2025届高考化学三轮冲刺考前押题卷-化学反应速率与化学平衡 含答案

2025届高三化学三轮复习考前押题卷--化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡1．（2024秋•米东区期末）丙烯是重要的有机化工原料，其用量仅次于乙烯。可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备丙烯。直接脱氢：反应ⅰ.C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH1；氧化脱氢：反应ⅱ.2C3H8（g）+O2（g）⇌2C3H6（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣236kJ•mol﹣1。回答下列问题：（1）已知反应2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）ΔH3＝﹣483.6kJ•mol﹣1，则ΔH1＝kJ•mol﹣1。（2）已知部分化学键的键能数据如表所示，由反应ii计算得H—O的键能是kJ•mol﹣1。化学键C—CC—HH—HC＝CO＝O键能/（kJ•mol﹣1）348413436615496（3）丙烷直接脱氢制丙烯时，若恒温恒压条件下向反应i体系中通入N2，则C3H8（g）的平衡转化率将（填“增大”“减小”或“不变”），原因是。一定条件下，向总压为100kPa的恒压容器中充入物质的量之比为1：1的C3H8（g）和N2的混合气体发生反应i，测得反应相同时间内C3H6（g）产率与温度的关系如图1所示。在425℃之后随温度升高而产率降低的原因可能是；若425℃时反应iC3H6（g）的平衡产率为40%，则该温度下反应i的平衡常数Kp＝kPa（结果保留两位小数，Kp为用平衡时各气体分压代替气体浓度表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。（4）一定条件下，向密闭容器中通入一定量的C3H8（g）和O2（g）的混合气体，使之发生反应ⅱ，相同时间内测得C3H8（g）的转化率和C3H6（g）的产率随温度变化的关系如图2所示。随着温度升高，C3H6（g）的产率与C3H8（g）的转化率差距增大的原因为。（5）研究人员利用CO2的弱氧化性，开发了CO2氧化丙烷脱氢制丙烯的新工艺，与O2氧化丙烷脱氢制丙烯相比，新工艺优点是。2．（2025•如皋市模拟）CO2的转化是实现“碳中和”的有效途径。（1）CO2催化加氢合成甲醇（反应Ⅰ）中伴随反应Ⅱ的发生：反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）反应Ⅱ：CO2（g）+2H2（g）＝CH2O（g）+H2O（g）恒压时，CO2和H2起始量一定的条件下，在分子筛膜反应器中反应，该分子筛膜能选择性分离出H2O（g）。①使用分子筛膜的目的是。②将反应后的气体以一定流速通过含Cu+修饰的吸附剂，分离其中的CH3OH（g）和CH2O（g），Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键。测得两种气体的出口浓度（c）与进口浓度（c0）之比随时间变化关系如图1所示。20～40min，CH3OH（g）浓度比增大而CH2O（g）浓度比几乎为0的原因是。（2）CO2与CH4重整可以制取CO和H2。1.01×105Pa下，将n起始（CO2）：n起始（CH4）＝1：1的混合气体置于密闭容器中，发生如下反应：反应Ⅲ：CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）；ΔH＝246.5kJ•mol﹣1反应Ⅳ：H2（g）+CO2（g）＝CO（g）+H2O（g）；ΔH＝41.2kJ•mol﹣1反应Ⅴ：2CO（g）＝CO2（g）+C（s）；ΔH＝﹣172.5kJ•mol﹣1不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图2所示。500～800℃范围内，CO2的平衡转化率低于CH4的原因是。（3）一种金属氧化物（用MR表示）催化CO2与环氧丙烷（）反应制碳酸酯X反应机理如图所示。已知CO2中的碳氧键可以被催化剂中具有较强给电子能力的活性中心的电子进攻而活化断裂。图3①碳酸酯X的结构简式为。②MgO活化催化CO2的能力强于Al2O3的原因是。3．（2024秋•广州期末）氨是重要的化工产品，我国目前氨的生产能力位居世界首位。Ⅰ.工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）（1）根据图1数据，计算合成氨N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的ΔH＝kJ•mol﹣1。（2）下列关于合成氨说法正确的是。A.该反应的ΔS＜0B.液化分离产物NH3，可提高原料转化率C.使用铁触媒做催化剂，可同时降低反应的活化能和反应热D.降温、高压、使用催化剂都有利于提高NH3的平衡产率（3）在不同压强下，按照n（N2）：n（H2）＝1：3进料，反应达到平衡时氨的物质的量分数x与温度的计算结果如图2所示，则p120MPa（填“＞”或“＜”），理由是。Ⅱ.合成氨原料气H2的制备甲烷催化重整制氢可用于制备氢能，其主要反应是CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）。向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，测得CH4的平衡转化率按不同投料比x(x=n(C（4）该反应的ΔH0。（填“＞”或“＜”）。（5）a、b、c三点对应的平衡常数的大小关系是。（6）900K的条件下，往1L刚性密闭容器中充入0.2molCH4和1.0molH2O进行反应，t1min时，容器内n（H2）＝0.3mol，则CH4的反应速率＝mol•L﹣1•min﹣1（用含t1的计算式表示），通过计算判断此时反应是否达到平衡？（已知，900K时该反应平衡常数为1.2）。4．（2025•南阳模拟）氨是重要的化工产品和化工原料。回答下列问题：（1）工业合成氨的原料气包括N2、H2。传统合成氨工业中，H2来源于化石燃料的综合利用。如甲烷的重整反应（重整反应时伴随积碳副反应）：重整反应：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）ΔH1积碳副反应：Ⅰ.2CO（g）⇌CO2（g）+C（s）ΔH2＝﹣172kJ•mol﹣1Ⅱ.CH4（g）⇌C（s）+2H2（g）ΔH3＝+75kJ•mol﹣1①重整反应的焓变ΔH1＝，若该反应正反应的活化能为E1、逆反应的活化能为E2，则E1（填“＞”“＜”或“＝”）E2。②在恒压密闭容器中按起始投料比n(CH甲表示的物质是（填化学式），温度低于400℃时积碳很少，但实际生产却采用高于400℃的温度，原因可能是。（2）我国学者采用Cu﹣Mn合金催化剂，以N2、H2为原料，电催化制备NH3，其阴极反应式为N2+6e﹣+6H+═2NH3，则阳极反应式为。（3）在恒压（akPa）密闭容器中通入3molH2和1molN2，一定条件下发生反应：3H2（g）+N2（g）⇌2NH3（g），达到平衡时，测得H2转化率为50%。该合成氨反应的压强平衡常数Kp＝kPa﹣2（用含a的代数式表示，Kp为用分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。（4）浙江大学学者开发了一种集成聚苯胺（PANI）与Cu催化剂的分子电极，能高效地将NO3−还原为NH3，该过程既能处理污水，又能生产氨。已知某电极上产物X的法拉第效率（FE）：FE（X）=生成X转移的电子数5．（2025•湖北二模）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气中普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：（1）已知：一定温度下，由元素的最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。