2025年高考化学总复习分类训练：原理综合题-反应热+速率+平衡（解析卷）

4<65原理豫合曼——双法理+速率+平衡

1.【2023年山东卷】一定条件下，水气变换反应CO+H2OUCO2+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子反应：

I.HCOOHUCO+HQ（快）

II.HCCXDHCO2+H2（ft）

研究发现，在反应I、n中，H+仅对反应I有催加速作用；反应I速率远大于反应n,近似认为反应I

建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：

（1）一定条件下，反应I、II的焰变分别为△&、AH2,则该条件下水气变换反应的焰变AH=—（用含

AHP八兄的代数式表示）。

（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。工温度下，HCOOH电离

平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为xmoLLT时，H+浓度为mol-U1,此时反应I应速率v=_

mol.L，h-（用含Ka、x和k的代数式表示）-

（3）T3温度下，在密封石英管内完全充满LOmoLL-HCOOH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）。M时刻测得

CO、CO?的浓度分别为0.70mol-Ui（）.l6moi•「，反应H达平衡时，测得H2的浓度为ymol1-'。体系

c（CO）

达平衡后哈八（=—（用含y的代数式表示，下同），反应n的平衡常数为—O

相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有（HOmoLIJ4盐酸，则图示点a、b、c、d中，CO的浓度峰值

点可能是—（填标号）。与不同盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO?浓度（填“增大”“减小”或“不

c（CO）

变）c（岛5H）的反应___（填“增大”“减小”或“不变”）。

【答案】（1）AH2-AH1

（2）kxylKax

5-5y

(3)a减小不变

6y1-y

【解析】(I)根据盖斯定律，反应n-反应1=水气变换反应，故水气变换反应的焰变AH=AH2—

(2)T1温度时，HCOOH建立电离平衡：

HCOOHUHCOO+H+

平衡浓度(mol・I?)xc(HCOO)c(H+)

瑞卵,c(HC。。一)=c(H+),故c(H+尸盾。

v=kc(H+)-c(HCOOH)=%/不。

(3)h时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I达平衡状态。此时

_、

HCOOHCO+H2O

。时刻转化浓度(mol•E1)0.700.70

HCOOH--Xco+

2H2

1时刻转化浓度(mol•E1)0.160.160.16

-1kG一C(C°)_0.70_t而列一©由TT：大平

故ti时刻c(HCOOH)=1.0-0.70-0.16=0.14mol.L'K⑴-c(HCOOH)0,14°反应H达千

衡过程，

HCOOHUco+H2O

L时刻到反应II平衡

a

转化浓度(mol•I?)"

HCOOH?co

2+H2

L时刻到反应II平衡

bbb

转化浓度(mol・L」)

_1

则c(H2)=b+0.16=y,b=(y-0.16)mol-L,c(HCOOH)=0.14-a-b=0.3-a-y,c(CO)=a+0.7,K(I)=

c(CO)O.3-a-y<0.8-5yc(CO)0-8~5y+0.75-5y

(-ccm=,n7=§，a=。故gc、=6_______=二—，K(II)=

c(HCOOH)a+0.76c(CO,)-6y

c(CC>2)c(凡)6y2

c(HCOOH)-0.8-5y।07-l-y。

~6-,

加入O.lmoLL-i盐酸后，H+对反应I起催化作用，加快反应I的反应速率，缩短到达平衡所需时间，故

CO浓度峰值提前，由于时间缩短，反应H消耗的HCOOH减小，体系中HCOOH浓度增大，导致CO

浓度大于t!时刻的峰值，故c(CO)最有可能在a处达到峰值。此时c(CO2)会小于不含盐酸的浓度，

病c(C扁O)=K(I),温度不变，平衡常数不变，则孤c(CO血)的值不变,。

2.【2023年湖北卷】纳米碗CmHio是一种奇特的碗状共软体系。高温条件下，C^Hio可以由。4。凡。分子

经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的反应机理和能量变化

如下：

H2

C40H20C40Hl9,c40Hl8

过渡态3

150.8

过渡态2

过渡态1110.3

C40H18+H-+H2

70.9

20.7/

9.5

0.0C40Hl9+H2

C40Hl9,+H2

c40H20+H•

反应历程

回答下列问题:

(1)已知C40H中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJ-moL和298.0kTmo「，H-H键能为

