2024山东化学高考复习7 化学反应原理

专题7化学反应原理

五年高考

真题赏析

（2022山东，20,11分）利用丁-丁内酯（BL）制备1,4-丁二醇（BD）,反应过程中伴有生成四氢味

喃（THF）和1-丁醇（BuOH）的副反应，涉及反应如下：

已知:①反应I为快速平衡，可认为丑性反应II、出的影响；②因反应I在高压H,氛围下进

行，故H2压强近似等于总压;鬲至下列问题;''信息⑤

（1）以5.0x10-3molBL或BD为初始原料，在493K、3.0xOkPa的高压H2氛围下，分别在恒

压容器物金行反应。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

31

境吸为ykJ。忽略副反应热效应，反应I烙变AH（493K.3.OX1OkPa）=________kJ-moE0

信息②信息①）0

入川+2H,CH,CH,OH疹耳/"也°闾

f厂（g）q----I-（由1nr

Bl°二-CH2cH&H乐盘CH3cH2cH2cH20H（g）叫0（©

反应1而"BuOH

（2）初始条件同上。生表示某物种i的物质的量与除H2外其他各物种总物质的量之比,*BL和

*BD随时间，变化关系如图甲所示。实验测得X<y,则图中表示工BL变化的曲线是一；反应

I平衡常数Kp=kPaf（保留两件防■效数字）。以BL为原料时，八时刻加0=

,BD产率=（保留两位有效数拿订“信息③/信息⑦

3

（3）（工BD/XBL）2为达平衡时*BD与*BL的比值。（493K,2.5X10kPa）,（493K,3.5x1）kPa）x（513K,

2.5X103kPa）三•种条件下，以5.0xl0-3molBL为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反

应“BD/%弋一随时间i变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对

（XBD/%BI）max

反应速率的影响。曲线a、b、C中，（"BD/%BL）max最大的是（填代号）；与曲线b相比，曲线

%/%

c达到1.0所需时间更长，原因是。

（RBD/*BL）n»x

图甲图乙

解题思路(1)第1步:分析并确定目标反应。根据信息①忽略副反应热效应，确定(1)中考查内容仅涉

及反应I0

第2步:联系反应原理确定反应关系。根据反应方程式分析，同温同压下，以5.0x10-3molBL为原料和以

5.0x10-3molBD为原料的两个反应的平衡完全等效。两个反应的热量和(X+Y)kJ即信息②指出的初

始原料为5.0x10-3mol的反应I的热量变化。

第3步:进行计算。X、Y为正值，反应I为放热反应,AH<0,该反应的AH=-5:::芦kj-moli=-

1

200(X+Y)kJ-molo

(2)第1步:找出关键信息确定对应曲线。根据信息③结合第(1)问，可知反应I以BD为原料的物质的转

化率高于BL厕平衡时n(BD)小,对应的XBD小具对应图甲中治=0.36(信息④)的曲线b、d;而n(BL)大，

对应的XBL大,其对应Xi=0.48(信息④)的曲线a、c。

第2步:根据气体分压及平衡常数公式确定反应I平衡常数KpoXBD和XBL即BD和BL在体系中的物质

的量分数，其分压为XBDXP总和XBLXP总，又根据信息⑤可知P(H2)=P总。代入反应I分压平衡常数公式

&=濡翳而即得％。

第3步:明确计量关系进行化学计算。除比外，反应I反应前后总物质的量不变，反应n、III反应前后化

学计量数之和均增加LBD在反应H、川中与水的物质的量之比均为1:1,体系总物质的量的增加量等

于BD参与反应II、III的物质的量，也等于生成七0®的物质的量。结合图甲信息④中XBL=0.48、

XBD=0.36设未知数，列方程组即可求得孙2。和BD产率。

⑶第1步:明确坐标系表示含义。根据题意(XBD/XBL)max为达平衡时XBD与XBL的比值，结合图乙信息⑥，

当XBD/XBL=(XBD/XBL)max叫号”10时达到平衡。因此六号鼻表示达到平衡的反应进程，该坐

(%BD/%BL)max(^BDMBL)max

标系表示反应进程与时间t的变化关系,三种条件下达到平衡的先后顺序为a、b、co

第2步:确定曲线，比较大小。根据信息⑦结合反应I、口、Ill分析，升高温度使反应速率加快，且反应I

逆向进行,(XBD/XBL)max减小,平衡前，反应相同时间时产党」相对较大，对应曲线a。增大压

(%BD/%BL)max

强,(XBD/XBL)max增大,平衡前，反应相同时间时六嗯一相对较小，对应曲线G

第3步:分析原理，解释原因。曲线c与曲线b相比，温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，增大压