物质SO2（g）H2S（g）S（s，正交晶）S（s，单斜品）H2O（g）O2（g）摩尔生成焓/（kJ•mol﹣1）﹣296.8﹣20.300.33﹣241.80反应2H2S（g）+SO2（g）═3S（3S（s，正交晶）+2H2O（g）ΔH＝kJ•mol﹣1。该反应在（填“高温”“低温”或“任意温度”）下能自发进行。（2）H2S可发生分解反应[2H2S（g）⇌S2（g）+2H2（g）ΔH＞0]。压强恒定为100kPa时，不同温度下，在进料气（H2S和N2）中H2S的体积分数不同的条件下，发生硫化氢的分解反应，对H2S分解平衡转化率的影响如图所示。则T1、T2和T3由大到小的顺序为；H2S的体积分数越大，H2S分解平衡转化率越小的原因是。（3）工业上可用甲烷处理硫化氢制备氢气，发生反应CH4（g）+2H2S（g）⇌CS2（g）+4H2（g）ΔH＞0。①向某恒温恒容密闭容器中充入一定量的H2S和CH4发生上述反应。下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是（填标号）。A.混合气体的平均相对分子质量不再变化B.2v正（H2S）＝v逆（CS2）C.混合气体密度不再发生变化D.H2的体积分数不再改变②温度为T℃，压强恒定为20MPa时，向密闭容器中按n（CH4）：n（H2S）：n（N2）＝3：3：2通入气体，发生上述反应，10min后反应达到平衡状态，此时CS2（g）H2S（g）的分压相同，则0～10min内H2的压强变化率为MPa•min﹣1，反应CH4（g）+2H2S（g）⇌CS2（g）+4H2（g）的Kp＝MPa2。6．（2025•滁州一模）我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中CO2的含量，以CO2为原料制备甲烷、戊烷和甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应：主反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）Δ副反应：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）Δ（1）已知：CO2（g）+CH4（g）═2CO（g）+2H2（g）ΔH3，则ΔH3＝。（2）向体积相同的容器中加入1molCO2（g）和2molH2（g）（假设只发生主反应），其中甲为绝热恒容，乙为恒温恒容，两容器中压强（Pa）随时间变化曲线如图：①甲容器中，从开始到a点压强增大的原因是。②乙容器中，从开始到b点，用CO2分压变化表示的反应速率为Pa•s﹣1（用含p的表达式表示，分压＝总压x物质的量分数）。③c点对应的平衡常数（填“大于”“小于”或“等于”）d点对应的平衡常数。（3）500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4molCO2CO2和12molH2，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得c(H2O)=5mol⋅L−1，体系压强为34p则平衡时CH4（4）以CO2催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为3CH3OH（g）⇌C3H6（g）+3H2O（g）。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式Rlnk=−EaT+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数）。则该反应的活化能Ea＝7．（2025•济宁模拟）苯胺是制造药物的原料，硝基苯加氢制苯胺产率较高，相关反应如下：Ⅰ.C6H5—NO2（l）+2H2（g）⇌C6H5—NHOH（l）+H2O（l）ΔH＝﹣150.7kJ/mol（快）Ⅱ.C6H5—NHOH（l）+H2（g）⇌C6H5—NH2（l）+H2O（l）ΔH＝﹣95.0kJ/mol（慢）（1）硝基苯与氢气反应生成苯胺：Ⅲ.C6H5—NO2（l）+3H2（g）⇌C6H5—NH2（l）+2H2O（l）ΔH＝kJ/mol。（2）室温下，向含有1L0.1mol/L硝基苯的甲醇溶液的刚性容器中加催化剂，通入H2并保持p（H2）＝0.18MPa。反应过程中硝基苯转化率、苯基羟胺和苯胺的选择性（S）随反应时间变化如图所示：已知：S（苯胺）＝[n生成（苯胺）/n消耗（硝基苯）]×100%。图中代表S（苯胺）的曲线为，提高硝基苯的平衡转化率，可采取的措施，0﹣34min内v（苯胺）＝；120min时已达平衡，忽略溶液体积变化，该温度下反应Ⅱ的平衡常数K＝mol/L/MPa（氢气的浓度可用氢气的压强代替）。（3）相同投料下，298K下硝基苯平衡转化率随压强的变化关系、0.18MPa下硝基苯平衡转化率随温度的变化关系如图所示，图中对应等压曲线的是，a、b、c、d四个点中，处于相同化学平衡状态的点是。8．（2025•菏泽一模）TiCl4用于制备海绵钛和钛白粉。一定条件下，可利用金红石（TiO2）、C和Cl2反应制得，涉及主要反应如下：Ⅰ.TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）⇌TiCl4（g）+2CO（g）ΔⅡ.TiO2（s）+2Cl2（g）+C（s）⇌TiCl4（g）+CO2（g）ΔⅢ.C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）ΔH3回答下列问题：（1）ΔH3＝kJ•mol﹣1。（2）若在100kPa下，足量的TiO2、C和Cl2发生上述反应，达到平衡后，气相中TiCl4、CO和CO2摩尔分数随温度的变化关系如图所示。结合图分析，实际生产中反应温度选择800～1000℃的原因是。200℃时，若向平衡体系中通入少量Cl2，TiO2氯化反应的化学平衡将（填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”），Cl2的平衡转化率（填“增大”“减小”或“不变”）。1200℃时，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝kPa。（3）一定条件下，若向15L恒容容器中加入5molTiO2与15mol碳粉，通入10molCl2发生上述反应，不同时间测得混合体系内各物理量见下表：t/min10203040n（Cl2）/mol62.511n（C）/mol121099p（CO）：p（CO2）2：11：11：11：1已知起始总压强为6MPa，10min时，体系总压强为MPa；0～20min内，用TiCl4压强变化表示的化学反应速率v＝MPa•min﹣1。9．（2024秋•汉中期末）人类走进科技时代之后，工业以及人类活动排放出的二氧化碳，成为了破坏生态环境的主要力量，而将CO2转化为其他能源并利用，是我国能源领域的一个重要战略方向。在CO2与H2催化合成甲醇（CH3OH）的体系中，同时存在以下反应：反应ⅰ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+40kJ/mol反应ⅱ：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH2＝﹣80kJ/mol反应ⅲ：CO2与H2在物质的量1：3时合成CH3OH（g）和H2O（g）ΔH3（1）写出反应ⅲ的热化学方程式；若要反应iii正向自发进行，（填“高温”或“低温”）更有利。（2）某温度下，将1molCO2和3molH2充入容积不变的1L密闭容器中，初始总压为8MPa，只发生反应ⅲ，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：时间/h12345P后/P前0.920.850.790.750.75①用CO2表示前2h的平均反应速率v（CO2）＝mol•L﹣1•h﹣1。②该条件下的分压平衡常数为Kp（MPa）﹣2（结果用分数表示，用平衡分压代替平衡浓度计算Kp，分压＝总压×物质的量分数）。