化学反应原理综合大题-2024年高考化学总复习(原卷版)

必练19化学反应原理综合大题

1.(2023・广东高考真题)配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。

(1)某有机物R能与Fe2+形成橙红色的配离子[FeR3p+,该配离子可被HNO3氧化成淡蓝色的配离子[FeR3p+。

①基态Fe2+的3d电子轨道表示式为o

2++3+

②完成反应的离子方程式：NO3+2[FeR3]+3HU+2[FeR3]+H2O

(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。

用浓度分别为2.0、2.5、3.0Inol•L的HNO3溶液进行了三组实验，得到c([FeR3[2+)随时间t的变化曲线如图。

①c(HNC)3)=3.0mol•尸时，在0〜1min内，[FeR3】2+的平均消耗速率

=O

②下列有关说法中，正确的有O

A.平衡后加水稀释，零需J+增大

c([FeR3])

B.[FeR3p+平衡转化率：ani>an>a/

C.三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小

D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：

(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡:

M+LUML/

ML+LUML2K2

研究组配制了L起始浓度c0(L尸0.02mol-Z；i、M与L起始浓度比布⑷/的⑷不同的系列溶液，反应平衡后

测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种ML、ML2中的化学位移不同，该特征H对应

吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。

c0(M)/c0(L)S(L)S(ML)S(ML2)

01.0000

aX<0.010.64

b<0.010.400.60

【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“<0.01”表示未检测到。

①c()(M)/co(L)=a时，x=。

②Co(M)/co(L)=b时，平衡浓度比c£ML2):c/(ML)=。

(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当Co(L)=1.0x10-5mol.L时，测得平衡时各

物种c/co(L)随a(M)/c0(L)的变化曲线如图。

Co(M)/co(L)=O.51时，计算M的平衡转化率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。

，(M)/q(L)

2.(2023•全国高考新课标理综)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;N2(g)+；H2(g尸NH3®的kJ.mol1«

N(g)+3H(g)

(i)N2(g)+*^N2*

g6'、(ii)N*+*^^2N*

NH(g)+2H(g)2

2(iii)H2(g)+*^H2*

N(g)+|H(g)A

2(iv)H*+*^2H*

NH?(g)+H(g)2

(v)N*+H*^^NH*+*

电学上切专NH式g)

(••,)NH3*^^NH3(g)+*

图1能量转换关系图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，N2*表示被吸附于

催化剂表面的N2)。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Fes。/使用前经H2还原，生成a-Fe包裹的FesO”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

数的值为心)。

(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下图所示。其中

一种进料组成为XH,=0.75、XN2=0.25,另一种为Xu?=0.675、xNj=0.225.XAr=0.10。(物质i的摩尔分数：Xj=—)

77K77K

图3图4

①图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是o

②进料组成中含有惰性气体Ar的图是

③图3中，当p2=20MPa、*啊=0.20时，氮气的转化率a=。该温度时，反应;N2(g)+：H2(g)UNH3(g)

的平衡常数Kp=(MPa尸(化为最简式)。

3.(2022.广东高考真题)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CnCh可由(NH4)2Cr2O7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：(NH4)2Cr2O7=Cr2O3++.

②Cr^Os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(列式表示)。

③Crq3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线(用“一”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o

(2)K?Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：

(i)Ci-2Ot(aq)+H,O(l)2HCrO；(aq)=3.0x10"(25℃)

(ii)HCrO；(aq)=CrO：(aq)+H-(aq)=3.3xl0-7(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c2（HCrOj与c（CrQ；］的比值保持不变

c(CrOj)

②25℃时，0.1Omol-L-'KjCr.O,溶液中1g随pH的变化关系如图。当pH=9.00时,设Cr2O;-、HCrO；

c(Cr2O；j

与CrO『的平衡浓度分别为x、y、zmol-L1,则x、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）。

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（彳）有关；在一定波长范围内，最大A对

应的波长（4Q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（ii）平衡的影响，配制浓度相同、pH不同的KzCr?。?稀溶液，测得其A随彳的变化

曲线如图，波长4、4和4中，与CrOj的4ax最接近的是；溶液pH从a变到b的过程中,

c(H+)-c2(CrOt)

的值..（填“增大”“减小”或“不变”）.