436.0kJmor10估算C40H20(g)=C4oH|8(g)+H式g)的AH=kJmoF1。

(2)图示历程包含个基元反应，其中速率最慢的是第个。

(3)C^H］。纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为、。

(4)1200K时，假定体系内只有反应C4°H|2(g)=C40HK)(g)+H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即

1。乩2的初始压强)，平衡转化率为a,该反应的平衡常数/为(用平衡分压代替平衡浓度计

算，分压=总压x物质的量分数)。

⑸C4oH19(g)。C40H18(g)+H-(g)^C40H”(g)UC40H10(g)+H.(g)反应的山K(K为平衡常数)随温度倒

数的关系如图所示。已知本实验条件下，InK=黑+c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几

RT

乎平行，从结构的角度分析其原因是O

(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40HHi的反应速率的是(填标号)。

a.升高温度b.增大压强c.加入催化剂

【答案】⑴128

(2)33

(3)610

a2

(4)E

(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同

(6)a

【解析】(1)由C40H20和C4°H18的结构式和反应历程可以看出，c40H20中断裂了2根碳氢键，形成

-1=-1

了1根碳碳键，所以C40H2()(g)^40H18(g)+H2(g)的Xi—431x2—298—436kJ-mol+128kJ-mol,

故答案为：128；

(2)由反应历程可知，包含3个基元反应，分别为：CH+H.0d40Hlg+H,，

4020'40ly2

c40H19+H?Ud”HI9,+H2，C4„H19,+H2UCH18+H.+H2，其中第三个的活化能最大，反应速率最

慢，故答案为：3；3；

(3)由C40H2。的结构分析，可知其中含有1个五元环，10个六元环，每脱两个氢形成一个五元环，则

CMH。总共含有6个五元环，10个六元环，故答案为：6;10；

(4)1200K时，假定体系内只有反应C40Hl2(g)=C4。Hl()(g)+H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即

C4oMz的初始压强)，平衡转化率为a,设起始量为Imol,则根据信息列出三段式为

C40H12(g)。404()值)+H2(g)

起始量(mol)100

变化量(mol)aaa

平衡量(mol)\-aaa

1—QQQ01+।ct011+Ia

则P(C40H12)=P0x—,P(C40H10)=P0x—,P(H2)=Pox—,该反应的平衡常数K=-=

IICl1十CL1十Q.ACX.

fnX---------

°1+a

0.2Q2

P(CMH|2)=P0「，故答案为：P°「；

1—aa

(5)C40H19(g)UC4°H|3(g)+H•(g)及C40Hu(g)UC40HHi(g)+H-(g)反应的InK(K为平衡常数)随温度倒

AH

数的关系如图。图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据InK二器+c(R为理想气体常数，c

为截距)可知，斜率相等，则说明焰变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同，故答案

为：在反应过程中，断裂和形成的化学键相同；

(6)a.由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转化率反应速率也加

快，a符合题意；

b.由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了平衡转化率，b不符

合题意；

c.加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意；

故答案为：a。

3.【2023年广东卷】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Fe?+形成橙红色的配离子[FeR3『+,该配离子可被HNO3氧化成淡蓝色的配离子

①基态Fe?+的3d电子轨道表示式为o

2++3+

②完成反应的离子方程式：NO-+2[FeR3]+3H=+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〃町/.i:\2.5mol-LA3.0mol.I?的HNO3溶液进行了三组实验，得到c([FeR、『)随时间t的

变化曲线如图。

①c（HNO3）=3.0mol-L、L在0〜1min内，[FeR的平均消耗速率=

②下列有关说法中，正确的有o

c([FeR3r

B.[Fe&广平衡转化率：

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：tm>tn>t]

（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+LML给

ML+LML2K2

研究组配制了L起始浓度c°（L）=0.02molL\M与L起始浓度比c°（M）/Co（L）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L、ML、ML?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。

c(M)/c(L)

00S(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。

①Co（M）/Co（L）=a时，x=。

②c0（M）/c0（L）=b时，平衡浓度比%（ML2）:c¥（ML）=o

（4）研究组用吸收光谱法研究了（3）中M与L反应体系。当c°（L）=1.0xl05moi时，测得平衡时各物

种CY/C0（L）随c°（MyCo（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）。

3L0KL

0.40----------X

0.0

0.51c°(M)/c°(L)