（3）①对于反应i：v＝v正﹣v逆＝k正•c（CO2）•c（H2）﹣k逆•c（CO）•c（H2O），其中k正、k逆分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度，k逆k正②对于反应ⅱ：恒温恒容下，反应达到平衡后，若要提高甲醇的平衡产率同时加快反应速率，可采取的措施是。A．充入氦气B．加入催化剂C．充入氢气D．及时分离甲醇（4）初始压强为10MPa时，向恒容的密闭容器中加入1molCO2和3molH2发生上述三个反应，达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示（图中Y代表的物质为CH3OH）。已知：CO2的平衡转化率：α(CO2)=①图中X代表的物质为（填化学式）。②270℃时，甲醇的选择性为。10．（2024秋•邢台期末）CO（NH2）2是一种重要的化工产品和常用氮肥。工业上，用CO2和NH3制备尿素，总反应分为两个基元反应：反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）⇌H2NCOONH4（s）K1Δ反应Ⅱ：NH2COONH4（s）⇌CO（NH2）2（s）+H2O（g）K2Δ回答下列问题：（1）若反应Ⅱ正反应的活化能为akJ•mol﹣1，则其逆反应的活化能为（用含a的代数式表示）kJ•mol﹣1。合成尿素总反应2NH3（g）+CO2（g）⇌CO（NH2）2（s）+H2O（g）的平衡常数为（用含K1、K2的代数式表示）。（2）T℃下，在密闭容器中按不同进料比充入NH3（g）和CO2（g）进行反应2NH3（g）+CO2（g）⇌CO（NH2）2（s）+H2O（g），实验测得CO2（g）的平衡转化率与压强（kPa）和氨碳比[m=n(N①图中压强由低到高的顺序为，判断的依据是。②T℃下，m＝2.0时的用分压表示反应2NH3（g）+CO2（g）⇌CO（NH2）2（s）+H2O（g）的平衡常数为（用含p2的代数式表示）（kPa）﹣2。③保持压强不变，若向A点的平衡体系中通入一定量的氦气，平衡将向（填“正”或“逆”）反应方向移动，重新达到平衡后，分压p（CO2）将（填“增大”“减小”或“不变”）。11．（2024秋•蓝田县期末）回答下列问题：（1）①若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2molN2的和0.6molH2的，在一定条件下发生反应：N2+3H2⇌2NH3ΔH＜0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得2NH3的物质的量为0.2mol。则平衡时H2的转化率为。②平衡后，若要提高H2的转化率，可以采取的措施有。A．加了催化剂B．增大容器体积C．降低反应体系的温度D．加入一定量N2③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是（填序号字母）。A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1：3：2B．v（N2）正＝3v（H2）逆C．容器内压强保持不变D．混合气体的密度保持不变（2）化学反应的焓变通常用实验进行测定：实验测得，标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量，试写出表示甲烷燃烧的热化学方程式：。（3）砷（As）是第四周期VA族元素，可以形As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4成等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：①画出砷的原子结构示意图。②工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式。该反应需要在加压下进行，原因是。③已知：As（s）+32H2（g）+2O2（g）＝H3AsO4H2（g）+12O2（g）＝H22As（s）+52O2（g）＝As2O5则反应的As2O5（s）+3H2O（l）＝2H3AsO4（s）ΔH＝。12．（2024秋•定西期末）含硒小分子通过清除活性氧显示出良好的抗氧化活性，在工业生产中具有重要的应用。（1）已知H2(g)+Se(s)=H2Se(g)ΔH1=+30kJ⋅mol−1，H2的燃烧热为ΔH2＝﹣285.8kJ•mol﹣1，则2H（2）298K时，向10mLamol•L﹣1Na2SeO4溶液中，加入10mLamol•L﹣1FeSO4溶液、10mL6amol•L﹣1盐酸，发生反应SeO42−①下列说法能判断反应达到平衡状态的是（填标号）。A．溶液中铁元素质量不改变B．c(SeC．溶液的pH不再变化D．消耗3gH+的同时消耗27gH2O②298K时，0～t1min内，v（Fe3+）＝mol•L﹣1•min﹣1（用含y、t1的式子表示），p点时的v逆（填“＞”“＜”或“＝”）q点时的v正。③其他条件不变，平衡后加水稀释，则达到新的平衡时，SeO42−（3）吸入和吞食BaSeO4对人体有害，BaSeO4能转化为BaSeO4：BaSeO4(s)+SO42−(aq)⇌BaSO4(s)+SeO42−(aq)，25℃时，该反应的化学平衡常数K＝（保留1位小数，已知该条件下BaSeO4的Ksp=3.5×10−8，BaSeO13．（2024秋•和平区期末）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ.CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣49.5kJ•mol﹣1Ⅱ.CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH2＝﹣90.4kJ•mol﹣1Ⅲ.CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH3回答下列问题：（1）ΔH3kJ•mol﹣1（2）为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为（填标号）。a.低温、高压b.高温、低压c.低温、低压d.高温、高压（3）不同压强下，按照n（CO2）：n（H2）＝1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图（填“甲”或“乙”）；压强P1、P2、P3由大到小的顺序为；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是。（4）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入2molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH（g）为mmol，CO为nmol，此时H2O（g）的浓度为mol•L﹣1（用含m、n、V的代数式表示，下同），反应Ⅲ的平衡常数为。14．（2024秋•红桥区期末）二甲醚（CH3OCH3）是一种洁净液体燃料，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3制备二甲醚在催化反应室中（压强：2.0～10.0MPa，温度：230～280℃）进行下列反应：反应i：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH1＝﹣99kJ•mol﹣1反应ⅱ：2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣23.5kJ•mol﹣1（1）①在该条件下，若反应1的起始浓度分别为c（CO）＝1.2mol•L﹣1，c（H2）＝2.8mol•L﹣1，8min后CO的转化率为40%，则8min内CO的平均化学反应速率为。②针对反应i进行研究，在容积可变的密闭容器中，充入nmolCO和2nmolH2进行反应。