-<Cr2O^)-

4.（2021・广东高考真题）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CCh重整是CCk

利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:

a)CH4(g)+CO2(g)U2CO(g)+2H2(g)AHi

b)CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)AH2

c)CH4(g)UC(s)+2H2(g)Aft

d)2C0(g)UCO2(g)+C(s)AH4

e)CO(g)+H2(g)UH2O(g)+C(s)AH5

(1)根据盖斯定律，反应a的(写出一个代数式即可)。

(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有0

A.增大CO?与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加

B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动

C.加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率

D.降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小

(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正

反应活化能最大。

(4)设为相对压力平衡常数，其表达式写法：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)除以必(po=lOOkPa)。反应a、c、e的InK；随义(温度的倒数)的变化

如图所示。

.16

£

0

-8

-16

0.8A1.21.6

yXlO^K1

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为K；=o

③在图中A点对应温度下、原料组成为〃(CO2):〃(CH4)=1:1、初始总压为lOOkPa的恒容密闭容器中进行反应，

体系达到平衡时H2的分压为40kPa„计算CH4的平衡转化率，写出计算过程0

(5)CC)2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：

5.(2023・潮州二模)合成氨反应N2(g)+3H2(g)U2NH3(g)是目前最有效的工业固氮方法，解决数亿人口生

存问题。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题：

(DlmolN2分子中兀键数目为________NA，合成氨反应的热化学方程式为

(2)对总反应速率影响较大的步骤的的化学方程式为

(3)在t。口压强为0.9MPa条件下，向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体，体系中气体的含量与时

间变化关系如图所示:

“min

①反应20min达到平衡，试求0-20min内氨气的平均反应速率vCN%)=MPa-min-1,该反应的

%=—(用数字表达式表示)。(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压x物质的量分数)

②以下叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是。

a.氨气的体积分数保持不变b.容器中氢氮比保持不变

c.N2和N%平均反应速率之比为1：2d.气体密度保持不变

③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时H2的含量符合图中点(填"d”、"e”、"F

或“g”)。

(4)NH3可在Pt-HY催化剂表面消除氮氧化物等大气污染物，

研究表明，在Pt-HY催化剂中，Pt表面上形成的NH3以NEU+的形式被储存。随后在HY载体上，NH】与NO

和。2产生N2，该反应的离子方程式为。(已知该反应的NO和。2物质的量之比为1：1。

(5)利用催化剂通过电化学反应在室温下合成氨的原理如图所示，该装置中阴极的电极反应式为

6.(2023•大湾区二模)高纯硅用途广泛，SiHCb是制备高纯硅的主要原料，制备SiHCb主要有以下工艺。

I.热氢化法：在1200~1400℃、0.2~0.4MPa条件下，比和SiCL在热氢化炉内反应。

(1)请写出该反应的化学方程式。

(2)已知热氢化法制SiHCb有两种反应路径，反应进程如图所示，该过程更优的路径是(填“a”或"b”)。

£---路径a

S一—路径b二、

|，一、\

I//J

；/f_iSiHCl3

SiCl4

反应进程

n.氯氢化法：反应原理为Si(s)+3HCl(g)USiHCl3(g)+H2(g)AW<0=

(3)在恒温恒容条件下，该反应达到化学平衡状态，下列说法正确的是

A.HC1、SiHCb和H2的物质的量浓度之比为3:1:1

B.向体系中充入HC1,反应速率增大，平衡常数增大

C.向反应体系充入惰性气体，平衡不发生移动

D.移除部分SiHCb，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动

Ill.冷氢化法：在一定条件下发生如下反应

i.3SiCl4(g)+Si(s)+2H2(g)U4SiHCl3(g)AH.

ii.2SiHCl3(g)USiH2Cl2(g)+SiCl4(g)AH2

iii.SiHCl3(g)+H2(g)USi(s)+3HCl(g)AW3

(4)在催化剂作用下，反应ii中温度和SiHCb转化率关系如图所示，200min时，353K条件下SiHCb转化率

较高，其原因可能是(写出一种)。

100200300400

Z/min

(5)反应i进行的同时还会发生反应ivo

iv.SiCl4(g)+Si(s)+2H2(g)U2SiH2Cl2(g)AH4

AH4=(写出代数式)