强,(XBD/XBL)max增大，达到，冲丁弋=1.0所需时间长。

解析⑴根据上述分析可知该反应的婚变AH=-熄亲kJ-moli=-200(X+Y)kJ-moH。

(2)实验测得X<Y,结合第⑴问，可知反应1达平衡时以BD为原料的反应吸收的热量比以BL为原料的

反应放出的热量多,BD的转化率高于BL,平衡时n(BD)小,对应的XBD小相反,n(BL)大,XBL大。曲线a或c

对应的Xj=0.48较大，表示XBL；曲线b或d对应的XFO.36较小，表示xBD11该平衡状态下BL的分压是

0.48x3.0x103kPa,BD的分压是0.36x3.0x103kPa,H?的压强近似等于总压，故反应I平衡常数

心温褊=。皿祟滥也对kPa"=83xlO8kPa久根据反应I、II、III中化学计量数，除比

外，反应I反应前后总物质的量不变，反应II、IH反应前后总物质的量增加,故体系增加的量等于BD参

与反应H、HI的量也等于生成电0®的量。设置时amolBL转化生成了BD,bmolBD转化生成了

THF、BuOH和则体系总物质的量为(5.0xl0-3+b)mol,xBL=1^^=0.48xxBD=^p^=0.36,

求得a=j|xl0-3、b*xlO。厕匕时亥卜”=品干=0.08,此时BD的产率为彘2100%*39%。

(3)根据题意知(XBD/XBL)max为达平衡时XBD与XBL的比值。结合图乙信息⑥,随着反应正向进行,XBD/XBL

逐渐增大，直至l」XBD/XBL=(XBD/XBL)max,即产嗯-=1.0达到平衡，曲线表示三种条件下反应进程与时间的

xx

(BD/BL)max

关系图，其中曲线a最先达到平衡，曲线c最后达到平衡。根据信息⑦的3个条件，与第1个条件相对照,

第2、3个条件分别增大了压强和温度。增大压强不改变反应速率,(XBD/XBLjmax增大,平衡前，反应相同时

间时产嗯一相对较小;升高温度,反应速率加快，反应I逆向进行，使XBD减小,(XBD/XBL)max减小，平衡前，

反应相同时间时「噌飞相对较大。升高温度对应的为曲线a,增压对应的为曲线C。由于b和C代表

(XBD/XBL)max

的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大,BL平衡转化率较大，需时更长。

答案⑴-200(X+Y)

⑵a、c8.3x10-80.0839%

(3)cc与b温度相同，但c氢气压强更大,BL平衡转化率较大，需时更长

答题模板

1.反应热

2.化学平衡相关计算

3.化学平衡图像

高考趋势练

1.（2023山东,14,4分）（不定项）一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:

已知反应初始E的浓度为0.10mol-L-i,TFAA的浓度为0.08molL1,部分物种的浓度随时间的变化关系

如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是（）

0乙

A.ti时刻体系中有E存在

B&时刻体系中无F存在

C.E和TFAA反应生成F的活化能很小

D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol-L-i

答案AC

2.（2023湖南,13,3分）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的比0,发生反应:CH/gl+HzO®

一CO（g）+3H2（g）。CH」的平衡转化率按不同投料比x[x=端]随温度的变化曲线如图所示。下列说

法错误的是（）

A.XI<X2

B.反应速率:Vb正<Vc正

C.点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb=Kc

D.反应温度为Ti,当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

答案B

3.（2023江苏,13,3分）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为

CO2(g)+4H2(g)------CH4(g)+2H2O(g)AH=-164.7kJ・moH

CO2(g)+H2(g)—CO(g)+H2O(g)AH=41.2kj-mol-i

在密闭容器中,1.01X105Pa、n起始（CO2）：n起始（比）=1：4时,CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时

n领（叫）

间所测得的C02实际转化率随温度的变化如图所示。CH,的选择性可表示为串下列说

"反应（双）

法正确的是（）

g

8o

6o

4O

3004005006(K)