在不同压强下（P1、P2），反应达到平衡时，测得CO平衡转化率α（CO）与温度的变化如图所示，图中X代表（填“温度”或“压强”）。容器的容积：a点b点（填“＞”“＜”或“＝”）。（2）在t℃时，反应Ⅱ的平衡常数K＝400，写出该反应的平衡常数的表达式K＝，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下表，此时刻反应Ⅱ的v（正）v（逆）（填“＞”“＜”或“＝”）。物质CH3OHCH3OCH3H2Oc/（mol•L﹣1）0.051.01.0（3）在使用催化剂、压强为5.0MPa、反应时间为10分钟的条件下，通过反应ⅰ、ⅱ制备CH3OCH3，结果如图所示，260﹣280℃之间，随着温度升高，CO转化率降低而CH3OCH3产率升高的原因可能是。（4）3CO（g）+3H2（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）ΔH3利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用反应的ΔH。15．（2024秋•青岛期末）硫磺具有杀菌消毒作用，可用于防治病虫害。回答下列问题：Ⅰ.古代通常以黄铁矿和木炭为原料，通入适量空气加热制备硫磺。反应为3FeS2（s）+2C（s）+3O2（g）△¯3S2（g）+Fe3O4（1）该反应自发进行的条件为（填标号）。A.不自发B.任意温度C.低温D.高温（2）下列关于该反应的说法正确的是（填标号）。A.加入木炭可与氧气反应为该反应提供能量B.为使黄铁矿充分反应，需鼓入过量空气C.此反应条件下，Fe3O4的稳定性高于Fe2O3D.生成3.2gS2，转移电子的物质的量为0.1molⅡ.将上述反应所得气体回收S2后，所得的尾气中含有CO和SO2。将尾气进行处理发生如下两个反应：反应①2SO2（g）+4CO（g）⇌S2（g）+4CO2（g）ΔH1＜0反应②SO2（g）+3CO（g）⇌cos（g）+2CO2（g）ΔH2＜0已知300﹣700℃时，SO2的平衡转化率接近100%。不改变其它条件，S2、COS的平衡产率和12min时S2产率随温度的变化如图。（3）12min时S2产率高于平衡产率，说明两个反应的活化能关系为①②（填“＞”、“＜”或“＝”），理由为。（4）300﹣700℃时，温度升高S2平衡产率增大，分析其原因为。（5）700℃S2的产率在12min时达最大值，在图中画出S2产率在0～40min随时间变化曲线。Ⅲ.t℃时，将一定量S2（g）通入一固定容积的密闭容器中部分转化为Sa（g），初始容器内压强为1.0×105Pa达平衡时容器内压强变为4.0×104Pa。（6）t℃时，该反应的平衡常数Ks为（用各物质的摩尔分数表示）。16．（2024秋•丰台区期末）氯气是一种重要的化工原料，可采用不同的方法制备。（1）方法一：软锰矿（主要成分为MnO2）和浓盐酸在加热条件下可制得氯气，反应的化学方程式为。（2）方法二：氯化氢可催化氧化制氯气。一定条件下，使用CuCl2作催化剂，催化过程如下：2CuCl2（s）═2CuCl（s）+Cl2（g）Δ2CuCl（s）+O2（g）＝2CuO（s）+Cl2（g）ΔCuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g）Δ①氯化氢催化氧化制氯气的热化学方程式为。②一定容积的密闭容器中，在L一定时，HCl平衡转化率分别随X和进料比[c(HCl)c(O2)]的变化关系如图所示，其中L（L1ⅰ.X代表的物理量是，L1、L2、L3的关系从大到小为。ⅱ.在一定温度和压强下，选择进料比为1.0～2.0，其原因是。ⅲ.若HCl的初始浓度为c0mol⋅L（3）方法三：电解氯化氢制氯气，示意图如图。向电解后的阴极电解液中通入空气，可实现阴极电解液的再生，结合离子方程式解释再生的原理。17．（2025•浙江模拟）氮氧化物的超标排放会造成酸雨和臭氧空洞等环保问题、处理氮氧化物的工艺主要包括选择性非催化还原法（SNCR）和选择性催化还原法（SCR）。（1）CH4—SNCR还原法：相关的主要反应如下，无催化剂时，温度高于1000℃时才能发生。Ⅰ.CH4（g）+4NO2（g）⇌CO2（g）+2H2O（g）+4NO（g）ΔⅡ.CH4（g）+2NO2（g）⇌CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）ΔH2＝﹣859kJ/molⅢ.CH4（g）+4NO（g）⇌CO2（g）+2H2O（g）+2N2（g）Δ①反应Ⅱ在（选填“低温”、“高温”、“任意温度”）下自发进行，②下列说法正确的是。A.ΔH3＜ΔH1B.密闭容器中，当混合气体密度不变时，可说明该反应体系已经达到平衡C.恒温、恒压条件下，达平衡后的体系中通入Ar，平衡Ⅲ不移动D.其他条件不变，缩小容器体积时，NO2的平衡转化率减小③某研究小组，在2L密闭容器中通入1.00molCH4和2.00molNO仅发生反应Ⅲ，在3MPa和一定温度下测得NO的物质的量与反应时间关系如表：反应时间t/min0246810NO物质的量/mol2.001.200.800.600.500.50该温度下的压强平衡常数Kp＝（用分压表示，分压＝物质的量分数×总压）。（2）H2—SCR法：主要涉及以下三个反应，Ⅳ.2NO+4H2+O2═N2+4H2OⅤ.2NO+3H2+O2═N2O+3H2OⅥ.O2+2H2═2H2O①科学家用原位漫反射红外结合质谱研究了Pd基催化剂上N2O的生成，其基元反应为：NO+NO═N2O+*（*表示吸附态）：研究表明还可能通过NOH+的分解产生N2O，写出此基元反应的化学方程式。②以Pt为催化剂，研究H2＝SCR法中温度改变对脱氮效果的影响。研究表明，在指定时间段内N2体积分数与反应温度关系如图（实验时其它初始条件均相同且催化剂不失活）。请解释曲线如图所示变化的原因。（3）电解法：用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸，电解装置如图所示。阳极的电极反应式为。18．（2025•烟台一模）CO2催化加氢转化为CH3OH既能响应国家的“双碳”目标，又能缓解能源紧缺。该过程主要发生下列反应：Ⅰ.CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1Ⅱ.CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH2Ⅲ.CO2（g）+3H2⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0回答下列问题：（1）反应Ⅰ、Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数lnK1与温度T的变化关系如图所示。据图判断ΔH3ΔA.＜﹣1B.﹣1～0C.0～1D.＞1（2）3MPa下，以进气流量4.5mmol•min﹣1n（CO2）：n（H2）＝1：3持续通过装有0.5g催化剂的反应管中（仅发生上述反应1、Ⅱ）。经相同时间测得CO2的转化率[a（CO2）]每CH3OH的选择性[S（CH3OH）]及CH3OH的时空收率[Y（CH3OH）]随温度（T）的变化关系如图：已知：①S(C②Y(C①该条件下，合成CH3OH的最佳温度是，图中代表S（CH3OH）随温度变化的曲线是。280℃后，曲线b快速下降的可能原因是。②280℃时，CO的选择性为，若Y（CH3OH）为4.95mmol•h﹣1•g﹣1，则a（CO2）＝（列出计算式即可）。③一定条件下，将进气流量改为0.04mmol•min﹣1（此流量下的转化率可近似认为平衡转化率），测得出气流量为0.038mmol•min﹣1，a（CO2）为50%，此时反应1的平衡常数Kp＝。19．（2025•日照一模）CO2加氢制甲醚的反应原理：2CO2（g）+6H（g）⇌CH3OCH3（g）+3H2O（g）ΔH其分步反应及副反应如下：Ⅰ：CO2（g）+BH2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣49.4kJ•mol﹣1Ⅱ：2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣23.4kJ•mol﹣1ΔS2＜0Ⅲ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH3＝+41.1kJ•mol﹣1回答下列问题：（1）ΔH＝kJ•mol﹣1，上述反应的ΔG随温度的变化如图，其中表示反应Ⅲ的ΔG随温度的变化曲线是（填a、b或c）。