(6)已知反应i和反应iv的压强平衡常数的负对数随着温度的变化如图所示。

-IgKp

4

3

2

1

①反应i、iv中，属于放热反应的是.(填序号)。

②某温度下，保持压强为12MPa的某恒压密闭容器中，起始时加入足量Si,通入8molSiCQ和6molH2,

假设只发生反应i和反应iv,反应达到平衡后，测得SiCL转化率为50%,n(SiHCl3):n(SiH2Cl2)=2:1,该

温度下的反应i压强平衡常数/=(已知压强平衡常数的表达式为各气体物质的平衡分压替代物质的

量浓度，气体的分压等于其物质的量分数乘以总压强)。

(7)高纯硅的用途广泛，请写出基于其物理性质的一种用途：o

7.(2023•东莞市上学期期末教学质量检查)探究硫及其化合物的转化，有重要的现实意义。如将H?S、SO?等

污染物吸收和转化是保护环境和资源利用的有效措施。

(1)H2s高温裂解转化为H2和硫蒸气：2H2s(g)U2H2(g)+S2(g)△小

①=kJ/mol(用“a、b、c”表示)。

化学键S=SH-SH-H

键能/(kJ/mol)abc

②在恒温恒容密闭容器中，不能说明该反应已达平衡状态的是(填字母)=

A.混合气体的密度不再改变B.容器中总压强不再改变

C.2vI(H2S)=vifi(S2)D.喘詈不再改变

(2)为研究烟气中SO2、NO2的变化，一定条件下向密闭容器中充入等物质的量的SO2和NO?，发生反应:

SO2(g)+NO2(g)NO(g)+SO3(g)AH=-41.8kJ/mol»不同温度和投料量下，测得平衡时压强对数

lgp(SC)3)和lgP(NC>2)的关系，如图所示。

①A4(填“〉”或“〈”)。

②温度72时，平衡常数Kp为。(Kp为以平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)

③a、b两点体系总压强pa与Pb的比值为。

(3)已知0(+)/0(-)表示氧化还原反应的还原/氧化半反应电极电势，电势差E=0(+)-0(-)越大，反应的

自发程度越大，如反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu的E=<p(Cu2+/Cu)-<p(Zn2+/Zn)o

①含硫微粒各电对的电极电势与产物浓度的关系如图所示，将体系中自发程度最大的反应记为i,反应i

的离子方程式为

②写出SC>2的一项用途o

8.(2023•佛山二模)工业利用N2、出催化合成氨实现了人类“向空气中要面包”的梦想。

(1)原料气(含N2、H2、CO)中的CO能被催化剂吸附，需经过铜氨液处理除去，反应为：

++

[CU(NH3)2]+C0+NH3U[CU(NH3)3CO]NH<0„

①除去原料气中CO的理由是o

②为提高co吸收率，应选择的条件为o

A.IWJ温IWJ压B.IWJ温低压C.低温IWJ压D.低温低压

③[CU(NH3)3C0]+中的配体为

(2)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的物种用*标注。

过渡态1

一

」

。E

.

