化学平衡化学反应速率题型高考真题专项训练2020-2022

化学平衡/化学反应速率题型高考真题专项训练(2020-

2022)

未命名

考试范围：XXX；考试时间：100分钟；命题人：XXX

注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2.请将答案正确填写在答题卡上

第I卷(选择题)

请点击修改第I卷的文字说明

一、单选题

1.铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：

烟气冰晶石

(含HF)(Na3AlF6)

滤液

下列说法错误的是

A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料

B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率

C.合成槽中产物主要有NajAlR和CO?

D.滤液可回收进入吸收塔循环利用

2.甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。

旧法合成的反应：

(CH?),C=O+HCN-(CH3),C(OH)CN

(C&),C(OH)CN+CH3OH+H2SO4——>CH,=C(CH3)COOCH,+NH4HSO4

新法合成的反应：

Pd

CH,C三CH+CO+CHQH->CH2=C(CH,)COOCH3

下列说法错误的是(阿伏加德罗常数的值为NA)

A.HCN的电子式为H:C三N:

B.新法没有副产物产生，原子利用率高

C.lL0.05molL'的NH4HsO,溶液中NH：的微粒数小于。059

D.Pd的作用是降低反应的活化能，使活化分子数目增多，百分数不变

3.在相同条件下研究催化剂I、II对反应X-2Y的影响，各物质浓度c随反应时间f

的部分变化曲线如图，则

A.无催化剂时，反应不能进行

B.与催化剂I相比，n使反应活化能更低

C.a曲线表示使用催化剂II时X的浓度随r的变化

D.使用催化剂I时,0~2min内，v(X)=1.0mol-I71min-1

4.在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误

的是

A.含N分子参与的反应一定有电子转移

B.由NO生成HONO的反应历程有2种

C.增大NO的量，C3Hs的平衡转化率不变

D.当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少

5.恒容密闭容器中，BaSO_,(s)+4H2(g)；^BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡

时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是

4

W.起始组成：4molH2

W2•1molBaSO4

200400600800

T/℃

A.该反应的AH<0

B.a为〃(也。)随温度的变化曲线

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”比的平衡转化率增大

6.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)嬴N式g)+3H?(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变

化，如下表所示，下列说法不氐硬的是

间/min

c(NH)/(10-3mol-L-,)X\

编号3020406080

①a2.402.001.601.200.80

②a1.200.800.40X

③2a2.401.600.800.400.40

51

A.实验①，0~20min,v(N2)=1.00xl0molL'min

B.实验②，60min时处于平衡状态，XK0.40

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

7.N,、为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A.12gNaHSO4中含有0.2N,、个阳离子

B.11.2L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3N,、

C.8gCH,含有中子数为3NA

D.O.lmolH?和O.lmol"于密闭容器中充分反应后，HI分子总数为0.2N,、

8.关于反应C12(g)+H2(Xl)=iHClO(aq)+H+(aq)+Cl(aq)AH<0,达到平衡后，下列

说法不巧砸的是

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(C「)/C(HC1O)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

变蓝色，可以证明上述反应存在限度

9.根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是

选

实验目的实验及现象结论

项

分别测浓度均为

比较CHW0-O.lmolL1的

和K(CHCOO)<K(HCO)

A和HCO；的水解CH'COONH,h3h3

常数NaHCO、溶液的pH,后

者大于前者

将铁锈溶于浓盐酸，滴

检验铁锈中是否

B入KMnO,溶液，紫色褪铁锈中含有二价铁

含有二价铁

去

探究氢离子浓度向KfrO,溶液中缓慢滴

增大氢离子浓度，转化平衡向

对亍、有

CCrO50加硫酸，黄色变为橙红

生成c。。歹的方向移动

相互转化的影响色

检验乙醵中是否向乙爵中加入一小粒金

D乙醇中含有水

含有水属钠，产生无色气体

A.AB.BC.CD.D

10.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)+B»

(aq),其焰变和嫡变分别为AH和AS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正

确的是

A.AH和AS均大于零

B.AH和AS均小于零

C.AH可能大于零或小于零，AS大于零

D.AH和AS均可能大于零或小于零

11.在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)嶙？3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲

线甲所示•下列说法木正颐的是

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

12.N2是合成氨工业的重要原料-，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产

HNO3：HNCh能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放

电条件下，N2与02反应生成NO,NO进一步氧化生成NCh。

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)AH=-116.4kJ・mol"。大气中过量的NO*和水体中过量的NH