温度/七

A.反应2CO(g)+2H2(g)—CO2(g)+CH4(g)的焰变AH=-205,9kj-mol-i

B.CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加

C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480〜530c

%始（取）

D.450C时提高了E的值或增大压强,均能使C02平衡转化率达到X点的值

“起始仁°2）

答案D

4.（2022山东,10,2分）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,C3H8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

答案D

5.（2021山东,14,4分）（不定项KO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：

18O-

180HC—c—OCH18O

II上313II

H3c—c—OCHa+0H▼nOHHFH3c—c—OH+CH3O

180-18OH

H3C—c—()CH3H3C—c—OCH3

11

能量变化如图所示。已知OHu-0-为快速平衡，下列说法正确的是

()

能

ja.

里

过渡态1

'—\过渡态2

()-

H3C—c—OCH3\

0OH

H,C—C—OCH,

+OH-

HjC—OH

+叫0-

反应进程

A.反应n、川为决速步

B.反应结束后，溶液中存在180H

18

C.反应结束后，溶液中存在CH3OH

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的婚变

答案B

6.（2023山东,20,12分）一定条件下,水气变换反应CO+H2O^CO2+H2的中间产物是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:

1.HCOOH^^CO+H2O（快）

II.HCOOH^^CO2+H2（慢）

研究发现,在反应IsII中,H+仅对反应1有催化加速作用;反应I速率远大于反应11,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：

⑴一定条件下，反应UII的焙变分别为AH】、则该条件下水气变换反应的焙变AH=

（用含AH】、AH2的代数式表示）。

（2）反应I正反应速率方程为v=kc（H+）c（HCOOH）,k为反应速率常数。》温度下,HCOOH电离平衡常数

为（，当HCOOH平衡浓度为xmol-L-i时,H+浓度为molL】,此时反应I正反应速率v=

molLi-h-i（用含凡、x和k的代数式表示

（3仃2温度下，在密封石英管内完全充满1.0mol-L-iHCOOH水溶液，使HCOOH分解，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）。七时刻测得CO、

COz的浓度分别为0.70mol-L\0.16moLL〃;反应H达平衡时，测得出的浓度为ymol-L4体系达平衡

后喘=（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0.10moH/i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达浓度峰值时,CO?浓度（填"增大""减

小"或"不变"），襦赊的值（填"增大""减小"或"不变"

CQnCUUii）----------------------

答案⑴AH2-AH1

⑶竽黑a减小不变

''6y1-y

7.（2023湖南,16,14分）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。

I.苯乙烯的制备

（1）已知下列反应的热化学方程式：

①C6H5c2H5（g）+£（）2（g）.8CO2（g）+5H2O（g）AH】=-4386.9kj-mol-i

1

②C6H5CH=CH2(g)+1002(g)^8CO2(g)+4H2O(g)AH2=-4263.1kj-mol

@H2(g)+io2(g)==H2O(g)AH3=-241.8kj-mol-i

计算反应④C6Hse2H5@一C6H5CH=CH2（g）+H2（g）的AH4=kj-mol-i;

（2）在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%,欲将平衡

转化率提高至75%,需要向反应器中充入mol水蒸气作为稀释气（计算时忽略副反应）；

（3）在913K、100kPa下,以水蒸气作稀释气、Fe2（）3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下

两个副反应：

⑤C6H5c2H5(g)=C6H6(g)+CH2=CH2(g)

⑥C6H5c2H5(g)+H2(g)-C6H5cH3(g)+CH/g)

转化为目的产物所消耗乙苯的量

以上反应体系中,芳香煌产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S（S=x100%）随乙苯

已转化的乙苯总量

转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是，理由

是；

(4)关于本反应体系中催化剂FezOs的描述错误的是；

A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构

B.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率

C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能

D.改变FezOs颗粒大小不影响反应速率

II.苯乙烯的聚合

苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu(I)的配合物促进C6H5cH2X(引发剂,X表示卤