f

w

啾

混

玄

箕

①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为。合成氨反应：

|N2(g)+|H2(g)UNH3Q)的=kJ.moF】(用图中字母表示)。

②铁催化合成氨时N2与Hz需吸附在催化剂表面活性位点进行反应，由合成氨反应的速率方程u=k-C(N2)-

35(比)-cT(NH3)(k为速率常数)可知，C(NH3)越大，反应速率越小。原因是O

(3)反应N2(g)+3H2(g)U2NH3(g)的标准平衡常数可表达为：Ke=其中评为标准压强(O.IMPa),

PNH3、PN2和p比分别为各组分的平衡分压(分压=总压x物质的量分数)。若N2和H2起始物质的量之比为1:3,

反应在恒温、恒压(lOMPa)下进行，平衡时N2转化率为50%,则(写出计算过程，结果保

留两位有效数字)。

9.(2023•广州二模)CH4和CO2重整制取合成气CO和H2,在减少温室气体排放的同时，可充分利用碳资源。

该重整工艺主要涉及以下反应：

反应a：CH4(g)+CO2(g)#2CO(g)+2H2(g)>0

反应b：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AW2>0

反应c：CH4©UC(s)+2Hz(g)>0

反应d：2CO(g)UC(s)+CO2(g)<0

(1)重整时往反应体系中通入一定量的水蒸气，可在消除积碳的同时生成水煤气，反应为C(s)+比。色)U

CO(g)+H2(g),该反应的△反=(写出一个代数式)。

⑵关于CH4和CO2重整，下列说法正确的是_(填编号)。

A.CH的物质的量保持不变时，反应体系达到平衡状态

B.恒容时通入N2增大压强，CO2的平衡转化率减小

C.加入反应c的催化剂，该反应的平衡常数K增大

D.达到平衡后，降低反应温度，反应d的"正>〃逆

(3)一定压强下，按照n(CH4):n(CC»2)=2:l投料，CR和CO2重整反应达到平衡时各组分的物质的量分数随温

度的变化如图所示

500700900

温度/℃

①图中曲线m、n分别表示物质、的变化(选填“H2”“CO”或“CO?”)。

②700℃后，C(s)的物质的量分数随温度升高而增大的原因是=

③某温度下体系中不存在积碳，CH4和H2O的物质的量分数分别是0.50、0.04,该温度下甲烷的平衡转化率

为,反应b的平衡常数K=(列出计算式)。

10.(2023•广州一模)乙醇可以通过部分氧化制氢气，涉及的相关反应方程式如下：

a)C2H50H(g)UCH4(g)+CO(g)+H2(g)AH]

b)2CH4(g)+3O2(g)U2GO(g)+4H2O(g)AH2

c)CO(g)+H2O(g)UCO2(g)+H2(g)AH3

d)CH4(g)+H2O(g)UCO(g)+3H2(g)AH4

⑴若发生反应C2H50H(g)+；C)2(g)U2co(g)+3H2(g)AH5,可提高乙醇中氢原子的利用率，反应的

AH5=(用代数式表示)。

(2)用平衡分压代替平衡浓度时，平衡常数可表示为Kp,各反应的lg4随温度的变化如图1所示。

①以上反应中，属于吸热反应的有（填字母）。

②平衡常数大于1。5时可认为反应完全，则1500K时，反应完全进行的有（填字母）。

（3）恒压条件下往反应容器中通入2.0molC2H50H和少量。2,平衡时体系中各物质（CH4、&、CO、CO2>H20）

的物质的量分数随温度的变化如图2所示。

①图中表示CO的曲线为o（填"m”或"n”）。

②下列说法正确的是（填编号）。

A.当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态

B.温度升高，反应的v正增大，v减减小

C.达到平衡时分离出部分H2。，反应c的平衡常数增大

D.加入稀有气体，重新达到平衡时H2的物质的量增加

③「K下达到平衡时C2H50H和。2均反应完全，CH4>比和H2O的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12,则

平衡时H2的物质的量为mol,反应c的平衡常数K=0

11.（2023•惠州第三次调研）运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。

1

（1）生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C（s）+H2O（g）H2（g）+CO（g）AH=+131.3kJmol,

AS=+133.7Jmol-1K1,该反应在低温下（“能”或“不能”）自发进行。

（2）已知在400℃时，N2（g）+3H2（g）U2NH3（g）的4=0.5。相关化学键键能数据为

化学键

键能E(kJ-moF1)

回答下列问题：①在400℃时，2NH3Q）UN2（g）+3H2（g的K2=（填数值），AH==

②400℃时，在1L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、丛、NH3的物质的量分别为4moh

2mol、4mol,则此时反应。正（N2）。逆（N2）（填或“不能确定”）。

③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氤气，则合成氨反应的平衡（填“向左”“向右”或“不”）移动;

使用催化剂（填“增大”“减小”或“不改变”）反应的AH。

（3）氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为N2（g）+3H2（g）U

2NH3（g）,在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、比分别为（Mmol、0.3mol时，平衡后混合

物中氨的体积分数3）如图所示。

B(250,66.7)