:、NO；均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为

N2,也可将水体中的NOT转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)=i2NO2(g),下列说

法正确的是

A.该反应的AH<0,AS<0

C2(NO)C(O)

B.反应的平衡常数可表示为2

K=2

C(NO2)

C.使用高效催化剂能降低反应的焰变

n。)

D.其他条件相同，增大,NO的转化率下降

n(NO)

13.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的N%

可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、02和N2的混合气体以一定流速通过

2n生成(N2)

装有催化剂的反应管，NH3的转化率、生成N2的选择性［11息转化(网)x100%］与温度的

N2

的

选

择

率

％

下列说法正确的是

A.其他条件不变，升高温度，N%的平衡转化率增大

B.其他条件不变，在175〜300"C范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均

不断增大

C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250°C

D.高效除去尾气中的N%,需研发低温下N%转化率高和N?选择性高的催化剂

14.实验室配制碘水时，通常将L溶于KI溶液：I2(aq)+Kaq)^I3(aq)0关于该溶

液，下列说法正确的是

A.KI的电子式为B.滴入淀粉溶液，不变蓝

C.加水稀释，平衡逆向移动D.加少量AgNOs固体平衡正向移动

15.制备水煤气的反应C(s)+Hq(g)=H2(g)+CO(g)AHX),下列说法正确的是

A.该反应ASvO

B.升高温度，反应速率增大

C.恒温下，增大总压，H?O(g)的平衡转化率不变

D.恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大

16.某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(s)=Y(s)+Z(g),一

段时间后达到平衡。下列说法错误的是

A.升高温度，若c(Z)增大，则AHX)

B.加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小

C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后c(Z)增大

D.加入一定量氤气，平衡不移动

17.某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间

关系如图。己知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是

A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大

B.其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大

C.条件①，反应速率为0.012mol-L”Tnin'

D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0mol【T时，半衰期为62.5min

18.有科学研究提出:锂电池负极材料(Li)由于生成LH而不利于电池容量的保持。一定

温度下，利用足量重水(D2O)与含LiH的Li负极材料反应，通过测定n(D2)/n(HD)可

以获知n(Li)/n(LiH)o

已知：@LiH+H2O=LiOH+H2T

②2Li(s)+H?U2LiH△H<0

下列说法不正确的是

A.可用质谱区分D2和HD

B.Li与D2O的反应:2Li+2D2O=2LiOD+D2T

C.若n(Li)/n(LiH)越大，则n(D2)/n(HD)越小

D.80℃反应所得n(D2)/n(HD)比25c反应所得n(D2)/n(HD)大

19.?4€^[^204存在平衡：21^02(8)@20逸)4*0。下列分析正确的是

A.1mol平衡混合气体中含1molN原子

B.断裂2molN02中的共价键所需能量小于断裂1molN2O4中的共价键所需能量

C.恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的

D.恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅

20.丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8=C3H6+E。600℃,将一定浓度的CCh与固定浓

度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随

初始CCh浓度的变化关系如图。

①C3H8(g)+5O2(g)=3CC>2(g)+4H2O(l)AH=-2220kJ/mol

②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2OQ)△H=-2058kJ/mol

③H2(g)+l/2Ch(g)=H2O⑴△H=-286kJ/mol

下列说法不正确的是

A.C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ/mol

B.c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2UCO+H2O

C.其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越大

D.若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度CO与流出物质浓度c之

间一定存在:3co(C3H8)+co(C02)=c(CO)+c(C02)+3c(C3H8)+3c(C3H6)

21.18。标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：

时

此I叼

I+OH，W^H3c—C一|

H3c—C—OCH3|H3c—C-OH

OH

18O~180H

+CH3O能量变化如图所示。已知H3c——C——OCH3^=^H3C——C——OCH3

OHO-

为快速平衡，下列说法正确的是

过渡态1

能:\过渡态2

量/\:——.

/H3c—C—OCH3\

/।\

--------OH'、

O\

II―

H3c—C—OCII3o

+OH-II

H3c—COH

+CH3O

反应进程

A.反应n、n[为决速步

B.反应结束后，溶液中存在"OH-

c.反应结束后，溶液中存在CHJOH

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的焙变

22.相同温度和压强下，关于物质焙的大小比较，合理的是

A.ImolCH4(g)<lmolH2(g)B.ImolH2O(g)<2molH,O(g)

C.lmolH£Xs)>lmolHQ(l)

D.