素)生成自由基C6H5cH2,实现苯乙烯可控聚合。

(5)引发剂C6H5cH2。、C6H5cH2Br、C6H5cH2I中活性最高的是;

(6)室温下，①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)z]+,其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数

为Ksp。由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为(所有方程式中计量系数

关系均为最简整数比)。

答案(1)+118

(2)5

(3)甲苯随着反应④进行,c(Hz)增大,导致反应⑥速率加快，甲苯的选择性提高

(4JBD

(5)C6HSCH2I

⑹KKp

8.(2023全国甲,28,15分)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：

(1)已知下列反应的热化学方程式：

①3。2闻^^=203®%AHi=285kj-mol-i

②2cH4(g)+O2(g)===2cH3OH。)K2AH2=-329kj-mol-i

反应③CH4（g）+03（g）—CH3OH（1）+O2（g）的AH3=灯moH,平衡常数K3=（用Ki、K2

表小)o

（2）电喷雾电离等方法得到的M+（Fe+、Co\Ni+等）与O3反应可得M0+。M0+与CH4反应能高选择性地

生成甲醇。分别在300K和310K下（其他反应条件相同）进行反应MO++CH4—M++CH3OH,结果如

下图所示。图中300K的曲线是（填"a"或"b"）。300K、60s时MO+的转化率为

（列出算式

0.7

Ar

•/—l

(.6

+.45

)w

+JJ

+(

wo2

Q)

J

Ar

/—wa

306090120150时间/s

（3）MO+分别与CH“、CD’反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示（两者历程相似,图中以CH,示

例

（i）步骤I和II中涉及氢原子成键变化的是（填"I"或"H"

（近）直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则M0+与CD’反应的能量变

化应为图中曲线（填"c"或"d"）。

（iii）MO+与CH2D2反应，知弋甲醇的产量CH2DODCHD20H（填">""="或若M0+与

CHD3反应，生成的气代甲醇有种。

答案(1)-307

(2)bl-10-oi

⑶(i)I(ii)c2

9.（2021山东,20,12分）2-甲氧基2甲基丁烷（TAME）常用作汽油添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇

与烯烛的液相反应制得,体系中同时存在如下反应：

反应I:△Hi

回答下列问题:

⑴反应I、LIII以物质的量分数表示的平衡常数L与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B

中相对稳定的是（用系统命名法命名）;貌的数值范围是（填标号）。

A.<-1B.-1-0C.0-1D.>1

（2）为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,测得TAME

的平衡转化率为a。

已知反应III的平衡常数％=9.0,则平衡体系中B的物质的量为mol,反应I的平衡常数

勺1=O

同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢味喃稀释，反应I的化学平衡将（填"正向移

动”"逆向移动"或"不移动"）；平衡时,A与CH30H物质的量浓度之比c（A）：c（CH30H户。

（3）为研究反应体系的动力学行为,向盛有四氢吠喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温

度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为（填

"X"或"Y"）;t=100s时，反应III的正反应速率v正逆反应速率v逆（填一或

0.16

0.12(100,0.112)

"V曲线X

0.08

0.04

0.011)曲线Y

0.00

0100200300400500600

答案(1)2-甲基-2-丁烯D(2)0.9a弊且逆向移动1：10(3)X<

真题全面练

题型1化学反应速率与反应机理

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。下列说法不正碉的是()

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.(2022辽宁,12,3分)某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2X⑸=Y(g)+2Z(g),有关

数据如下：

产物Z的平均生成速率/

时间段/min

mol-L-^min1

0〜20.20

0—40.15

0〜60.10

下列说法错误的是()

A.1min时,Z的浓度大于0.20mol-L1

B.2min时，加入0.20molZ,此时v正(Z)<v逆(Z)

C.3min时,Y的体积分数约为33.3%

D.5min时,X的物质的量为1.4mol

答案B

3.(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:2NH3(g)

催化剂

Nz(g)+3Hz(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

说法不吓碉的是()

时间

编/minc(NH3)/(10-3

020406080

号mol-L-i)表面积

/cm2

a2.402.001.601.200.80

a1.200.800.40X

③2a2.401.600.800.400.40

A.实验①,0〜20min,v(N2)=1.00xl0-5mol-L^min1

B.实验②,60min时处于平衡状态,xW0.40

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

4.（2022湖南,12,4分）（不定项）反应物（S）转化为产物（P或P2）的能量与反应进程的关系如下图所示:

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是（）

A.进程I是放热反应

B.平衡时P的产率:H>I

C.生成P的速率:川>11

D.进程IV中,Z没有催化作用

答案AD

5.（2021湖南,14,4分）（不定项）铁的配合物离子｛用[L—Fe—H]+表示｝催化某反应的一种反应机理和相

对能量的变化情况如图所示：

n

猿

丁

"\2

0.0

丁

+-31J.-22

H-42.

