5年(2021-2025)高考1年模擬化學(xué)真題分類匯編專題14 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題(原卷版)(湖南專用)_第1頁
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5年(2021-2025)高考1年模擬化學(xué)真題分類匯編PAGE試卷第=56頁,共=sectionpages5656頁P(yáng)AGE1專題14化學(xué)反應(yīng)原理綜合題考點(diǎn)三年考情(2023-2025)命題趨勢(shì)考點(diǎn)01能量主線型化學(xué)反應(yīng)原理綜合題2025湖南卷、2024湖南卷、化學(xué)反應(yīng)原理綜合題,通常以速率、平衡知識(shí)為中心,還常涉及化學(xué)反應(yīng)與能量變化電解質(zhì)溶液等內(nèi)容。主要的命題方向有根據(jù)已知熱化學(xué)方程式書寫待求熱化學(xué)方程式或直接計(jì)算其反應(yīng)熱,電極反應(yīng)式的書寫,化學(xué)反應(yīng)速率的定量計(jì)算,外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的影響,新情境下平衡狀態(tài)的判定,平衡常數(shù)的表達(dá)式及平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計(jì)算,速率平衡圖像與數(shù)據(jù)表格分析,電離平衡、水解平衡、溶解平衡的理解,Ka(Kb)及Ksp的理解與計(jì)算等。主要考查考生的信息處理能力、學(xué)科內(nèi)綜合分析能力、解決生產(chǎn)實(shí)際中的具體問題能力。原理綜合題特別注重對(duì)考生圖表分析能力的考查。該類試題考查的是高中化學(xué)主干知識(shí),試題難度一般較大,特別是原理綜合題型將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)組合在一起,客觀上增加了思維容量。隨著新高考卷的實(shí)行,一些知識(shí)點(diǎn)如離子反應(yīng)與平衡等可以更多地設(shè)置在選擇題中,所以今后的化學(xué)反應(yīng)原理綜合題主要知識(shí)點(diǎn)還是會(huì)以化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡為主,因此考生一定要重視對(duì)這方面知識(shí)的復(fù)習(xí)??键c(diǎn)02平衡主線型化學(xué)反應(yīng)原理綜合題2023湖南卷、2022湖南卷、2021湖南卷、考點(diǎn)01能量主線型化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1.(2025·湖南卷)在溫和條件下,將轉(zhuǎn)化為烴類具有重要意義。采用電化學(xué)-化學(xué)串聯(lián)催化策略可將高選擇性合成,該流程示意圖如下:回答下列問題:(1)電解池中電極M與電源的極相連。(2)放電生成的電極反應(yīng)式為。(3)在反應(yīng)器中,發(fā)生如下反應(yīng):反應(yīng)i:反應(yīng)ii:計(jì)算反應(yīng)的,該反應(yīng)(填標(biāo)號(hào))。A.高溫自發(fā)

B.低溫自發(fā)

C.高溫低溫均自發(fā)

D.高溫低溫均不自發(fā)(4)一定溫度下,和(體積比為)按一定流速進(jìn)入裝有催化劑的恒容反應(yīng)器(入口壓強(qiáng)為)發(fā)生反應(yīng)i和ii.有存在時(shí),反應(yīng)ii的反應(yīng)進(jìn)程如圖1所示。隨著x的增加,的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性(選擇性)如圖2所示。根據(jù)圖1,寫出生成的決速步反應(yīng)式;的選擇性大于的原因是。②結(jié)合圖2,當(dāng)時(shí),混合氣體以較低的流速經(jīng)過恒容反應(yīng)器時(shí),反應(yīng)近似達(dá)到平衡,隨著x的增大,的轉(zhuǎn)化率減小的原因是;當(dāng)時(shí),該溫度下反應(yīng)ii的(保留兩位小數(shù))。2.(2024·湖南卷)丙烯腈()是一種重要的化工原料。工業(yè)上以為載氣,用作催化劑生產(chǎn)的流程如下:已知:①進(jìn)料混合氣進(jìn)入兩釜的流量恒定,兩釜中反應(yīng)溫度恒定:②反應(yīng)釜Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng):ⅰ:

③反應(yīng)釜Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng):ⅱ:

ⅲ:

④在此生產(chǎn)條件下,酯類物質(zhì)可能發(fā)生水解?;卮鹣铝袉栴}:(1)總反應(yīng)(用含、、和的代數(shù)式表示);(2)進(jìn)料混合氣中,出料中四種物質(zhì)(、、、)的流量,(單位時(shí)間內(nèi)出料口流出的物質(zhì)的量)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖:①表示的曲線是(填“a”“b”或“c”);②反應(yīng)釜Ⅰ中加入的作用是。③出料中沒有檢測到的原因是。④反應(yīng)后,a、b、c曲線對(duì)應(yīng)物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是。(3)催化劑再生時(shí)會(huì)釋放,可用氨水吸收獲得?,F(xiàn)將一定量的固體(含水)置于密閉真空容器中,充入和,其中的分壓為,在℃下進(jìn)行干燥。為保證不分解,的分壓應(yīng)不低于(已知

分解的平衡常數(shù));(4)以為原料,稀硫酸為電解液,Sn作陰極,用電解的方法可制得,其陰極反應(yīng)式??键c(diǎn)02平衡主線型化學(xué)反應(yīng)原理綜合題3.(2023·湖南卷)聚苯乙烯是一類重要的高分子材料,可通過苯乙烯聚合制得。Ⅰ.苯乙烯的制備(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:①C6H5C2H5(g)+eq\f(21,2)O2(g)=8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=-4386.9kJ/mol②C6H5CH=CH2(g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=-4263.4kJ/mol③H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3=-241.8kJ/mol計(jì)算反應(yīng)④C6H5C2H5(g)?C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH4=_______kJ/mol;(2)在某溫度、100kPa下,向反應(yīng)器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應(yīng)④,其平衡轉(zhuǎn)化率為50%,欲將平衡轉(zhuǎn)化率提高至75%,需要向反應(yīng)器中充入_______mol水蒸氣作為稀釋氣(計(jì)算時(shí)忽略副反應(yīng));(3)在913K、100kPa下,以水蒸氣作稀釋氣。Fe2O3作催化劑,乙苯除脫氫生成苯乙烯外,還會(huì)發(fā)生如下兩個(gè)副反應(yīng):⑤C6H5C2H5(g)?C6H6(g)+CH2=CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)+H2(g)?C6H5CH3(g)+CH4(g)以上反應(yīng)體系中,芳香烴產(chǎn)物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性S(S=eq\f(轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物所消耗乙苯的量,已轉(zhuǎn)化的乙苯總量)×100%))隨乙苯轉(zhuǎn)化率的變化曲線如圖所示,其中曲線b代表的產(chǎn)物是_______,理由是_______________________;(4)關(guān)于本反應(yīng)體系中催化劑Fe2O3的描述錯(cuò)誤的是_______;A.X射線衍射技術(shù)可測定Fe2O3晶體結(jié)構(gòu) B.Fe2O3可改變乙苯平衡轉(zhuǎn)化率C.Fe2O3降低了乙苯脫氫反應(yīng)的活化能 D.改變Fe2O3顆粒大小不影響反應(yīng)速率Ⅱ.苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多種方法,其中一種方法的關(guān)鍵步驟是某Cu(I)的配合物促進(jìn)C6H5CH2X(引發(fā)劑,X表示鹵素)生成自由基,實(shí)現(xiàn)苯乙烯可控聚合。(5)引發(fā)劑C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是____________;(6)室溫下,①Cu+在配體L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,其反應(yīng)平衡常數(shù)為K;②CuBr在水中的溶度積常數(shù)為Ksp。由此可知,CuBr在配體L的水溶液中溶解反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________(所有方程式中計(jì)量系數(shù)關(guān)系均為最簡整數(shù)比)。4.(2022·湖南卷)2021年我國制氫量位居世界第一,煤的氣化是一種重要的制氫途徑。回答下列問題:(1)在一定溫度下,向體積固定的密閉容器中加入足量的和,起始?jí)簭?qiáng)為時(shí),發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣:Ⅰ.Ⅱ.①下列說法正確的是;A.平衡時(shí)向容器中充入惰性氣體,反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動(dòng)B.混合氣體的密度保持不變時(shí),說明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡C.平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)可能大于D.將炭塊粉碎,可加快反應(yīng)速率②反應(yīng)平衡時(shí),的轉(zhuǎn)化率為,CO的物質(zhì)的量為。此時(shí),整個(gè)體系(填“吸收”或“放出”)熱量kJ,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)一種脫除和利用水煤氣中方法的示意圖如下:①某溫度下,吸收塔中溶液吸收一定量的后,,則該溶液的(該溫度下的);②再生塔中產(chǎn)生的離子方程式為;③利用電化學(xué)原理,將電催化還原為,陰極反應(yīng)式為。5.(2021·湖南卷)氨氣中氫含量高,是一種優(yōu)良的小分子儲(chǔ)氫載體,且安全、易儲(chǔ)運(yùn),可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法I:氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵鍵能946436.0390.8一定溫度下,利用催化劑將分解為和?;卮鹣铝袉栴}:(1)反應(yīng);(2)已知該反應(yīng)的,在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行?(填標(biāo)號(hào))A.25℃