ImolC(s,金刚石)>ImolC(s,石墨)

23.一定温度下：在N,C>5的四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应:

2N2O5^4NO:+O:o在不同时刻测量放出的。2体积，换算成N2O5浓度如下表:

t/s06001200171022202820X

_|

c(N2O5)/(mol-L)1.400.960.660.480.350.240.12

下列说法正确的是A.600-1200s,生成NO2的平均速率为5.0x1(T*mol[LsT

B.反应2220s时，放出的。2体积为11.8L(标准状况)

C.反应达到平衡时，V正(N2()5)=2V逆(叫)

D.推测上表中的x为3930

24.化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是

选项操作或做法目的

A将铜丝插入浓硝酸中制备NO

B将密闭烧瓶中的N02降温探究温度对平衡移动的影响

C将浪水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡萃取溶液中生成的碘

D实验结束，将剩余NaCl固体放回原试剂瓶节约试剂

A.AB.BC.CD.D

25.反应X=2Z经历两步：①XfY；②Y12Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c

随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是

A.a为c(X)随t的变化曲线

B.§时,C(X)=C(Y)=C(Z)

C.I?时，Y的消耗速率大于生成速率

D.与后，c(Z)=2c0-c(Y)

26.NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是

A.22.4L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA

B.Imol碘蒸气和Imol氢气在密闭容器中充分反应，生成的碘化氢分子数小于2NA

C.电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为73g,则转移电子数为NA

D.ILlmokL-1滨化镀水溶液中NH：与H+离子数之和大于NA

27.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尸kd(M),反应②的速率可表

示为V2=k2c2(M)(ki、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如

图，下列说法错误的是

A.0〜30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67xl(y8mo[.L”.mirri

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

28.下列方案设计、现象和结论都正确的是

目的方案设计现象和结论

若溶液变黄色且试管

检验某无色

取少量该溶液于试管中，加稀盐酸酸上部产生红棕色气

A溶液中是否

体，则该溶液中含有

化，再加入FeCL溶液

含有NO2

NO

探究KI与取5mL0.1moLL/KI溶液于试管中,若溶液变血红色，则

BFeCb反应的加入1mLO.lmolL」FeCb溶液，充KI与FeCh的反应有

限度分反应后滴入5滴15%KSCN溶液一定限度

取2mL卤代燃样品于试管中，加入5若产生的沉淀为白

判断某卤代

CmL20%KOH水溶液混合后加热，再色，则该卤代燃中含

燃中的卤素

滴加AgNCh溶液有氯元素

D探究蔗糖在取2mL20%的蔗糖溶液于试管中，力口若没有生成砖红色沉

酸性水溶液入适量稀H2so4后水浴加热5min；淀，则蔗糖在酸性水

中的稳定性再加入适量新制CU(OH)2悬浊液并加溶液中稳定

热

A.AB.BC.CD.D

29.取50mL过氧化氢水溶液，在少量1-存在下分解：2H2。2=2七0+02丁。在一定温

度下，测得02的放出量，转换成H2O2浓度(C)如下表：

t/min020406080

c/(mol-L-,)0.800.400.200.100.050

下列说法不正确的是A.反应20min时，测得O2体积为224mL(标准状况)

B.20~40min,消耗H2O2的平均速率为O.OlOmoLLLmin」

C.第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率

D.H2O2分解酶或Fe2O3代替也可以催化H2O2分解

30.NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应：

60

CO(g)+NO(g)=CO2(g)+yN2(g)-374.3kJ-moF'K=2.5xlO,反应速率较小。有

关该反应的说法正确的是

A.K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全

B.增大压强，平衡将向右移动，K>2.5x1060

C.升高温度，既增大反应速率又增大K

D.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准

31.一定温度下，反应l2(g)+H2(g)=2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得

c(l2)=0.11mmol・LLc(HD=0.78mmol・L"。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实

验，反应逆向进行的是(注：11=1O^mobL-1)

ABCD

c(l2)/minoleL_|1.000.220.440.11

c(H2)/mmoleL-11.000.220.440.44

c(HI)/mmol*L-,1.001.564.001.56

A.AB.BC.CD.D

32.反应SiJ(g)+2H2(g)型Si(s)+4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法

正确的是

A.该反应AHX)、AS<0

C4(HCD

B-该反应的平衡常数K屋(siCDxdM)

C.高温下反应每生成1molSi需消耗2X22.4LH?