（2）在4.0MPa条件下，将1molCO2、3molH2通入反应器发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，测得CO2平衡转化率、CH3OH产率与温度的关系如图所示。已知：X产率=n(X)n理论(X)×100%，N理论（x）表示CO2完全转化为X时对应生成X的物质的量，X表示CH3①表示CH3OH产率的曲线是（填m或n）。②250℃，测得平衡体系中H2O的物质的量为0.3mol，则甲醚的产率为，该温度下反应Ⅱ的Kp＝。③240℃～280℃温度范围内，甲醚的选择性随温度升高而（填“增大”、“减小”或“不变”）。已知：甲醚的选择性=生成甲醚所消耗C210℃～240℃温度范围内，随温度升高n曲线对应的量逐渐增大的原因是。20．（2024秋•无锡期末）CO2的分离回收和资源化利用具有重要意义。Ⅰ．CO2的分离回收乙醇胺类水溶液对CO2气体具有优良的吸收性能。在20～40℃条件下，单乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐，升温至较高温度可实现吸收剂的再生。在吸收过程中，部分单乙醇胺会与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐，对设备有强腐蚀性。N—甲基二乙醇胺[（CH3）N（CH2CH2OH）2]水溶液吸收CO2时，生成氨基碳酸氢盐，较低温度即可实现吸收剂再生。（1）单乙醇胺水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐的反应是（填“吸热”或“放热”）反应。（2）利用20%单乙醇胺水溶液吸收CO2，测得高于40℃时，单乙醇胺水溶液吸收CO2的吸收率随温度升高呈现下降趋势，其主要原因是。（3）单乙醇胺与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐，该过程分两步进行：HOCH其中第①步反应类型为。（4）与N—甲基二乙醇胺相比，单乙醇胺作为CO2吸收剂的缺点是。Ⅱ．CO2的资源化利用某研究团队使用催化二氧化碳加氢制甲醇。（5）反应选择性研究。将一定比例CO2和H2的混合气体匀速通过装有Ni—Co/γ﹣Al2O3催化剂的反应器，测得CO2的转化率和产物的选择性随流动时间的变化如图﹣1所示，催化剂表面反应随流动时间的变化示意图如图﹣2所示，甲醇选择性发生变化的原因是。（6）反应机理研究。中间体*CHOOH转化为中间体*CHO是反应的决速步骤，表面氢或活性氢参与反应过程中的能量变化和部分中间体结构示意图分别如图﹣3和图﹣4所示。更有利于反应进行的氢为（填“表面氢”或“活性氢”），从结构和能量的视角分析其原因是。化学反应速率与化学平衡参考答案与试题解析1．（2024秋•米东区期末）丙烯是重要的有机化工原料，其用量仅次于乙烯。可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备丙烯。直接脱氢：反应ⅰ.C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH1；氧化脱氢：反应ⅱ.2C3H8（g）+O2（g）⇌2C3H6（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣236kJ•mol﹣1。回答下列问题：（1）已知反应2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）ΔH3＝﹣483.6kJ•mol﹣1，则ΔH1＝+123.8kJ•mol﹣1。（2）已知部分化学键的键能数据如表所示，由反应ii计算得H—O的键能是462.5kJ•mol﹣1。化学键C—CC—HH—HC＝CO＝O键能/（kJ•mol﹣1）348413436615496（3）丙烷直接脱氢制丙烯时，若恒温恒压条件下向反应i体系中通入N2，则C3H8（g）的平衡转化率将增大（填“增大”“减小”或“不变”），原因是恒温恒压条件下通入N2，相当于减小反应i体系内气体总压强，平衡向气体分子数增加的方向移动，即向正反应方向移动。一定条件下，向总压为100kPa的恒压容器中充入物质的量之比为1：1的C3H8（g）和N2的混合气体发生反应i，测得反应相同时间内C3H6（g）产率与温度的关系如图1所示。在425℃之后随温度升高而产率降低的原因可能是温度升高，催化剂失活，反应速率迅速减小；若425℃时反应iC3H6（g）的平衡产率为40%，则该温度下反应i的平衡常数Kp＝11.11kPa（结果保留两位小数，Kp为用平衡时各气体分压代替气体浓度表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。（4）一定条件下，向密闭容器中通入一定量的C3H8（g）和O2（g）的混合气体，使之发生反应ⅱ，相同时间内测得C3H8（g）的转化率和C3H6（g）的产率随温度变化的关系如图2所示。随着温度升高，C3H6（g）的产率与C3H8（g）的转化率差距增大的原因为温度升高，催化剂失活，反应速率迅速减小。（5）研究人员利用CO2的弱氧化性，开发了CO2氧化丙烷脱氢制丙烯的新工艺，与O2氧化丙烷脱氢制丙烯相比，新工艺优点是可降低碳排放，优化环境。【答案】（1）+123.8；（2）462.5；（3）增大；恒温恒压条件下通入N2，相当于减小反应i体系内气体总压强，平衡向气体分子数增加的方向移动，即向正反应方向移动；温度升高，催化剂失活，反应速率迅速减小；11.11；（4）温度升高，催化剂失活，反应速率迅速减小；（5）可降低碳排放，优化环境。【分析】（1）直接脱氢：反应i.C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH1；氧化脱氢：反应ii.2C3H8（g）+O2（g）⇌2C3H6（g）+2H2O（g）ΔH2=−236kJ⋅mol−1，根据盖斯定律，ⅱ﹣2×ⅰ即为反应2H2（2）反应ii.2C3H8（g）+O2（g）⇌2C3H6（g）+2H2O（g）ΔH2=−236kJ⋅mol−1，设H—O的键能为x，根据ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能，可得ΔH＝2×（2×348kJ•mol﹣1+8×413kJ•mol﹣1）+496kJ•mol﹣1﹣2×（348kJ•mol﹣1+615kJ•mol﹣1（3）丙烷直接脱氢制丙烯时，发生反应i.C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH1，是气体分子总数增大的反应，减压有利于平衡右移，若恒温恒压条件下向反应i体系中通入N2，则C3H8（g）的平衡转化率将增大，原因是：恒温恒压条件下通入N2，相当于减小反应i体系内气体总压强，平衡向气体分子数增加的方向移动，即向正反应方向移动；一定条件下，向总压为100kPa的恒压容器中充入物质的量之比为1：1的C3H8（g）和N2的混合气体发生反应i，由图可知，反应相同时间内C3H6（g）产率先随温度升高而逐渐增大，由于该反应为吸热反应，若其它条件不变只升温反应速率是加快的，升温也有利于平衡右移，可提高C3H6（g）产率，在425℃之后随温度升高C3H6（g）产率迅速降低的可能原因是：温度升高，催化剂失活，反应速率迅速减小；（4）一定条件下，向密闭容器中通入一定量的C3H8（g）和O2（g）的混合气体，使之发生反应ii.2C3H8（g）+O2（g）⇌2C3H6（g）+2H2O（g）ΔH2=−236kJ⋅mol−1，若只有发生该反应，相同时间内C3H8（5）研究人员利用CO2的弱氧化性，开发了CO2氧化丙烷脱氢制丙烯的新工艺，与O2氧化丙烷脱氢制丙烯相比。