B.125℃

C.225℃

D.325℃(3)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下,將通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①若保持容器體積不變,時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,用的濃度變化表示時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率(用含的代數(shù)式表示)②時(shí)將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變,圖中能正確表示壓縮后分壓變化趨勢(shì)的曲線是(用圖中a、b、c、d表示),理由是;③在該溫度下,反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。(已知:分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),對(duì)于反應(yīng),,其中,、、、為各組分的平衡分壓)。方法Ⅱ:氨電解法制氫氣利用電解原理,將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣,其裝置如圖所示。(4)電解過程中的移動(dòng)方向?yàn)?填“從左往右”或“從右往左”);(5)陽極的電極反應(yīng)式為。1.(2025·湖南邵陽·二模)氫能是能源體系的組成部分,強(qiáng)化制氫、儲(chǔ)氫等各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)研發(fā)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。Ⅰ.光解水制氫(1)我國科學(xué)家以富勒烯和碳氮材料為催化劑,構(gòu)建了具有“三明治”結(jié)構(gòu)的光解水制氫的方法,如下圖所示。其制氫主要步驟有三步(圖1、圖2、圖3);圖1為光照時(shí)富勒烯層失去電子進(jìn)入碳氮材料層并產(chǎn)生空穴(具有強(qiáng)氧化性)。圖2空穴參與的電極反應(yīng)式為。Ⅱ.催化重整法制氫(2)反應(yīng)1:

反應(yīng)2:

反應(yīng)3:的正反應(yīng)活化能為則反應(yīng)3的逆反應(yīng)活化能為(用含的式子表示)。(3)在某催化劑作用下,反應(yīng)3可以通過反應(yīng)1和反應(yīng)2來實(shí)現(xiàn),保持溫度不變,向恒容密閉容器中充入和,經(jīng)5分鐘達(dá)到平衡,測得的物質(zhì)的量為,起始及平衡時(shí)容器的總壓強(qiáng)分別為、。則反應(yīng)3的壓強(qiáng)平衡常數(shù)(分壓=總壓強(qiáng)×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(4)以催化劑進(jìn)行甲醇重整制氫時(shí),固定其他條件不變,改變水、甲醇的物質(zhì)的量之比,甲醇平衡轉(zhuǎn)化率及CO選擇性的影響如圖所示,當(dāng)水、甲醇的物質(zhì)的量之比大于0.8時(shí),CO選擇性下降的原因是。Ⅲ.儲(chǔ)氫、用氫(5)如圖是金屬氫化物儲(chǔ)氫材料,其晶胞如圖所示,其化學(xué)式為。(6)氫能的高效利用途徑之一是在燃料電池中轉(zhuǎn)化為電能。某熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖所示。①正極上的電極反應(yīng)式為。②該電池以恒定電流工作24分鐘,消耗。該電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為。[已知:該條件下的摩爾體積為;電荷量電流×?xí)r間(s);;。]2.(2025·湖南株洲·一模)氫能是一種理想的綠色能源。有科學(xué)家預(yù)言,氫能有可能成為人類未來的主要能源。我國科學(xué)家研制了下列三種制氫方法。Ⅰ.甲苯催化重整制氫。主要反應(yīng)有:a.甲苯水蒸氣重整:①