300350

①其中，Pl、P2和P3由大到小的顺序是

②若在250℃、pi为105pa的条件下，反应达到平衡，此时B点N2的分压「（、）为Pa（分压=总压文物

质的量分数，保留一位小数）。

12.（2023•惠州市下学期一模）汽车尾气的污染不容忽视，对汽车尾气中污染气体NO和CO的转化是研究热

点。

I.汽车尾气中的NO对人体健康有严重危害，一种新技术用H2还原NO的反应原理为：

2H2（g）+2N0（g）UN2（g）+2H2O（g）AH<0。该反应的能量变化过程如图：

2N(g)ckJ-rnol-；^

L*20(g)-q

2H2(g).”丁-；4H(g)—

(1)△//=KJ•mo—（用图中字母a、b、c、d表示）。

II.已知反应：2NO(g)+2CO(g)UN2(g)+2CC)2(g)AH=—746.5kJ-mori可以有效转化汽车尾气。在密

闭容器中充入2moic0和2moiNO,平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示:

(2)充分反应达到平衡后，放出的热量Q746.5kJ(选填“大于”、“小于”、“等于")

(3)据图分析可知，T]£(选填“大于”、“小于”、“等于)反应平衡后，改变以下条件能使速率和两

种污染气体转化率都增大的是(填标号)。

A.压缩容器体积B.升高温度C.恒压充入氨气D.加入催化剂

(4)反应在D点达到平衡后，若此时降低温度，同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，D点会向A〜

G点中的..点方向移动。

(5)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化率的影响。将NO和CO按物质的量1:1,以一定的流速通过两种不

同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如

图所示:

①温度低于200℃时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是

②a点脱氮率小于对应温度下的平衡脱氮率，原因是

③450℃时，平衡脱氮率为50%,压强恒为P,贝|Kp=.(Kp为以分压表示的平衡常数，用含P的代

数式表示)。

13.(2023•江门上学期联考)NO、NO2是空气中的污染物，将NO、NO?转化为N?(g)是化学工作者的重要研

究课题。回答下列问题:

-1

(1)已知：反应I.2NO(g)=N2(g)+O2(g)AH；=xkJ-mol；

-1

反应II.CO2(g)=CO(g)+|02(g)AHn=ykJ-mol；

反应III.2N0(g)+O2(g)U2NO2(g)AWffl

反应W.2NC)2(g)+4CO(g)U4co2(g)+N2(g)AWIV=zkJ-moL。

则△//[[[=_______kJ-mol-1o(用含x、y、z的代数式表示)。

⑵研究表明反应III的反应历程如图1所示。

①已知：a<b<c»图1中第一步反应的逆反应的活化能为kJ飞。—(用含a、b、c、的代数式表

示)。

②对于基元反应xX(g)+yY(g尸zZ(g),其速率方程为v正=k正c，(X)•。丫(丫)、v逆=若用心正、七逆、

七正、七逆分别表示图1中两步反应的速率常数，则第二步的平衡常数为(用含/正、七逆的代数式

表示)；第一步反应快速达到平衡，近似认为第二步反应不影响第一步反应，则反应III的速率方程

:[用含《正、七逆、修正、c(NO)及c(C)2)的代数式表示]。

(3)向恒压反应器中充入一定比例的NO(g)、C)2(g)混合气体仅发生反应UI.在相同催化剂、相同时间，不同温

度下的NO(g)的转化率及该温度下的平衡转化率如图2所示。

N

O

W

避

去

榭

％、

①VA(填或“="，下同)VB，AWmOo

②测得VF〈VD，原因是o

③C点转化率最高的原因是。

14.(2023・江门一模)绿水青山就是金山银山。燃烧煤的烟气含有SO2和N(X，直接排放会造成环境污染,

排放前需要进行处理。试回答下列问题：

(1)某实验小组设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0kJ-mol」、283.0kJ.mol1,试写出

CO还原SO2生成CO2和S(s)的热化学方程式o

(2)采用Na2sCh溶液吸收法处理SO2,25℃时用ImolL-i的Na2sCh溶液吸收SO2，当溶液pH=7时，溶液中

8

各离子浓度的大小关系为0(己知25℃时：H2sCh的电离常数K”=L3xlO-2,^fl2=6.2xl0-)