【解答】解：（1）直接脱氢：反应i.C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH1；氧化脱氢：反应ii.2C3H8（g）+O2（g）⇌2C3H6（g）+2H2O（g）ΔH2=−236kJ⋅mol−1，根据盖斯定律，ⅱ﹣2×ⅰ即为反应2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）ΔH3=−483.6kJ⋅mol−1，则ΔH故答案为：+123.8；（2）反应ii.2C3H8（g）+O2（g）⇌2C3H6（g）+2H2O（g）ΔH2=−236kJ⋅mol−1，设H—O的键能为x，根据ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能，可得ΔH＝2×（2×348kJ•mol﹣1+8×413kJ•mol﹣1）+496kJ•mol﹣1﹣2×（348kJ•mol﹣1+615kJ•mol﹣1+6×413kJ•mol﹣1故答案为：462.5；（3）丙烷直接脱氢制丙烯时，发生反应i.C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH1，是气体分子总数增大的反应，减压有利于平衡右移，若恒温恒压条件下向反应i体系中通入N2，则C3H8（g）的平衡转化率将增大，原因是：恒温恒压条件下通入N2，相当于减小反应i体系内气体总压强，平衡向气体分子数增加的方向移动，即向正反应方向移动；一定条件下，向总压为100kPa的恒压容器中充入物质的量之比为1：1的C3H8（g）和N2的混合气体发生反应i，由图可知，反应相同时间内C3H6（g）产率先随温度升高而逐渐增大，由于该反应为吸热反应，若其它条件不变只升温反应速率是加快的，升温也有利于平衡右移，可提高C3H6（g）产率，在425℃之后随温度升高C3H6（g）产率迅速降低的可能原因是：温度升高，催化剂失活，反应速率迅速减小；若425℃时反应iC3H6（g）的平衡产率为40%，则设C3H8（g）和N2均为1mol，可得三段式：C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）起始/mol：100变化/mol：0.40.40.4平衡/mol：0.60.40.4则平衡时混合气体共2.4mol，则该温度下反应i的平衡常数Kp故答案为：增大；恒温恒压条件下通入N2，相当于减小反应i体系内气体总压强，平衡向气体分子数增加的方向移动，即向正反应方向移动；温度升高，催化剂失活，反应速率迅速减小；11.11；（4）一定条件下，向密闭容器中通入一定量的C3H8（g）和O2（g）的混合气体，使之发生反应ii.2C3H8（g）+O2（g）⇌2C3H6（g）+2H2O（g）ΔH2=−236kJ⋅mol−1，若只有发生该反应，相同时间内C3H8（g）的转化率和C3H6（g）的产率相等，则随着温度升高，C3H6（g）的产率与C3H8故答案为：温度升高，催化剂失活，反应速率迅速减小；（5）研究人员利用CO2的弱氧化性，开发了CO2氧化丙烷脱氢制丙烯的新工艺，与O2氧化丙烷脱氢制丙烯相比，新工艺优点是：可降低碳排放，优化环境，故答案为：可降低碳排放，优化环境。【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。2．（2025•如皋市模拟）CO2的转化是实现“碳中和”的有效途径。（1）CO2催化加氢合成甲醇（反应Ⅰ）中伴随反应Ⅱ的发生：反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）反应Ⅱ：CO2（g）+2H2（g）＝CH2O（g）+H2O（g）恒压时，CO2和H2起始量一定的条件下，在分子筛膜反应器中反应，该分子筛膜能选择性分离出H2O（g）。①使用分子筛膜的目的是分离出H2O（g），促进平衡正向移动，增大CO2的转化率。②将反应后的气体以一定流速通过含Cu+修饰的吸附剂，分离其中的CH3OH（g）和CH2O（g），Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键。测得两种气体的出口浓度（c）与进口浓度（c0）之比随时间变化关系如图1所示。20～40min，CH3OH（g）浓度比增大而CH2O（g）浓度比几乎为0的原因是CH2O含π键电子，Cu+与之形成较强的配位键，原先吸附剂吸附的CH3OH被CH2O替代。（2）CO2与CH4重整可以制取CO和H2。1.01×105Pa下，将n起始（CO2）：n起始（CH4）＝1：1的混合气体置于密闭容器中，发生如下反应：反应Ⅲ：CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）；ΔH＝246.5kJ•mol﹣1反应Ⅳ：H2（g）+CO2（g）＝CO（g）+H2O（g）；ΔH＝41.2kJ•mol﹣1反应Ⅴ：2CO（g）＝CO2（g）+C（s）；ΔH＝﹣172.5kJ•mol﹣1不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图2所示。500～800℃范围内，CO2的平衡转化率低于CH4的原因是该温度范围内，反应Ⅴ进行的程度大于反应Ⅳ进行的程度。（3）一种金属氧化物（用MR表示）催化CO2与环氧丙烷（）反应制碳酸酯X反应机理如图所示。已知CO2中的碳氧键可以被催化剂中具有较强给电子能力的活性中心的电子进攻而活化断裂。图3①碳酸酯X的结构简式为。②MgO活化催化CO2的能力强于Al2O3的原因是Mg的金属性强于Al，MgO的O负电性更强，MgO的O更易进攻活化CO2中的碳氧键。【答案】（1）①分离出H2O（g），促进平衡正向移动，增大CO2的转化率；②CH2O含π键电子，Cu+与之形成较强的配位键，原先吸附剂吸附的CH3OH被CH2O替代；（2）该温度范围内，反应Ⅴ进行的程度大于反应Ⅳ进行的程度；（3）①；②Mg的金属性强于Al，MgO的O负电性更强，MgO的O更易进攻活化CO2中的碳氧键。【分析】（1）根据该分子筛膜能选择性分离出H2O（g），分离出产物H2O（g），能促进平衡正向移动，进行分析；（2）根据Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键，而CH2O含π键电子，Cu+与之形成较强的配位键，CH4和CO2的起始投料相同，而反应Ⅲ中两者也是按1：1反应，进行分析；（3）根据中与M相连的O﹣和与R相连的C原子相结合，Mg的金属性强于Al，MgO的O负电性更强，进行分析。【解答】解：（1）①根据信息可知该分子筛膜能选择性分离出H2O（g），分离出产物H2O（g），能促进平衡正向移动，增大CO2的转化率，故答案为：分离出H2O（g），促进平衡正向移动，增大CO2的转化率；②根据信息可知Cu+能与π键电子形成作用力较强的配位键，而CH2O含π键电子，Cu+与之形成较强的配位键，原先吸附剂吸附的CH3OH被CH2O替代，故答案为：CH2O含π键电子，Cu+与之形成较强的配位键，原先吸附剂吸附的CH3OH被CH2O替代；（2）根据信息可知CH4和CO2的起始投料相同，而反应Ⅲ中两者也是按1：1反应，则推断500～800℃范围内，CO2的平衡转化率低于CH4的原因是该温度范围内，反应Ⅴ进行的程度大于反应Ⅳ进行的程度，故答案为：该温度范围内，反应Ⅴ进行的程度大于反应Ⅳ进行的程度；（3）①由的变化过程可知，中与M相连的O﹣和与R相连的C原子相结合，得到碳酸酯X的结构简式为，故答案为：该温度范围内，反应Ⅴ进行的程度大于反应Ⅳ进行的程度；②MgO活化催化CO2的能力强于Al2O3的原因是Mg的金属性强于Al，MgO的O负电性更强，MgO的O更易进攻活化CO2中的碳氧键，故答案为：Mg的金属性强于Al，MgO的O负电性更强，MgO的O更易进攻活化CO2中的碳氧键。【点评】本题主要考查化学平衡的计算等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。3．（2024秋•广州期末）氨是重要的化工产品，我国目前氨的生产能力位居世界首位。Ⅰ.