OU1T+J

O+OW-4J6

JH3+I

HO+O+

+OH3Z

3O+O

0HO-3

0JO+

3HO

H3H+T

HO

O

3

H

反应进程

下列说法错误的是（）

催化剂

A.该过程的总反应为HCOOHCO2t+H2t

B.H+浓度过大或者过小,均导致反应速率降低

C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化

D.该过程的总反应速率由II-III步骤决定

答案CD

6.（2020山东,14,4分）（不定项）13丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成

/H、

碳正离子（CH,&'RHD；第二步Br进攻碳正离子完成12加成或L4-加成。反应进程中的能量变化如

图所示。已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70：30和15：850下列说法

正确的是（）

能

旦

里

(1,2-加成产物)

CHCHBI-CH=CH,

CH=CH—CH=CH,3

'+HBr'^CH3CH=CHCH2Br

(1,4-加成产物)

反应进程

A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定

B.与0℃相比40℃时1,3-丁二烯的转化率增大

C.从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小

D.从0C升至40C,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度

答案AD

题型2图像信息的获取与使用

1.（2022江苏,13,3分）乙醇一水催化重整可获得H2O其主要反应为

C2H50H(g)+3H2O(g)^2CO2(g)+6H2(g)AH=173.3kj-mol-i

1

CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)AH=41.2kjmol

在1.0x105Pa、n始（C2H5OH）：n始（七0）=1：3时若仅考虑上述反应，平衡时CO?和CO的选择性及H2的

产率随温度的变化如图所示。

80

60

^

4

0

2

0

01()02003004005()()600700

77忙

%：*0）

CO的选择性=一焉——X100%

"/C02）+n（C。）

下列说法正确的是（）

A.图中曲线①表示平衡时上产率随温度的变化

B.升高温度,平衡时CO的选择性增大

C.一定温度下，增大n（C2HsOH）/n（H2。）可提高乙醇平衡转化率

D.一定温度下，加入CaO（s）或选用高效催化剂，均能提高平衡时出产率

答案B

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，原理如图1所示。反应①完成

之后，以N2为载气，将恒定组成的用、CH4混合气，以恒定流速通入反应器,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。反应过程中始终未检测到C02,在催化剂上检测到有积炭。下列

说法不乏碉的是（）

图1

图2

催化剂

A反应①为CaO+CO2-CaC03；反应②为Cag+CHdCaO+2CO+2H2

催化剂

B.ti~t3,n（Hz）比n（CO）多,且生成H2的速率不变,推测有副反应CH4C+2H2

C.t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率

D.t3之后，生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生

答案C

3.（2022广东,15,4分）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t

的部分变化曲线如图，则（）

t催化剂I

r

J4

・催化剂II

2

)u

3/无催化剂

024

Z/inin

A.无催化剂时,反应不能进行

B.与催化剂I相比,II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t的变化

D.使用催化剂I时,0〜2min内,v（X）=1.0mol-L^min1

答案D

4.（2021辽宁,12,3分）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。已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-i-min1

D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0mol-L-i时，半衰期为62.5min

答案B

5.（2021江苏,14,3分）NH3与02作用分别生成用、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中NH3可

通过催化氧化为N2除去。将一定比例NH3、02和此的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应

2n生成（即）

管,N%的转化率、此的选择性［一^nxlOO%］与温度的关系如图所示。下列说法正确的是（）

71总转化（NH。

/%

爵

?