3d

【答案］|||||I|I|I|IHNO2

(2)5xIO-5mol/(L?min)A、B

(3)0.363：4或0.75

(4)98%

3d

【解析】(1)①基态Fe2+的3d电子轨道表示式为||II।I।IAI।I；

②根据原子守恒可知离子方程式中需要增加HNO2o

(2)①浓度分另U为2.0mol-Ll、2.5mol-I?、3.0mol-L」的HN。3溶液，反应物浓度增加，反应速率增大，据此

可知三者对应的曲线分别为I、II、III；c(HNO3)=3.0mol-I?时，在0〜Imin内，观察图像可知

1

2+(l.S-l^xlO^mol-L

[FeR3]的平均消耗速率为=5x10-5mol/(L-min)；

Imin

②A.对于反应NO3+2[FeR3/+3H+BHNO2+2[FeR3/+H2O,加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移

动，[FeRs/含量增加，[FeR3r含量减小,增大，A正确;

《［FeRj")

B.HNO3浓度增加，[FeRs/转化率增加，故%>%>出,B正确；

C.观察图像可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，C错误;

D.硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故D错误;

故选ABo

(3)①Co(M)/c0(L)=a时，S(ML2)+S(ML)+S(L)=1,且S(ML2)=0.64,S(ML)<0.01得x=0.36；

②S(ML?)相比于S(ML)含有两个配体，则S(ML?)与S(ML)的浓度比应为S(ML?)相对峰面积S的一半

与S(ML)的相对峰面积S之比，即0%=3。

0.4~4

-61-61

(4)c0(M)=0.51c0(L)=5.1xlOmol-E；cY(ML)=cY(L)=O.4co(L)=4.0xIOmol-E,由L守恒可知

c平(ML)=

22

(M)=4.0x10-6mol-L1+1.Ox10-6mol-E1=5.0x10-6mol-L1；则M的转化率为100%a98%。

4.【2022年福建卷】异丙醇(C3HgO)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)

的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下:

1

I.C3H8O(g)^^C3H6(g)+H2O(g)AH1=+52kJ-mor

1

II.2c3H6(g)一^C6H12(g)AH2=-97kJ.moP

回答下列问题：

(1)已知2GHQ(g)+9O2(g)=6CC)2(g)+8H2O(g)AH=-3750kJ.mol1,则C3H$(g)燃烧生成CC^g)和

H2O(g)的热化学方程式为。

(2)在1350°。下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：

反应时间/g04812t20

H2°浓度/ppm024403200360040004100

①4~8(is内，v(C3HgO)=ppm-pis-1；

②t16(填或"=")o

(3)在恒温刚性密闭容器中，反应I、II均达到平衡的判据是(填标号)。

a.H2O(g)的分压不变b.混合气体密度不变

c.n(C3H6)=2n(C6H12)d.v正(H2O)=v逆(C3H8O)

(4)在一定条件下，若反应I、II的转化率分别为98%和40%,则丙烯的产率为

(5)下图为反应I、II达到平衡时IgQp与温度的关系曲线。

温度/℃

(已知：对于可逆反应aA(g)+bB(g)q^cC(g)+dD(g),任意时刻Qp=P：?P：2,式中p(X))表示物质

pa(A).pb(B)

x的分压)

①在350℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应I的的状态最有可能对应图中的点(填

“甲”“乙”或"丙”)，判断依据是O

②350℃时，在密闭容器中加入一定量的C3HQ,体系达到平衡后，测得C6H□的分压为xMPa,则水

蒸气的分压为MPa(用含x的代数式表示)。

1

【答案】(1)2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g)AH=-3854kJ-mol

(2)190>

(3)ad

(4)58.8%

(5)甲反应I平衡曲线为N,恒压时充入水蒸气，Qp>Kp(4+2x)