工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）（1）根据图1数据，计算合成氨N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的ΔH＝﹣90kJ•mol﹣1。（2）下列关于合成氨说法正确的是AB。A.该反应的ΔS＜0B.液化分离产物NH3，可提高原料转化率C.使用铁触媒做催化剂，可同时降低反应的活化能和反应热D.降温、高压、使用催化剂都有利于提高NH3的平衡产率（3）在不同压强下，按照n（N2）：n（H2）＝1：3进料，反应达到平衡时氨的物质的量分数x与温度的计算结果如图2所示，则p1＜20MPa（填“＞”或“＜”），理由是该反应为气体分子数减小的反应，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量增大。Ⅱ.合成氨原料气H2的制备甲烷催化重整制氢可用于制备氢能，其主要反应是CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）。向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，测得CH4的平衡转化率按不同投料比x(x=n(C（4）该反应的ΔH＞0。（填“＞”或“＜”）。（5）a、b、c三点对应的平衡常数的大小关系是b＝c＞a。（6）900K的条件下，往1L刚性密闭容器中充入0.2molCH4和1.0molH2O进行反应，t1min时，容器内n（H2）＝0.3mol，则CH4的反应速率＝0.1t1mol•L﹣1•min﹣1（用含t1的计算式表示），通过计算判断此时反应是否达到平衡？（已知，900K时该反应平衡常数为1.2）浓度商Q=【答案】（1）﹣90；（2）AB；（3）＜；该反应为气体分子数减小的反应，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量增大；（4）＞；（5）b＝c＞a；（6）0.1t1；浓度商Q【分析】（1）根据盖斯定律计算12N2（g）+32H2（g）⇌（2）A.反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）是气体分子数减小的反应；B.液化分离产物NH3，可促进平衡正向移动；C.使用铁触媒做催化剂，不能降低反应热；D.催化剂不能提高NH3的平衡产率；（3）合成氨的反应为气体分子数减小的反应，温度一定，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量分数增大，即其他条件相同时，压强越大，氨的含量越大；（4）由图可知，投料比一定时，CH4的平衡转化率随温度升高而增大，即升高温度时平衡正向移动；（5）该反应是吸热反应，升高温度时平衡正向移动，平衡常数K增大；（6）反应三段式为CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）起送量（mol/L）0.21.000变化量（mol/L）0.10.10.10.3终态量（mol/L）0.10.90.10.3结合v=△c△t计算0～t1min内v（CH【解答】解：（1）由图1可知，12N2（g）+32H2（g）⇌NH3（g）的ΔH＝1127kJ/mol﹣（339+397+436）kJ/mol＝﹣45kJ•mol﹣1，则N2（g）+3H2（g）⇌2NH3故答案为：﹣90；（2）A.反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）是气体分子数减小的反应，则反应的熵变ΔS＜0，故A正确；B.液化分离产物NH3，可促进平衡正向移动，可提高原料转化率，故B正确；C.使用铁触媒做催化剂，可降低反应的活化能、加快反应速率，但催化剂不能改变反应的始终态，不能降低反应热，故C错误；D.反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）是气体分子数减小的放热反应，降温、高压都有利于提高NH3的平衡产率，但催化剂不能改变反应的始终态，不能提高NH3的平衡产率，故D错误；故答案为：AB；（3）温度一定时增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量分数增大，即其他条件相同时，压强越大，氨的物质的量分数越大，所以图中压强由小到大的顺序为P1＜P2＜P3，即p1＜20MPa，故答案为：＜；该反应为气体分子数减小的反应，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量增大；（4）由图可知，投料比x(x=n(CH4故答案为：＞；（5）平衡常数K只与温度有关，温度相同时K相同，该反应是吸热反应，升高温度时平衡正向移动，平衡常数K增大，则a、b、c三点对应的平衡常数的大小关系是：b＝c＞a，故答案为：b＝c＞a；（6）反应三段式为CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）起送量（mol/L）0.21.000变化量（mol/L）0.10.10.10.3终态量（mol/L）0.10.90.10.3则0～t1min内v（CH4）=△c△t=故答案为：0.1t1；浓度商Q【点评】本题考查化学平衡及其影响因素、化学平衡计算，侧重分析能力和计算能力考查，把握化学平衡常数影响因素及其应用、化学平衡状态判断及温度、压强的影响是解题关键，题目难度中等。4．（2025•南阳模拟）氨是重要的化工产品和化工原料。回答下列问题：（1）工业合成氨的原料气包括N2、H2。传统合成氨工业中，H2来源于化石燃料的综合利用。如甲烷的重整反应（重整反应时伴随积碳副反应）：重整反应：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）ΔH1积碳副反应：Ⅰ.2CO（g）⇌CO2（g）+C（s）ΔH2＝﹣172kJ•mol﹣1Ⅱ.CH4（g）⇌C（s）+2H2（g）ΔH3＝+75kJ•mol﹣1①重整反应的焓变ΔH1＝+247kJ•mol﹣1，若该反应正反应的活化能为E1、逆反应的活化能为E2，则E1＞（填“＞”“＜”或“＝”）E2。②在恒压密闭容器中按起始投料比n(CH甲表示的物质是CO2（填化学式），温度低于400℃时积碳很少，但实际生产却采用高于400℃的温度，原因可能是温度低于400℃时积碳很少，但是综合考虑，反应速率较慢，需要提高反应速率，提高生成效率，所以实际温度高于400℃。（2）我国学者采用Cu﹣Mn合金催化剂，以N2、H2为原料，电催化制备NH3，其阴极反应式为N2+6e﹣+6H+═2NH3，则阳极反应式为H2﹣2e﹣＝2H+。（3）在恒压（akPa）密闭容器中通入3molH2和1molN2，一定条件下发生反应：3H2（g）+N2（g）⇌2NH3（g），达到平衡时，测得H2转化率为50%。该合成氨反应的压强平衡常数Kp＝163a2kPa﹣2（4）浙江大学学者开发了一种集成聚苯胺（PANI）与Cu催化剂的分子电极，能高效地将NO3−还原为NH3，该过程既能处理污水，又能生产氨。已知某电极上产物X的法拉第效率（FE）：FE（X）=生成X转移的电子数【答案】（1）①+247kJ•mol﹣1；＞；②CO2；温度低于400℃时积碳很少，但是综合考虑，反应速率较慢，需要提高反应速率，提高生成效率，所以实际温度高于400℃；（2）H2﹣2e﹣＝2H+；（3）163（4）4.5。