/

g

N=

A.其他条件不变，升局温度,NH3的平衡转化率增大

B.其他条件不变，在175〜300c范围，随着温度的升高,出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大

C.催化氧化除去尾气中的N%应选择反应温度高于250℃

D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和用选择性高的催化剂

答案D

6.（2021河北13,4分）（不定项）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kic2（M）,反应②的速率可表示为

V2=kzC2（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6.67xlO-3mol-L-i-min-i

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

7.（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：

⑴根据图1数据计算反应加糖）+卯2值）——NH3（g）的AH=kj-mol-io

N(g)+3H(g)

茨3NH(g)+2H(g)

9—---------

N(g)+-H,(g)后

.1⑻%NH2(g)+H(g)

4N^)+tH^(g)J

图1能量转换关系

(i)N2(g)4-*^N2'

(II)N2*+*^^2N-

(iii)H2(g)+・-H2•

-i=

(IV)H2*+=F=2H'

(V)N'+H-^^NH-+-

（…）NH•一NH（g）+・

图2反应机理

（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,电*表示被吸

附于催化剂表面的N2）O判断上述反应机理中，速率控制步骤（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FesOQ使用前经小还原，生成a-Fe包裹的Fe304o已知a-Fe属于

立方晶系，晶胞参数a=287pm,密度为7.8g-cm3,则a-Fe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NA）。

（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

一种进料组成为孙2=0,75、久电=025,另一种为孙/0-675、xNz=0.225xxAr=0.10o（物质i的摩尔分

数:Xi=ni/n总）

0.40

-小弋-

0.30

—二t4

§0.20

0.10

0

5[)06007008009001000

77K图3

0.40

4A〜―

0.30

p产201日弋\\

§0.20

*

0.101[3

0

5[)06007008009001000

77K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O

③图3中，当p2=20MPa、%NH3=0.20时,氮气的转化率a=.该温度时，反应/2但）+|比值）=

NH3（g）的平衡常数除MPa」（化为最简式）。

答案⑴-45

（2）ii1个N2*分子变为2个N，的能垒最大，反应最慢，为速率控制步骤（Nz分子中2N键能大，解离为N原子所需能量最

多）

103

7.8X（287X10-）X/VA

⑶56

（4）①pi、P2、P3/P1<P2<P3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越大CNH3越大②图4

-V3

③33.3%—

OO

题型3化学反应能量与平衡的综合应用

1.（2022湖南,14,4分）（不定项）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反

应:2X（g）+Y（g）一Z（g）AH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如

图所示。下列说法正确的是（）

A.AH>0

B.气体的总物质的量:

C.a点平衡常数:K>12

D.反应速率:Va正<Vb正

答案BC

2.（2023全国乙,28,14分）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性

氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：

⑴在此气氛中,FeSCk7H2。的脱水热分解过程如图所示:

45.3%

38.8%

19.4%

05010015020025()300

温度人】

根据上述实验结果，可知x二—凶二—o

(2)已知下列热化学方程式：

FeSO4-7H2O(s)^=FeSO4(s)+7H2O(g)AH尸akj-mol-i

FeSO4,xH2O(s)^=FeSO4(s)+xH2O(g)AH2=bkj-mol1

FeSO4,yH2O(s)^—FeSO4(s)+yHzO(g)AHB=Ckj-mol1

贝！jFeSO4-7H2O(s)+FeSO4-yH2O(s)-----2(FeSO4-xH2O)(s)0<]AH=kJ・moH。

(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：

2FeSO4(s)-Fe2O3(s)4-SO2(g)+SO3(g)(I)

平衡时PSO3〜1的关系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压p总=kPa,平衡常数Kp(I)=

(kPa)2。KP(I)随反应温度升高而(填"增大""减小"或"不变")。

(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应2s03(g)=2sO2(g)+O2(g)(II),平衡时Po广(用

Pso3-PS。?表示)。在929K时,p总=84.6kPa,pSo3=35.7kPa很(Jpso2=kPa,Kp(II)=

kPa(列出计算式)。

答案(1)41(2)a+c-2b(3)3.02.25增大(4)驷警46.26264x气26z

435.7

3.(2023江苏,17,16分)空气中C02含量的控制和CO?资源利用具有重要意义。

(1)燃煤烟气中co2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。

KOH(aq)石灰乳一…：

,I,,I,,:,

含C02烟气悯

"吸收"后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方