b.甲苯二氧化碳重整:②

c.水汽變換反應(yīng):③

d.甲烷化反應(yīng):④

(1)甲苯催化重整最適宜的條件是:___________(填標(biāo)號(hào))。A.高溫高壓 B.高溫低壓 C.低溫低壓 D.低溫高壓(2)反應(yīng):

。(3)一定壓強(qiáng)下,反應(yīng)釜出口含量隨溫度、進(jìn)料比變化如圖:解釋含量隨進(jìn)料比的變化及原因:。(4)進(jìn)料比為、時(shí),出口中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高的變化如圖,結(jié)合反應(yīng)體系說明原因:。Ⅱ.二氧化鈰制氫法二氧化鈰為立方晶胞結(jié)構(gòu),其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)使得它更易在和之間進(jìn)行可逆電荷轉(zhuǎn)移,從而實(shí)現(xiàn)兩步法制氫,當(dāng)晶胞中部分被還原為時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧空位。(5)二氧化鈰晶胞中的配位數(shù)為:。(6)當(dāng)晶體中和個(gè)數(shù)比為2:5時(shí),氧空位比為[]Ⅲ.酸性葡萄糖溶液電催化制氫的原理如圖:(7)寫出陽極的電極反應(yīng)式:。3.(2025·湖南·三模)近年來,新興科技產(chǎn)業(yè)對(duì)釩產(chǎn)品純度要求越來越高,是由工業(yè)級(jí)制取高純的重要中間體?;卮鹣铝袉栴}:(1)工業(yè)上制備有以下兩種方法,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式和平衡常數(shù)如下:方法i.氯化法:

方法ii.配碳氯化法:

反應(yīng)的(填含、的式子);方法i在才能獲得較高的反應(yīng)速率,而方法ii在即可得到相同的反應(yīng)速率,則活化能(方法i)(填“>”“<”或“=”)(方法ii)。(2)在一定溫度下向某恒容密閉容器中加入、,進(jìn)行反應(yīng),起始時(shí)壓強(qiáng)為,后達(dá)到平衡,測得的轉(zhuǎn)化率為。則內(nèi),的反應(yīng)速率(用含的式子表示),的平衡產(chǎn)率為,(填含的計(jì)算式,用氣體平衡分壓代替平衡物質(zhì)的量濃度進(jìn)行計(jì)算)。(3)在一定條件下,向恒容密閉容器中分別加入、和,僅發(fā)生方法ii的反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行時(shí)測得的轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)的變化如圖所示。①(填“<”“>”或“=”);、、三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)、,的大小關(guān)系為。②的氯化在實(shí)際生產(chǎn)中控制反應(yīng)溫度為并向恒壓體系中充入,試分析原因:。4.(2025·湖南·三模)天然氣是重要的化工原料,可以制備乙烯、乙炔、乙二醇等多種化工產(chǎn)品。按要求回答下列問題:I.