(3)采用NaCICh溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。在脱硫、脱硝过程中，反应器中一直维持下

列条件：温度为298K,pH=12,NaCICh溶液浓度为5x104101.171。通入含有SO2和NO的烟气，则反应一

段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

离子

so亍soi-NO3NO2cr

c/(mol-L-1)8.35x10"6.87x1O-61.5x10-41.2x10-53.4X10-3

在不同温度下，NaCICh溶液脱硫、脱硝的反应中，S02和NO的平衡分压pe如图所示。

①写出NaCICh溶液脱硫过程中主要反应的离子方程式。脱硫、脱硝反应的0(填

②已知脱硝主要反应为；4NO+3C1O2+4OH=4NO3+3C1+2H2O0由实验结果可知，脱硫反应速率大于脱硝

反应速率，原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是(写出其中一个原因)。欲提

高烟气中NO的脱硝反应速率，可以采用的措施是(写出其中一条措施)。

③脱硝主要反应的平衡表达式为：K=4,二(N柴方其中pe(NO)为平衡分压。结合题目信息，

34r

Pe(N0)xc(C102)xc(0H)

计算298K时脱硫过程主要反应的化学平衡常数：K=(只列算式代入数据，不作运算)

(4)如果采用Ca(ClC)2)2替代NaCICh，能得到更好的烟气脱硫效果，其原因是。

15.(2023・揭阳上学期期末)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢

只发生反应I、反应n。反应如下：

反应I.CH4(g)+H2O(g)#CO(g)+3H2(g)AHj=+206kJmol

反应II.CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)AH2=+165kJmol

回答下列问题：

(1)反应m.CO(g)+H2O(g)UCO2(g)+H2(g)的A“3=kJmol一】；若在一定温度下容积固定的密

闭容器中进行该反应，则可以同时提高CO平衡转化率和化学反应速率的措施是=

(2)某研究小组模拟工业生产，利用甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢。向容积为2L的恒容密闭容器中，投

入物质的量相等的甲烷和水蒸气。

①若在7=900℃条件下，反应达到平衡时CH4的转化率为70%,则平衡时容器内的压强与起始压强之比为

(填最简整数比)。

②若甲烷和水蒸气的物质的量均为1mol,反应10min后体系到达①中的平衡状态，则0~10min内CH4的

化学反应速率为=

③为了能够提高一定时间内甲烷的转化率，同时提高反应I的选择性，可以改变的条件是o

④其他条件相同时，在不同催化剂(A、B、C)作用下，反应相同时之间，CH4的转化率随反应温度的变化如

图所示。a点(填“是”或“不是")化学平衡状态。

95

»