D.用E表示键能，该反应△H=4E(Si-Cl)+2E(H-H)4E(H-Cl)

33.已知［CO(HQ)6『呈粉红色，［CoCl”广呈蓝色，［ZnClJ为无色。现将CoCb溶

于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：

2

［CO(H2O)(J'+4CP^ZoClJ+6H.O\H,用该溶液做实验，溶液的颜色变化如

下：

①置于冰水浴中

以下结论和解释正确的是

A.等物质的量的［Co(HQ)J+和［CoClJ.中°键数之比为3:2

B.由实验①可推知AH<0

C.实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动

D.由实验③可知配离子的稳定性：［zncLr>［coa4r

34.5mLO.lmolLkl溶液与1mL0.1molL」FeC13溶液发生反应：

3+2+

2Fe(aq)+2r(aq)?^2Fe(aq)+I2(aq),达到平衡。下列说法不亚强的是

A.加入苯，振荡，平衡正向移动

B.经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN,溶液呈血红色，表明该化学反应存

在限度

C.加入FeSO,固体，平衡逆向移动

c2(Fe2+)

D.该反应的平衡常数K=

c2(Fe3+)xc2(!)

35.一定条件下：2NO2(g)^=iN2O4(g)AH<Oo在测定NO2的相对分子质量时,

下列条件中，测定结果误差最小的是

A.温度0℃、压强50kPaB.温度130℃、压强300kPa

C.温度25℃、压强100kPaD.温度130℃、压强50kPa

36.在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列

说法正确的是

反应过程

A.Ea为逆反应活化能，E；为正反应活化能

B.该反应为放热反应，AH=Ea'-Ea

C.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量

D.温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移

37.一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)『i3C(g)。反应过

程中的部分数据如下表所示：

n/mol

n(A)n(B)n(C)

t/min

02.02.40

50.9

101.6

151.6

下列说法正确的是()A.0~5min用A表示的平均反应速率为0.09mol-17,

B.该反应在10min后才达到平衡

C.平衡状态时，c(C)=0.6molL'

D.物质B的平衡转化率为20%

第H卷(非选择题)

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二、原理综合题

38.铭及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。

⑴催化剂Crq,可由(NH)加热分解制备，反应同时生成无污染气体。

①完成化学方程式：(NH,入Cr2O7^Cr2O3++。

②Cr?。,催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)fY(g)过程的焰变为

③Cr?O3可用于NH,的催化氧化。设计从NH,出发经过3步反应制备HNO3的路线

(用“t”表示含氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为

(2)K2crQ,溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：

2

(i)Cr2O；-(aq)+H,O(1)；——^2HCrO；(aq)=3.0xl0-(25℃)

(ii)HCrO-(aq)7——^CrO^(aq)+H+(aq)&=3.3xl(r(25℃)

①下列有关K2Cr2O7溶液的说法正确的有。

A.加入少量硫酸，溶液的pH不变

B.加入少量水稀释，溶液中离子总数增加

C.加入少量NaOH溶液，反应(i)的平衡逆向移动

D.加入少量KzCrM固体，平衡时/(HCr。；)与c(Cr2。；)的比值保持不变

c(CrO；j

②250c时,O.lOmobLTKzCr2。？溶液中lg随pH的变化关系如图。当

c(Cr@)

pH=9.00时，设CRO；、HCrO；与CrOj的平衡浓度分别为x、y、zmol-L1,贝Ux、

y、z之间的关系式为=0.10；计算溶液中HCrO'的平衡浓度(写出计算过

程，结果保留两位有效数字)。

8.68*89*09*294pH

③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(2)有关；在一定波

长范围内，最大A对应的波长(21Mx)取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混

合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应(i)和(近)平衡的影响,

配制浓度相同、pH不同的KZCEO,稀溶液，测得其A随2的变化曲线如图，波长4、

%和%中，与CrO二的儿皿最接近的是；溶液pH从a变到b的过程中,

39.金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之

一是将金红石(TiOj转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。回答下列问题:

(l)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000C时反应的热化学方程式及其

平衡常数如下：

12

(i)直接氯化：TiO,(S)+2C12(g)=TiCl4(g)+O2(g)AH,=172kJ-mol,Kpl=1,0x10

(ii)碳氯化:

1l2

TiO,(S)+2C12(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)AH,=-51kJmol,Kp2=1.2xl0Pa

1

①反应2C(s)+O,(g)=2CO(g)的AH为kJ.mof，Pao

②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是。

③对于碳氯化反应：增大压强，平衡移动(填“向左向右”或“不”)；温度升

高，平衡转化率(填“变大”“变小”或"不变”)。

⑵在1.0x1Pa,将TiO?、C、C%以物质的量比1：2.2：2进行反应。体系中气体平

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。

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0.0

02004006008001000120014001600

温度/℃

①反应C(s)+CO式g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)=Pa.

②图中显示，在200℃平衡时TiO?几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远

高于此温度，其原因是。

⑶T。碳氯化是一个“气一固一固”反应，有利于T。-C“固一固”接触的措施是

40.利用丫-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢吠喃(THF)

和1-丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下:

(g)+H2O(g)

/OyO+2也CH,CH,OH,、THF

22

\—/(g)'-2H|(g)

2CH2cH20H

BL

BDCH3cH2cH2cH20H(g)+H2O(g)

反应I%m

BuOH

已知：①反应i为快速平衡，可认为不受慢反应n、in的影响；②因反应I在高压H?

氛围下进行，故H?压强近似等于总压.回答下列问题：

(1)以5.0x10-3molBL或BD为初始原料,在493K、3.0xl(fkPa的高压氛围下，分

别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热XkJ；以BD为

原料，体系从环境吸热YkJ。忽略副反应热效应，反应I烙变AH(493K,3.0xl03kPa)=

kJ-mol'1»

(2)初始条件同上。X：表示某物种i的物质的量与除H2外其它各物种总物质的量之比，

XBL和XBD随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X<Y,则图中表示XBL变化的曲线

是;反应I平衡常数kPa。(保留两位有效数字)。以BL为原料

时，L时刻XH,0=,BD产率=(保留两位有效数字)。

(3)(xBD/xBL)nx>x为达平衡时XBD与XBL的比值。(493K25X10%Pa)、

(493K,3.5x10'kPa)、(513K,2.5x103kPa)三种条件下，以5.0x1(T，molBL为初始原料，

xRD/xR1

在相同体积的刚性容器中发生反应，(B；随时间t变化关系如图乙所示。因反

(XBD/XBLL

应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，

x/x

(XBD/XBL)…最大的是______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到L^一=L0

X/X

VBDBlJmax

所需时间更长，原因是。

41.油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加

以利用。回答下列问题：

(1)己知下列反应的热化学方程式：

1

①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)AH,=-1036kJ-mol-

1

②4H,S(g)+2SO2(g)=3S,(g)+4H2O(g)AH2=94kJmor

@2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH,=-484kJmor'

1

计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的AH4=kJ-mol。

(2)较普遍采用的H2s处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种

方法是：利用反应④高温热分解H?S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是

,缺点是o

⑶在1470K、100kPa反应条件下，将n(HzS):n(Ar尸1:4的混合气进行H2s热分解反

应。平衡时混合气中H2s与H?的分压相等，HR平衡转化率为,平衡常数

&=kPa。

(4)在1373K、100kPa反应条件下，对于n(HzS):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1：9、

1：19的H2S-Ar混合气，热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。

%

、

榔

)7

湾

H，

①n(H?S):n(Ar)越小，H2s平衡转化率,理由是

②n(HzS):n(Ar)=l:9对应图中曲线,计算其在0-01s之间，H2s分压的平均变

化率为kPa-s-1o

42.主要成分为H2s的工业废气的回收利用有重要意义。

(1)回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧，产生的SO?与其余H2s混合后反应:

3

2HS(g)+SO(g)^=i-S(s)+2HO(g)„在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分

22O82

5I

浓度分别为c(H2S)=2.OxlO5mo『、c(SO2)=5.0xl0-mol-E、

3l

c(H2O)=4.0xl0-molE,计算该温度下的平衡常数K=。

⑵热解H2s制Hz.根据文献，将H2s和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边

进料，另一边出料)，发生如下反应：

1

I2Hzs(g)U2H2(g)+$2(g)AH.-nOkJmor

IICH4(g)+S2(g)^=±CS2(g)+2H2(g)AH2=64kJmor'