③(1)反應(yīng)③在(填“低溫”“高溫”或“任意溫度”)下自發(fā)進(jìn)行,且(用含的代數(shù)式表示)。(2)反應(yīng)②的速率方程為,(為正、逆反應(yīng)速率常數(shù))。其他條件相同,達(dá)到平衡時(shí),達(dá)到平衡時(shí)。由此推知,(填“>”“<”或“=”)。(3)某溫度下,一定容積的密閉容器中,通入一定量的甲烷。若只發(fā)生反應(yīng)①和②,當(dāng)容器中密度不改變,(填“能”或“不能”)說明達(dá)到平衡。若初始容器的總壓強(qiáng)為p,平衡后總壓強(qiáng)為1.25p,且氫氣的分壓為0.42p,則甲烷的轉(zhuǎn)化率為。II.通過光電化學(xué)轉(zhuǎn)化(Photoelectrochemical)可制乙二醇,在某催化劑作用下該反應(yīng)的機(jī)理如圖所示。圖中表示催化劑被光激發(fā)出電子之后產(chǎn)生的空穴。(4)若加入重水,則產(chǎn)物中含有核素D的產(chǎn)物有。III.甲烷可以制備尿素。(5)①尿素與正烷烴形成超分子包合物.尿素中各種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椤"谀蛩胤肿油ㄟ^氫鍵有序地組合成具有蜂窩狀六角形通道結(jié)構(gòu)的接受體,如圖(a)所示。正烷烴分子作為底物填入通道之中,形成超分子包合物。圖(b)為垂直于通道截面的結(jié)構(gòu)。請(qǐng)從作用力的角度說明該超分子包合物能穩(wěn)定存在的原因:。5.(2025·湖南邵陽·三模)研究含碳物質(zhì)的反應(yīng)對(duì)生產(chǎn)、生活、科研等方面具有重要的意義。回答下列問題:(1)乙醇與水催化制氫同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng),反應(yīng)I:

反應(yīng)Ⅱ:

①反應(yīng)I在(填“高溫”或“低溫”或“任意溫度”)能自發(fā)進(jìn)行;②已知:一氧化碳、氫氣的燃燒熱分別為、,液態(tài)水變成水蒸氣吸收的熱量為。則。(2)若恒溫恒容條件下發(fā)生(1)中兩個(gè)反應(yīng),下列說法能作為反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài)的判據(jù)的是(填字母序號(hào))。a.體系總壓強(qiáng)不再變化b.混合氣體的密度不再改變c.單位時(shí)間內(nèi)消耗,同時(shí)生成d.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變(3)恒容條件下,將和投入密閉容器中發(fā)生(1)中兩個(gè)反應(yīng),平衡時(shí)的選擇性、的選擇性、乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線如圖所示。[已知:]①表示平衡時(shí)CO的選擇性的曲線是(填“”或“”或“”);②時(shí),反應(yīng)I的平衡常數(shù)(列出計(jì)算式即可,用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替平衡濃度計(jì)算,物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù):)。(4)近年研究發(fā)現(xiàn),電催化和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素,有助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的溶液中通至飽和,在電極上反應(yīng)生成,電解原理如圖所示。①寫出a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式;②若電路中通過的電子數(shù)為,則電解過程中生成的質(zhì)量是。6.(2025·湖南·三模)采用熱分解法去除沼氣中的過程中涉及的主要反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ:;反應(yīng)Ⅱ:?;卮鹣铝袉栴}:(1)反應(yīng)的△H=。(2)已知反應(yīng)Ⅰ的,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的溫度是_____(填標(biāo)號(hào))。A.600℃ B.700℃ C.800℃ D.900℃(3)保持100kPa不變,將與按體積比2∶1投入密閉容器中,并通入一定量的稀釋,在不同溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),所得、與的體積分?jǐn)?shù)如圖所示。①X所在曲線代表的是(填化學(xué)式)的體積分?jǐn)?shù)。②Y所在曲線隨溫度的升高先增大后減小的原因是。③往容器中充入的目的是。④1050℃時(shí),下列能說明容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有(填標(biāo)號(hào))。A.容器的體積保持不變B.容器內(nèi)氣體密度保持不變C.D.含碳物質(zhì)的總的體積分?jǐn)?shù)保持不變⑤1000℃達(dá)到平衡時(shí),的體積分?jǐn)?shù)為0.25%,則該溫度下達(dá)到平衡后的去除率為(保留三位有效數(shù)字,下同),反應(yīng)Ⅰ壓強(qiáng)平衡常數(shù)(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,平衡分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))。7.(2025·湖南岳陽·二模)研究含碳和含氮物質(zhì)的反應(yīng)對(duì)生產(chǎn)、生活、科研等方面具有重要的意義?;卮鹣铝袉栴}:(1)消除汽車尾氣中的NO、,有利于減少PM2.5的排放。已知如下信息:?。?/p>

ⅱ.