1

【解析】(1)设III2C3H8O(g)+9O2(g)=6CO2(g)+8H2O(g)AH=-3750kJ.mol,根据盖斯定律DI-2xI

得2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g)AH=-3854kJ-mol。

(2)①4〜811s内，v(H,CO=%"^"pp:mws-i=190pp:mws"，则v(C3H8O)=v(H2O)=190ppm^^s」；

8-4

②0〜4Pls、4〜8卬、8〜12即，△c(H2。)逐渐减小，说明反应速率减小，8〜12即内，Ac(H20)=400ppm,

12~1：2内，Ac(H20)=400ppm,贝！J即t>16。

(3)a.H2O的分压不变，则C3H6的分压也不变，反应1、II各组分分压不变，反应1、II均达到平衡，a

正确；

b.反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，

不能作为反应I、II均达到平衡的判据，b错误；

c.当n(C3H6)=2n(C6Hj时，反应不一定达到平衡，不能作为反应1、II均达到平衡的判据，c错误；

d.v正(H?O)=v逆(C3H8。)，说明正逆反应速率相等，反应I达平衡，各组分分压不变，C3H6的分压不

变，说明反应II也达平衡，d正确；

故选ado

(4)设C3H8。的物质的量为Imol,若ImolC3H8。完全反应，理论上生成ImolC3H6,因为反应I、II的

转化率分别为98%和40%,反应I生成lmolx98%=0.98molC3H6,反应II消耗了40%C3H6,则达平衡

时C3H6的物质的量为0.98molx(1-40%)=0.588mol,所以丙烯的产率为"幽㈣xl00%=58.8%。

Imol

(5)①反应i为气体体积增大的吸热反应，反应n为气体体积减小的放热反应，则升高温度，反应I正向

移动，&逐渐增大，反应II逆向移动，2逐渐减小，即反应I为平衡曲线为N,反应n平衡曲线为

M；在350℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，对于反应I而言，相当于增大生成物浓度，使得以>

即lg&增大，反应I的状态最有可能对应图中的甲；

②由图可知，350。(2时达平衡后，lgQp=O,则350℃时Kp=&=i,设水蒸气的平衡分压为aMPa,则反应

2c3H6(g)=C6H12(g)

&》，，，—一起始/MPaa0

II的c3H6起始分压为aMPa,对反应II列三段式有〜口

变化/MPa2xX

平衡/MPaa-2xX

解得a=(4+2x)MPao

5.【2022年上海卷】利用ALO3催化氮气合成氨气，并生成CO、凡等燃料气的方程式如下所示:

反应①：A12O3(S)+N2(g)+3CH4(g)=3co(g)+6区(g)+2AlN(s)

反应②：2AlN(s)+3H2O(g)UMO3(S)+2NH3(g)

(1)氮原子核外电子排布式为：。

(2)比较C、N、0原子的半径大小：0

(3)反应①的进程如图所示，则R和P2的大小为：o

<

髀

翘

算

W

H

O

(4)某一2L恒温恒容装置，反应前充入3moi甲烷，lOmin后，甲烷为1.2mol,求前lOmin氮气的反应

速率为：o

(5)写出反应①和反应②的总反应方程式：0

(6)这个制取氨气的方法和工业制取氨气相比，优点是：、0

【答案】(1)Is22s22P3

(2)C>N>0

(3)P|<。2

(4)0.03mol-L-'-min1

(5)N2(g)+3cH4(g)+3H2O(g)^^^2NH3(g)+3CO(g)+6H2(g)

(6)原料更易获取无需高压或对装置要求低、副产物可用于燃料

【解析】(1)氮原子核外有7个电子，其核外电子排布式为Is22s22P3。

(2)同周期主族元素的原子，随原子序数递增，原子半径逐渐减小，故原子半径C>N>O。

(3)反应①为气体体积增大的反应，其他条件不变，压强增大，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率降

低，根据图示，当温度不变时，A下CH4的平衡转化率大于0?下CH4的平衡转化率，则P1<P2。

榔

占

髀

题

详

S

K

O

温度

(4)根据反应①知，V(N2)=1V(CH4),根据题意知，

"(CHj=3moi1,2mol_md.L1min1,则？(2)=0.03mol-L1min-1„

2Lxl0min

(5)反应①+反应②可得总反应的方程式，化学方程式为

N2(g)+3CH4(g)+3H2O(g)、蠹、2NH3(g)+3CO(g)+6H2(g)o

(6)工业制取氨气需高温、高压，因此该方法的优点是原料更易获取，无需高压，对装置要求低，副产

物可用于燃料等。

6.【2022年山东卷】利用/丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢吹喃(THF)和

1-丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下:

-C/(g)+凡0值)

O+2凡、CHCHOH/、THF

922.

