xié)作體高三聯(lián)考)CH3OH是一種綠色燃料，可由CO或CO2制備。工業(yè)上制備CH3OH發(fā)生如下反應(yīng)：反應(yīng)1：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=49.5kJ/mol反應(yīng)2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ/mol請回答：(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，該反應(yīng)的ΔH=kJ/mol。(2)將CO2和H2按1︰3通入密閉容器中發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)2，改變反應(yīng)溫度，分別測得1MPa、3MPa、5MPa下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)以及3MPa時生成CH3OH、CO選擇性(S)的變化如圖甲(選擇