ⅲ.

則與反應(yīng)生成和的熱化學(xué)方程式為。(2)在一定溫度下,向2L剛性容器中充入和只發(fā)生反應(yīng)ⅲ①下列描述可表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有(填序號(hào))a.容器內(nèi)顏色深淺不再改變

b.混合氣體密度保持不變c.

d.單位時(shí)間內(nèi)生成和生成的物質(zhì)的量之比為②該反應(yīng)的反應(yīng)速率;分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),已知平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為,則為(計(jì)算時(shí)不考慮其他反應(yīng))。(3)在一定溫度下,向起始?jí)簭?qiáng)為100kPa的1L恒容密閉容器中通入和的混合氣體發(fā)生反應(yīng)ⅱ和ⅲ,4min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,測得體系總壓強(qiáng)為90kPa,且(為氣體分壓,單位為kPa),達(dá)到平衡時(shí)的平均反應(yīng)速率為,反應(yīng)ⅲ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)。(4)在兩個(gè)初始體積相同且容積可變的容器內(nèi)分別充入和,在總壓為條件下僅發(fā)生反應(yīng)ⅲ。待兩容器均達(dá)到平衡時(shí),測得轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。試解釋m點(diǎn)的容器容積大于n點(diǎn)的原因。(5)近年研究發(fā)現(xiàn),電催化和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素,有助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的溶液通至飽和,在電極上反應(yīng)生成,電解原理如圖所示。電解過程中,在a電極上的反應(yīng)式為。8.(2025·湖南·模擬預(yù)測)利用催化還原不僅能減少碳排放,還可以獲得化工原料甲醇。研究表明,在某催化劑存在下,和可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng),分別生成和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:Ⅰ.

Ⅱ.

(1)已知CO和的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為和,計(jì)算的為;CO和是等電子體且相對(duì)分子質(zhì)量相等,但沸點(diǎn)不同,其中沸點(diǎn)較高的是(填化學(xué)式)。(2)和初始投料比為,以固定流速通過不同催化劑(cat.1和cat.2),不同溫度(523K、543K、563K、583K)下,的轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇性如圖所示。已知在四種溫度下,兩種催化劑均處于活性較高狀態(tài),且563K下,用cat.2進(jìn)行的催化反應(yīng)已達(dá)到平衡。①結(jié)合圖像分析,下列說法錯(cuò)誤的是(填標(biāo)號(hào))。A.四種溫度下,cat.1參與的反應(yīng)均未達(dá)到平衡狀態(tài)B.從甲醇產(chǎn)率的角度思考,最佳條件為cat.1、583KC.用cat.2進(jìn)行催化時(shí),從563K升溫至583K時(shí)甲醇選擇性降低是反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng)的結(jié)果D.由圖可知,選擇不同的催化劑可以改變反應(yīng)的平衡產(chǎn)率②583K下,用cat.2催化時(shí),的轉(zhuǎn)化率為。(3)一定溫度下,在初始體積2L的恒壓密閉容器中充入2mol和4mol發(fā)生上述反應(yīng),經(jīng)過10min達(dá)到平衡,此時(shí)和CO均為0.5mol,則的平均反應(yīng)速率為;用分壓表示的反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)。(4)可以被NaOH溶液捕獲來減少碳排放,若所得溶液中,寫出對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式:,此時(shí)溶液(已知:室溫下,的、)。9.(2025·湖南·二模)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。下列反?yīng)是目前大規(guī)模制取氫氣的方法。(1)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)的反應(yīng)焓變。已知、、的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別是、、,則上述反應(yīng)的焓變。(2)某化工廠在實(shí)驗(yàn)室模擬該反應(yīng)過程,在容積不變的密閉容器中將2.0molCO和混合加熱到發(fā)生上述反應(yīng)。①下列條件能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。A.體系的總壓強(qiáng)不再改變

B.CO和的濃度之比不再變化C.