®'-2HI(g)

2CHCHOH

BL22

BD、CH3cH2cH2cH20H(g)+H2O(g)

反应

IBuOH

已知：①反应I为快速平衡，可认为不受慢反应n、III的影响；②因反应I在高压H2氛围下进行，故H?

压强近似等于总压。回答下列问题：

(1)以5.0xl(r3moiBL或BD为初始原料，在493K、3.0xl()3kPa的高压H2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

1

略副反应热效应，反应I焰变AH(493K,3.0*103kpa)=kJ.molo

(2)初始条件同上。Xj表示某物种i的物质的量与除H?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Kp=

kPa"(保留两位有效数字)。以BL为原料时，M时刻XH20=,BD产率=(保留

两位有效数字)。

3

⑶(XBD/XBL)1mx为达平衡时XBD与XBL的比值。(493X25x1()3]^)、(493K,3.5xlOkPa),

(513X25x1()3]^)三种条件下，以5.0x10-3molBL为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，

X/x

：七随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对反应速率的

X/X

lBDBL；max

影响。曲线A.B.c中，(XBD/XBL)1mx最大的是(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到

x/x

=L°所需时间更长,原因是_______O

(XBD/XBLJ1MX

【答案】(1)-200(X+Y)

(2)a或c8.3x10-80.0839%

(3)c由于b和c代表的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大反应H、III均是逆

x/x

向移动，(XBD/XBL)max增大，故[=L0所需时间更长

(XBD/XBL)max

【解析】

(1)依题意，结合已知信息，可推定在同温同压下，以同物质的量的BL或BD为初始原料，达到平衡时

的状态相同，两个平衡完全等效。则以5.0xl0-3mol的BL为原料，达到平衡时放出XkJ热量与同物质

的量的BD为原料达到平衡时吸收YkJ热量的能量二者能量差值为(X+Y)kJ,则Imol时二者能量差值

为200(X+Y)kJ,反应I为放热反应，因此焰变AH=-200(X+Y)kJ.mol\

(2)实验测定X<Y,则达到平衡时BD物质转化量大于BL物质转化量，平衡状态BD物质的量较小，根

据图示可知，表示xBL变化的曲线是a或c；该平衡状态下BL的分压是0.48x3.0xl()3kPa,BD的分

p(BD)

压是0.36x3.0xl03kPa,出的压强近似等于总压，故反应I平衡常数&=/、=

P(BL)・p(H2)

…Kpa-2=8.3xlO-8kPa-2以BL为原料时，根据题给反应I、II、III可知，体系总

0.48x3xl0Jx(3xl03)2;

物质的量的增加量正好是BD参与反应H、III的量，也正好是H2O(g)的物质的量，设ti时BL转化了

amoLBD转化了bmol,则体系总物质的量为(5.0xl(?3+b)mol,得到5.0x10：-a=0、

5.0x103+b

鬲%=。.36,求得a=|xQ、b$x-则口时刻此时BD的

a-b

产率为-----

5x10-3rxl00%»39%o

(3)依题意，反应I是正向放热过程，以BL为初始原料，温度升高则平衡逆向移动，温度越高，反应速

x/x

率越快，达到平衡时的时间越短，(XBD/XBL)max越小，1牛，的值越大；相同温度时，压强增

\XBD/XBL/max

大,BD的比重增大，(XUD/XBIX增大，又可忽略压强对反应速率的影响，则(XBD&BL)max最大即

（B：最小,对应曲线口由于b和C代表的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强

（XBD/XBL）max

x/x

BDBL

增大反应H、III均是逆向移动，（X/X）111ax增大，故/=1。所需时间更长。

（XBD/XBL）max

7.【2022年辽宁卷】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前己有三位科学家因其获得诺贝尔

111

奖，其反应为：N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)AH=-92.4kJ-molAS=-200J-K-mol