【分析】（1）①根据盖斯定律可知，Ⅱ﹣Ⅰ可得重整反应：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）ΔH1，则ΔH1＝ΔH3﹣ΔH2，吸热反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能；②由重整反应和积碳反应Ⅰ可知，甲和乙为CO2和CH4的变化曲线，重整反应是主要反应，CO2是反应物，也是生成物，随着温度升高，副反应Ⅰ逆向移动，导致CO2的减小程度变缓，而副反应Ⅱ正向移动，导致甲烷的消耗量增大，故甲为CO2反应曲线，乙为甲烷的变化曲线，温度低于400℃时积碳很少，但是综合考虑，反应速率较慢，需要提高反应速率，提高生成效率，所以实际温度高于400℃，；（2）阳极发生氧化反应；（3）根据题意列出三段式，计算平衡时，p（NH3），p（N2），p（H2），然后计算压强平衡常数Kp；（4）由图可知，pH≤4.5时，NO3−几乎全部被还原为NH【解答】解：（1）①根据盖斯定律可知，Ⅱ﹣Ⅰ可得重整反应：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）ΔH1，ΔH1＝ΔH3﹣ΔH2＝[75﹣（﹣172）]kJ•mol﹣1＝+247kJ•mol﹣1，若该反应正反应的活化能为E1、逆反应的活化能为E2，则E1＞E2，故答案为：+247kJ•mol﹣1；＞；②由重整反应和积碳反应Ⅰ可知，甲和乙为CO2和CH4的变化曲线，重整反应是主要反应，CO2是反应物，也是生成物，随着温度升高，副反应Ⅰ逆向移动，导致CO2的减小程度变缓，而副反应Ⅱ正向移动，导致甲烷的消耗量增大，故甲为CO2反应曲线，乙为甲烷的变化曲线，温度低于400℃时积碳很少，但是综合考虑，反应速率较慢，需要提高反应速率，提高生成效率，所以实际温度高于400℃，故答案为：CO2；温度低于400℃时积碳很少，但是综合考虑，反应速率较慢，需要提高反应速率，提高生成效率，所以实际温度高于400℃；（2）我国学者采用Cu﹣Mn合金催化剂，以N2、H2为原料，电催化制备NH3，其阴极反应式为N2+6e﹣+6H+═2NH3，则阳极反应式为：H2﹣2e﹣＝2H+，故答案为：H2﹣2e﹣＝2H+；（3）根据题意可得三段式：3H2（g）+N2（g）⇌2NH3（g）起始量（mol）310变化量（mol）1.50.51.0平衡量（mol）1.50.51.0此时n（总）＝1.5mol+0.5mol+1.0mol＝3mol，则平衡时，p（NH3）=13×akPa，p（N2）=16×akPa，p（H2故答案为：163（4）一种集成聚苯胺（PANI）与Cu催化剂的分子电极，能高效地将NO3−还原为NH3，由图可知，该成果转化为实际生产需选取pH≤4.5，此时NO3故答案为：4.5。【点评】本题主要考查还行平衡的计算，同时考查盖斯定律的应用，属于高考高频考点，难度较大。5．（2025•湖北二模）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气中普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：（1）已知：一定温度下，由元素的最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。物质SO2（g）H2S（g）S（s，正交晶）S（s，单斜品）H2O（g）O2（g）摩尔生成焓/（kJ•mol﹣1）﹣296.8﹣20.300.33﹣241.80反应2H2S（g）+SO2（g）═3S（3S（s，正交晶）+2H2O（g）ΔH＝﹣146.2kJ•mol﹣1。该反应在低温（填“高温”“低温”或“任意温度”）下能自发进行。（2）H2S可发生分解反应[2H2S（g）⇌S2（g）+2H2（g）ΔH＞0]。压强恒定为100kPa时，不同温度下，在进料气（H2S和N2）中H2S的体积分数不同的条件下，发生硫化氢的分解反应，对H2S分解平衡转化率的影响如图所示。则T1、T2和T3由大到小的顺序为T1＞T2＞T3；H2S的体积分数越大，H2S分解平衡转化率越小的原因是恒温恒压下，H2S的摩尔体积分数越大，H2S的分压越大，反应平衡逆移，H2S分解的平衡转化率越小。（3）工业上可用甲烷处理硫化氢制备氢气，发生反应CH4（g）+2H2S（g）⇌CS2（g）+4H2（g）ΔH＞0。①向某恒温恒容密闭容器中充入一定量的H2S和CH4发生上述反应。下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是AD（填标号）。A.混合气体的平均相对分子质量不再变化B.2v正（H2S）＝v逆（CS2）C.混合气体密度不再发生变化D.H2的体积分数不再改变②温度为T℃，压强恒定为20MPa时，向密闭容器中按n（CH4）：n（H2S）：n（N2）＝3：3：2通入气体，发生上述反应，10min后反应达到平衡状态，此时CS2（g）H2S（g）的分压相同，则0～10min内H2的压强变化率为0.8MPa•min﹣1，反应CH4（g）+2H2S（g）⇌CS2（g）+4H2（g）的Kp＝512MPa2。【答案】（1）﹣146.2；低温；（2）T1＞T2＞T3；恒温恒压下，H2S的摩尔体积分数越大，H2S的分压越大，反应平衡逆移，H2S分解的平衡转化率越小；（3）①AD；②512；【分析】（1）根据反应的焓变ΔH＝生成物总生成焓﹣反应物总生成焓以及吉布斯自由能公式ΔG＝ΔH﹣TΔS求解；（2）对于反应①，从图中可以看出，温度发生T1、T2、T3的变化时，H2S的平衡转化率不断减小，表明平衡不断逆向移动，则温度不断降低，所以T1、T2和T3由大到小的顺序为T1＞T2＞T3；（3）①A.反应前后总质量不变，但总物质的量变化（反应物3mol→生成物5mol），因此平均摩尔质量会变化，当平均摩尔质量不变时，说明总物质的量不再变化，反应达到平衡；B.根据化学计量关系，正反应中v正（H2S）＝2v正（CS2），平衡时v正（CS2）＝v逆（CS2），因此应有v正（H2S）＝2v逆（CS2）；C.反应在恒容条件下进行，总质量始终不变，密度恒定，不能作为平衡标志；D.H2为生成物，其体积分数随反应进行而变化，当不再变化时说明达到平衡；②初始总物质的量：CH4（3mol）、H2S（3mol）、N2（2mol），共8mol，设CH4的消耗量为xmol，平衡时：CH4：3﹣x，H2S：3﹣2x，CS2：x，H2：4x，总物质的量：8+2x。平衡时CS2与H2S分压相等，解得x＝1，H2的分压变化：初始为0以此求解；【解答】解：（1）生成物的摩尔生成焓总和：3molS（s，正交晶）的生成焓：3×0＝0kJ/mol2molH2O（g）的生成焓：2×（﹣241.8）＝﹣483.6kJ/mol总生成焓：0+（﹣483.6）＝﹣483.6kJ，反应物的摩尔生成焓总和：2molH2S（g）的生成焓：2×（﹣20.3）＝﹣40.6kJ/mol1molSO2（g）的生成焓：1×（﹣296.8）＝﹣296.8kJ/mol总生成焓：﹣40.6+（﹣296.8）＝﹣337.4kJ，反应的焓变ΔH＝生成物总生成焓﹣反应物总生成焓：ΔH＝（﹣483.6）﹣（﹣337.4）＝﹣146.2kJ/mol，根据吉布斯自由能公式ΔG＝ΔH﹣TΔS，当ΔH为负且ΔS为负时，低温下TΔS项较小，ΔH的负值占主导，ΔG为负，反应自发；高温下TΔS项较大，ΔG可能变为正，反应非自发故答案为：﹣146.2kJ/mol；低温；（2）对于反应①，从图中可以看出，温度发生T1、T2、T3的变化时，H2S的平衡转化率不断减小，表明平衡不断逆向移动，则温度不断降低，所以T1、T2和T3由大到小的顺序为T1＞T2＞T3；H2S的摩尔分数越大，相当于往平衡体系中不断加入H2S，也相当于加压，H2S分解平衡转化率越小，原因是：恒温恒压下，H2S的摩尔体积分数越大，H2S的分压越大，反应①平衡逆移，H2S分解的平衡转化率越小；故答案为：T1＞T2＞T3，恒温恒压下，H2S的摩尔体积分数越大，H2S的分压越大，反应①平衡逆移，H2S分解的平衡转化率越小；（3）①A.反应前后总质量不变，但总物质的量变化（反应物3mol→生成物5mol），因此平均摩尔质量会变化，当平均摩尔质量不变时，说明总物质的量不再变化，反应达到平衡，故A正确；B.根据化学计量关系，正反应中v正（H2S）＝2v正（CS2），平衡时v正（CS2）＝v逆（CS2），因此应有v正（H2S）＝2v逆（CS2），故B错误；C.反应在恒容条件下进行，总质量始终不变，密度恒定，不能作为平衡标志，故C错误；D.H2为生成物，其体积分数随反应进行而变化，当不再变化时说明达到平衡，故D正确；故答案为：AD；②初始总物质的量：CH4（3mol）、H2S（3mol）、N2（2mol），共8mol，设CH4的消耗量为xmol，平衡时：CH4：3﹣x，H2S：3﹣2x，CS2：x，H2：4x，总物质的量：8+2x。平衡时CS2与