总反应：

III2H2S(g)+CH4(g)^^CS2(g)+4H2(g)

投料按体积之比V(H2S):V(CH4)=2:1,并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间

后，测得H?和CSz体积分数如下表：

温度/℃9501000105011001150

H2/V(%)0.51.53.65.58.5

CS2/V(%)0.00.00.10.41.8

请回答：

①反应ni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

B.其他条件不变时，温度越高，H2s的转化率越高

C.由实验数据推出H2s中的S-H健强于CHq中的C-H键

D.恒温恒压下，增加N?的体积分数，H2的浓度升高

③若将反应山看成由反应I和反应n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0

能

量

反应过程

④在1000C,常压下，保持通入的H2s体积分数不变，提高投料比

[V(H2S):V(CH4)],H2s的转化率不变，原因是。

⑤在950℃~1150℃范围内(其他条件不变)，S式g)的体积分数随温度升高发生变化，写

出该变化规律并分析原因______«

43.2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问

题：

(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和ImolHQ(g),起始压强

为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气：

I.C(s)+H2O(g)^CO(g)+H2(g)△H1=+131.4kJ-mo『

1

II.CO(g)+H2O(g)UCO2(g)+H2(g)AH2=-41.1kJ-mol-

①下列说法正确的是;

A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应I的平衡逆向移动

B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

C.平衡时H2的体积分数可能大于|

D.将炭块粉碎，可加快反应速率

②反应平衡时，应0&)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时，整个体系

(填“吸收”或“放出”)热量______kJ,反应I的平衡常数&=(以分压表

示，分压=总压x物质的量分数)。

(2)一种脱除和利用水煤气中CO?方法的示意图如下:

①某温度下，吸收塔中K2co、溶液吸收一定量的CO?后，c(CO；):c(HCO：)=l:2,则

该溶液的pH=(该温度下H2co3的KH=4.6X107,K,2=5.0X10“)；

②再生塔中产生CO?的离子方程式为；

③利用电化学原理，将C0?电催化还原为C?H4,阴极反应式为。

44.工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到

满足不同需求的原料气。请回答：

(1)在C和02的反应体系中：

反应1：C(s)+O2(g)=CO2(g)AHi=-394kJ-mol-'

反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)AH2=-566kJmol-'

反应3：2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH3。

①设丫=八氏丁公$,反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于

反应3的线条是。

②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CCh的物质的量之比

A.不变B.增大C.减小D.无法判断

1

(2)水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=131kJmol-o工业生产水煤气时，通常

至苟厚△合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是。

(3)一氧化碳变换反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH=-41kJ-mol-'。

①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数x总压)：

p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa,则反应的平

衡常数K的数值为«

②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到

90%,则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为。

③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是。

A.反应温度愈高愈好B.适当提高反应物压强

C.选择合适的催化剂D.通入一定量的氮气

④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解

离，能量-反应过程如图2所示。

用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤I：;步骤0：

45.甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。

甲烷<-…-1重整|一—>|CO转化］.....A|催化氧化|.....>氢气

(1)500℃时，CH4与H2O重整主要发生下列反应：

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

1

已知CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)AH=-178.8kJmol-,,向重整反应体系中加入适量多孔

CaO,其优点是一。

(2)CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为

1

反应I：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH=246.5kJmol-

反应II：H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=41.2kJmol-'

反应III：2CO(g>CO2(g)+C(s)AH=-172.5kJmol-'

①在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g),可减少C(s)的生成，反应

3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)=4CO(g)+8H2(g)的AH=_。

②1.01xl()5pa下，将n电蛤(CO2)：n起始(CH4尸1：1的混合气体置于密闭容器中，不同温

度下重整体系中CFU和CO2的平衡转化率如图1所示。800℃下CO2平衡转化率远大

于600℃下CO2平衡转化率，其原因是—。

%

、

郴

ee

解

超

升

图T

⑶利用铜一钵氧化物(xCuOyCeCh,Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO,催

化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将n(CO)：

n(O2)：n(H2)：n(N2>l：I：49：49的混合气体以一定流速通过装有xCuOyCeCh催化

剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。

催化剂载体

图-2

100

%8o

、

树6o

？

4o

把

0

02O

0

2060100140180

温度/C

图-