回答下列问题：

（1）合成氨反应在常温下（填“能”或“不能”）自发。

（2）温（填“高”或“低"，下同）有利于提高反应速率，___________温有利于提高平衡转化率,

综合考虑催化剂（铁触媒）活性等因素，工业常采用400-500℃。

针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。

（3）方案二：M-LiH复合催化剂。

上10000

•f10000

蟆000

-8000

・

C100C

UU6000

IW

'74000♦Fe-LiH

/10爵

M-Mn-LiH

®W2000

1-^-Cr-LiH,

与

回

赵

0.1以100150200250300350400温度/七

VCrMnFeCoNi催化剂

下列说法正确的是一

a.300℃时，复合催化剂比单一催化剂效率更高

b.同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率

c.温度越高，复合催化剂活性一定越高

ap1，

（4）某合成氨速率方程为：v=kc（N2）c（H2）.c（NH3）,根据表中数据，Y=,

c(M)c(Hjc(NHs)V

实验

mol•L1mol•L1mol-L1molU1s1

1mnPq

22mnP2q

3mnO.lp10q

4m2nP2.828q

在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为o

a.有利于平衡正向移动b.防止催化剂中毒c.提高正反应速率

(5)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原

子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为188g则M元素为(填元素符号)；在该化合

物中，M离子的价电子排布式为

【答案】(1)能

(2)高低

(3)a

(4)-1a

(5)Fe3d6

【解析】

(1)氨的分离对反应速率的影响；从反应速率方程可以推知，当以丽,)降低时，v增大。注意由于反应

速率方程通常由实验测定，其中v应指净反应速率，即唾-惰，因此在其他条件一定时，分离氨气是

通过降低逆反应速率，从而提高净反应速率。

(2)&(”)6・(34)2中，氢元素化合价的判断：由于电负性N>H>B,因此N/中H显+1价，BH；

中H元素的化合价为-1价；(3)中根据图像进行判断，利用控制变量法进行分析；(4)利用实验对

比，注意选择对比实验室，选择控制变量，找变量；(5)利用晶胞密度计算公式计算元素的相对原子

质量，根据元素相对原子质量进行判断元素；

(1)对于合成氨反应，常温下，

AG=AW-7AS=-92AkJ-mol1-298Kx(—0.2/K'-mor1)=-32.8V-mo/1<0,故合成氨反应在常

温下能自发进行；

(2)其他条件一定时，升高温度，可以提供更高的能量，使活化分子百分数增大，反应速率加快；合成

氨反应是放热反应，要提高平衡转化率，即使反应平衡正向移动，应降低温度；故答案为：高、低；

(3)由题图可知，300。。时，复合催化剂催化时合成氨反应的反应速率比单-催化剂催化时大很多，说明

300℃时复合催化剂比单-催化剂效率更高，a正确；同温同压下，复合催化剂能提高反应速率，但不

能使平衡发生移动，故不能提高氨的平衡产率，b错误；温度过高，复合催化剂可能会失去活性，催

化效率反而降低，c错误；故选a；

(4)将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①口:上!!!”.!？中，，③

10q=k-ma-np.(0.1p)\可得y=T。合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c(N4)，生成

物浓度下降，平衡向正反应方向移动，但不会提高正反应速率，a正确，c错误；反应主产物即氨不能

使催化剂中毒，b错误。

（5）由图可知，“■哦表M（N“3）6,“O”代表飒，面心立方最密堆积的晶胞中，“■”处于8个

顶角和6个面心，则每个晶胞中含“■”的个数为8X"+6X；=4,8个“O”均处于晶胞内部，则

和“0”的个数之比为4:8=1:2,故该晶体的化学式为M（N&）6・（84）2；又知该化合物的

摩尔质量为188g・moL,则有Mr（M）+17x6+15x2=188,解得Mr（M）=56,故M元素为既。化合

物注（”）6・（3"4）2中，V?3整体为。价，由订中B为+3价，H为-1价，则既为+2价，基态Fe原

子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失老4s轨道上的2个电子得到&2+,故&②+的价电子排布式为

3d6。

8.（2021•湖北真题）丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制

备。

1

反应I（直接脱氢）：C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）AHi=+125kJ-mol-

1

反应II（氧化脱氢）：C3H8（g）+102（g）=C3H6（g）+H2O（g）AH2=-11SkJ-mol

（1）已知键能：E（C—H）=416kJ-moH,E（H—H）=436kJ-moE,由此计算生成Imol碳碳兀键放出的能量为

—kJ。

（2）对于反应I,总压恒定为lOOkPa,在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体（N2不参与反应），从平

衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是—。在温度为T1时，C3H8的平衡转化率与通入气

体中C3H8的物质的量分数的关系如图a所示，计算Ti时反应I的平衡常数Kp=_kPa（以分压表示，分

压=总压x物质的量分数，保留一位小数）。

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