D.和的濃度之比不再變化②上述反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為,該溫度下的平衡常數(shù)為。若此時(shí)再向容器中充入和,平衡將(填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”),判斷的理由是。③在生產(chǎn)中,欲提高反應(yīng)的速率,同時(shí)提高CO的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是(填字母)。A.升高溫度

B.及時(shí)分離出

C.增加水蒸氣的投入量D.增大體系壓強(qiáng)

E.增大CO的投入量(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其他條件不變,在相同時(shí)間內(nèi),向上述體系中投入一定量的CaO可以增大的體積分?jǐn)?shù),對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖1所示。請(qǐng)解釋圖中體積分?jǐn)?shù)變化的原因:。(4)以氫氧燃料電池為電源,以丙烯腈為原料電解制備己二腈的裝置簡圖如圖2所示。圖中交換膜2為陽離子交換膜,通入丙烯腈電極的電極反應(yīng)為,應(yīng)從(填“電極a”或“電極b”)通入。10.(2025·湖南·二模)工業(yè)上以和為原料合成尿素,主要發(fā)生反應(yīng)I:。回答下列問題:(1)燃燒熱是指在101kPa下,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量。、燃燒熱測定中氮元素變?yōu)?填化學(xué)式)。(2)焓變的計(jì)算方法有很多,僅從以下單項(xiàng)數(shù)據(jù)不能計(jì)算出反應(yīng)I的的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.各化學(xué)鍵的鍵能 B.各物質(zhì)的燃燒熱C.正逆反應(yīng)的活化能 D.各物質(zhì)的相對(duì)能量(3)一定條件下,的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度,初始氨碳比[],初始水碳比[]的關(guān)系如圖1和圖2所示。①(填“<”或“>”,下同),。②已知反應(yīng)的焓變會(huì)隨溫度的變化而變化,根據(jù)圖1中平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化關(guān)系,請(qǐng)從焓變與平衡的角度,簡述平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化原因:。③改變初始水碳比對(duì)合成尿素反應(yīng)有利有弊,從化學(xué)平衡角度解釋增大初始水碳比不利于合成尿素的原因:。(4)①,向2L恒容容器中加入和發(fā)生反應(yīng)I,平衡時(shí),轉(zhuǎn)化率為;相同溫度,在體積為的恒容容器中發(fā)生該反應(yīng)(起始投料與上述容器相同),平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率為,則L。②恒溫恒容下,以投料發(fā)生反應(yīng)I,從反應(yīng)開始至反應(yīng)恰好達(dá)到平衡時(shí),體系中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量隨時(shí)間變化趨勢(shì)為(填標(biāo)號(hào))。A.逐漸變大B.逐漸變小C.保持不變D.無法判斷(5)利用電解裝置可以將汽車尾氣中的NO轉(zhuǎn)化為尿素[],工作原理如圖。陰極的電極反應(yīng)式為。11.(2025·湖南·一模)揮發(fā)性有機(jī)化合物的減排與控制已成為我國當(dāng)前階段大氣污染治理的重點(diǎn)工作之一,通過催化氧化法去除其中乙酸乙酯的過程如下:I.CH3COOCH2CH3(g)+5O2(g)4CO2(g)+4H2O(g)?H1<0(主反應(yīng))II.CH3COOCH2CH3(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+CH3CH2OH(g)?H2>0III.CH3COOH(g)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)?H3<0IV.CH3CH2OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)?H4<0(1)反應(yīng)CH3COOCH2CH3(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+CH3CH2OH(g)?H2=(用含?H1、?H3和?H4的代數(shù)式表示)。(2)在絕熱恒容的條件下,將1mol乙酸乙酯和2mol水蒸氣通入剛性容器中,只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ.下列敘述能證明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。a.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變b.混合氣體的密度保持不變c.乙酸乙酯與水蒸氣的物質(zhì)的量之比保持不變d.反應(yīng)的溫度保持不變(3)將反應(yīng)Ⅱ生成的氣體以一定流速通過含Cu+修飾的吸附劑,分離其中的CH3COOH(g)和CH3CH2OH(g),Cu+能與π鍵電子形成作用力較強(qiáng)的配位鍵。測得兩種氣體的出口濃度(c)與進(jìn)口濃度(c0)之比隨時(shí)間變化關(guān)系如圖1所示。20~40min,CH3CH2OH(g)濃度比增大而CH3COOH(g)濃度比幾乎為0的原因是。(4)壓強(qiáng)一定時(shí),將n(乙酸乙酯):n(氧氣):n(水)=1:5:1的混合氣體通入裝有催化劑的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ.不同溫度下,平衡時(shí)各含碳物質(zhì)(CH3COOCH2CH3、CH3COOH、CH3CH2OH和CO2)的百分含量S隨溫度變化如圖所示,曲線c代表S(CH3COOH)隨溫度的變化。已知:。①代表S(CH3COOCH2CH3)隨溫度變化的曲線是(填“a”“b”或“d”),S(CH3COOCH2CH3)在溫度T2至T3間變化的原因是。②溫度為T2時(shí),二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)是(保留一位小數(shù))。③若n(CH3COOCH2CH3):n(O2):n(H2O)=1:10:1,則將(填“增大”“減小”或“不變”)。12.(2025·湖南婁底·一模)回收和利用是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。I.合成燃料二甲醚。已知:①②③,該反應(yīng)歷程如圖1所示。(1)反應(yīng)③中,決速步驟的能壘為。(2)。Ⅱ.甲烷和二氧化碳重整制備合成氣。有關(guān)反應(yīng)如下。主反應(yīng):副反應(yīng):在恒容密閉容器中,通過改變使進(jìn)料比分別為1.0、2.0、3.0。反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),不同溫度下質(zhì)量分?jǐn)?shù)、變化如圖2、圖3所示。(3)下列有關(guān)圖2的敘述正確的是_________(填標(biāo)號(hào))。A.曲線甲代表投料比為3.0 B.正反應(yīng)速率:C.主反應(yīng)平衡常數(shù): D.主反應(yīng)(4)圖3中,隨著進(jìn)料比增加的值(填“增大”“減小”或“不變”),其原因是。(5)在時(shí),按投料比1.0充入剛性密閉容器中,達(dá)到平衡時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為,則副反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)(結(jié)果保留兩位小數(shù),下同)。平衡時(shí)的分壓為。Ⅲ.據(jù)報(bào)道,火星大氣中占??茖W(xué)家設(shè)想利用火星大氣中設(shè)計(jì)電池提供能量。(6)電池反應(yīng)為。負(fù)極材料是;正極反應(yīng)式為。13.(2025·湖南常德·一模)含氯有機(jī)物在自然環(huán)境中具有長期殘留性和高毒性。Ⅰ.“催化還原脫氯法”作為一種安全有效的環(huán)境修復(fù)方法,主要分為“直接脫氯”和“間接脫氯”兩大類。(1)間接脫氯“光催化加氫脫氯”為典型的間接脫氯法,可在溫和條件下有效降解含氯有機(jī)物,而不產(chǎn)生氯化副產(chǎn)物?!肮獯呋託涿撀取钡牡谝徊綖樗幕罨?,如圖為不同催化劑條件下水分子解離成的反應(yīng)機(jī)理。①下列說法正確的是。A.水的活化分兩步完成B.使用催化劑,活化放出的熱量比使用催化劑多C.吸附在催化劑表面的會(huì)自發(fā)地解離成②已知鍵的鍵能為,解離一個(gè)水分子[]理論上需消耗J能量。(保留兩位有效數(shù)字)(2)直接脫氯還原鐵脫氯機(jī)理:(R-為烴基),隨著反應(yīng)進(jìn)行,鐵表面附著一層紅褐色固體,使脫氯效率下降,生成紅褐色固體的原因是。Ⅱ.某科研團(tuán)隊(duì)以三氯乙烯(TCE)為核心物質(zhì)進(jìn)行脫氯機(jī)理研究。(3)利用TCE測試催化劑的活性

以TCE測試、和三種不同催化劑的“加氫脫氯活性”(如圖所示)。已知。t表示光照時(shí)間,、c分別為光照t秒前、后TCE的濃度,k為常數(shù)。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),催化效果最好的催化劑是;其中

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