?85

S

I

。75

(3)在恒温、恒压(总压为po)条件下，若甲烷和水蒸气的物质的量均为1mol,反应达平衡时，CH4(g)的转化

率为a,CQ©的物质的量为bmol,则反应I的平衡常数勺＞(用含a、b、po的式子表示，Kp为分压

平衡常数)。

16.(2023・茂名二模)二氧化碳催化加氢直接合成二甲醛(DME)既可以实现碳减排又可以得到重要的有机原

料，对于保证经济的高速发展和实现长期可持续发展战略均具有重要意义，其中涉及的反应有：

-1

(i)CO2(g)+3H2(g)WCH30H(g)+H2O(g)=akJ-mol

-1

(ii)2cH30H(g)UCH30cH3(g)+H2O(g)AH2=bkJ-mol

1

(iii)CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)AW3=ckJ-moF

已知：生成物A的选择性S=A物质含子的■数*A)X100%

n(CC)2)转化

回答下列问题：

(l)2CO2(g)+6H2(g)UCH30cH3(g)+3H2。®的AH4=kJ-moL(用含a、b或c的代数式表

示)。

(2)反应i、ii、iii的吉布斯自由能随温度变化如图，下列说法正确的是

A.常温下，反应i、ii、道均能自发

B.410K时，反应i和反应出的反应速率相等

C.温度升高，CH30H的选择性提高，CO的选择性降低

D.提高二甲醛产率的关键是寻找对甲醇具有高选择性的催化剂

⑶在3.0MPa下，研究人员在体积固定的容器中充入4mol%和lmolCO2发生反应，CO2的平衡转化率和生

成物的选择性随温度变化如图(不考虑其他因素影响)。

100-

80-

60-

40-

20-

0-।ii1।।।।

220260300340

①A“30(填“〉”或“<”)O

②若在220℃下，平衡时n(H2(D)=,计算反应2cH30H(g)UCH30cH3(g)+比0®在220℃下

的平衡常数(写出计算过程，结果保留三位有效数字)。

③当其他条件不变，压强为4.0MPa、温度为260℃时，图中点(填“A”、"B”、“C"或D”)可表示

二甲醛的选择性。

(4)在Cu/ZnO/ZrC)2基催化剂下发生反应，机理如图：

H2O

CH3OH

该机理表示的是反应___________(填“i"、“ii”或“iii”)的反应过程。写出转化③的反应方程式

17.(2023・茂名一模)乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷脱氢制乙烯的相关反应如下:

-1

反应I：C2H6（g）UC2H4（g）+H2（g）AHX=+137kJ-mol

-1

反应II：CO2(g)+H2(g)#CO(g)+H2O(g)AH2=+41kJ-mol

(1)反应C2H6(g)+CO2(g)UC2H4(g)+CO(g)+心。值)的AH3=kJ-mo-。

(2)以C2H6和N2的混合气体为起始投料(N2不参与反应)，保持混合气体总物质的量不变，在恒容的容器中对

反应I进行研究。下列说法正确的是o

A.升高温度，正、逆反应速率同时增大

B.C2H6、c2H4和H2的物质的量相等时，反应达到平衡状态

C.增加起始投料时C2H6的体积分数，单位体积的活化分子数增加

D.增加起始投料时C2H6的体积分数，C2H6平衡转化率增大

(3)科研人员研究催化剂对乙烷无氧脱氢的影响

①在一定条件下，Zn/ZSM-5催化乙烷脱氢转化为乙烯的反应历程如图所示，该历程的各步反应中，生成

下列物质速率最慢的是o

反应进程

A.C2H6*B.Zn-C2H5C.QH4D.H2

②用Co基催化剂研究C2H6催化脱氢，该催化剂对C-H键和C-C键的断裂均有高活性，易形成碳单质。一

定温度下，Co基催化剂在短时间内会失活，其失活的原因是o

(4)在923K和催化剂条件下，向体积固定的容器中充入l.OmolC2H6与一定量CO2发生反应(忽略反应I和反应

凝

求

*

2

岷

舞

翘

生

①图中曲线c表示的物质为CO,表示C2H6的曲线为(填“a”或"b”)，判断依据是0

②当平整=1.5时，平衡时体系压强为P,计算反应I的平衡常数Kp(写出计算过程，结果保留2

位有效数字；对于aA(g)UbB(g),4=耨，P(B)=^P总)。

18.(2023梅州二模)除去废水中Cr(VI)的方法有多种。请按要求回答下列问题。

(1)室温下，含Cr(VI)的微粒在水溶液中存在如下平衡：

+

H2CrO4(aq)HH(aq)+HCrO[(aq)AHt

+

HCrO；(aq)HH(aq)+CrOQ(aq)AH2

2HCrO；(aq)UCr2O^(aq)+H2O(1)AH3

①室温下，反应2CrO『(aq)+2H+(aq)UC4O厂(aq)+”0(1)的AH=(用含AH〉或A%的代

数式表示)。

②基态C,+核外电子排布式为o

③室温下，初始浓度为l.Omol•L-i的NazCrCU溶液中(SO丈)随c(H+)的变化如图所示。

1.0

根据A点数据计算反应2CrO『+2H+UCr2Of+比0的K=,下列关于该反应的说法不正确的

是O

A.加水稀释，平衡右移，K值增大

B.若达到A点的时间为5s,则v(CrO/)=O.lmol-L-1-s-1

C.若升高温度，溶液中CrO广的平衡转化率减小，则该反应的AH>0

(2)NaHSC)3与熟石灰除Cr(VI)法：向酸性废水中加入NaHSC)3，再加入熟石灰，使Cr3+沉淀。

①实验中的NaHSO3作用是。

②Cr(III)在水溶液中的存在形态分布如图所示。当p