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第1页(共1页)2026年高考化学4月模拟试卷必刷题——速率与化学平衡一.解答题(共26小题)1.(2026•沈阳模拟)3﹣羟基丙酸乙酯(3—HP)、NH3为原料高效合成丙烯腈(CAN)的原理如下:反应Ⅰ:ΔH1>0反应Ⅱ:ΔH2>0回答下列问题:(1)部分化学键键能如下表所示,则ΔH1=(用字母表示);此反应在时能自发进行(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。化学键C—OC—CC=CC—HO—HC=O键能(kJ•mol﹣1)mnpqxy(2)恒容时,n(NH3):n(3—HP)增大,EA单位时间产率降低,其原因是。(3)恒压密闭容器中,按物质的量之比为1:8:2通入3—HP、NH3、N2,平衡体系中含碳物种(C2H5OH除外)的物质的量分数随温度变化如图所示。表示EA物质的量分数曲线的是(填字母),充入一定量N2的作用是。(4)T1℃时,反应Ⅱ的平衡常数Kx=(以平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度计算)。(5)科学家通过计算模拟反应Ⅱ的反应历程有两步,其中第一步反应的化学方程式为:。但实验过程中未检测到的原因可能为。2.(2026•杨浦区模拟)氨是生产化肥、硝酸的原料,也作制冷剂、脱硝剂和储氢载体。目前,工业上主要由N2和H2合成NH3,已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=﹣92kJ•mol﹣1。(1)能增加合成NH3反应有效碰撞的措施有:升高温度、、。(2)合成氨反应达平衡后,若只改变一种条件,下列结论正确的是。(不定项)A.升高温度,对v(正)影响更大B.增大压强,对v(正)影响更大C.减小c(NH3),对v(逆)影响更大D.使用催化剂,对v(逆)影响更大(3)某工厂,采用铁催化剂,在500℃,30MPa,氢氮比为2.9的条件下合成氨。①合成塔中n(NH3)和n(H2)随时间变化如图所示。下列叙述正确的是。(不定项)A.a点处的正反应速率比b点处大B.b点处反应达到平衡状态C.d点(t1时)和e点(t2时)处n(H2)不同D.其他条件不变,550℃反应至t1时,n(H2)比d点处值大②该工厂日产氨1000t,若其他条件不变,将反应温度从500℃降低至200℃,该工厂日产氨约为。(已知:温度每升高10℃,速率加快为原来的2倍;230≈109)A.10tB.1tC.10gD.1g常温常压下将废水中的硝酸盐还原为氨,兼具脱硝与氨再生双重价值。该方法以硼﹣四氧化三钴(B—Co3O4)纳米颗粒为催化剂。(4)组成B—Co3O4的三种元素,第一电离能由小到大的顺序是。A.B<Co<OB.O<B<CoC.Co<B<OD.B<O<Co用如图所示装置,通过电催化还原NO3-制(5)阴极反应式为。(6)通电前,向阴极室加入NaOH使溶液呈碱性,其原因是。(列举一点)(7)涂覆B—Co3O4碳纸的操作是:取一定量B—Co3O4粉末于萘酚与乙醇混合溶液中,经超声分散后得到胶体,再将其均匀涂覆在碳纸上,晾干备用。①超声分散与化学实验中(填操作名称)的作用相似。②下列关于该胶体的说法正确的是。(不定项)A.分散质为B—Co3O4,分散剂为萘酚与乙醇的混合溶液B.外观均一、稳定,但静置一段时间会出现沉淀C.用激光笔照射该胶体,能观察到丁达尔现象D.B—Co3O4粒子直径大于100nm,能透过滤纸不能透过半透膜③若将B—Co3O4粉末直接涂覆在碳纸上使用,会导致电催化反应速率降低,说明原因。。3.(2025秋•佛山期末)氢能是一种可再生清洁能源,制氢、储氢、用氢等相关研究具有重要意义。(1)热化学硫碘循环水分解制氢的主要反应如下:Ⅰ.SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)⇌H2SO4(aq)+2HI(aq)ΔⅡ.2H2SO4(aq)⇌2SO2(g)+2H2O(l)+O2(g)ΔⅢ.2HI(aq)⇌H2(g)+I2(g)Δ①硫碘循环水分解制氢总反应:2H2O(l)⇌2H2(g)+O2(g)的ΔH=。②反应Ⅱ在(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。③反应Ⅲ存在两步基元反应:a.2HI⇌H2+2I•b.2I•⇌I2已知:ⅰ.相同条件下,加入催化剂,反应a的速率增大,反应Ⅲ达到平衡所需时间大幅缩短;ⅱ.升温,c平(HI)c基于以上事实,画出反应Ⅲ的反应历程示意图。(2)氨是一种理想的储氢介质。工业合成氨:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<0。①下列措施中,既能加快合成氨的反应速率,又能提高H2的平衡转化率的是。A.增大压强B.升高温度C.恒容通入HeD.加入催化剂②恒容条件下,通入一定量N2,以n(N2):n(H2)为1:3、1:2、1:1为起始投料比合成氨,H2的平衡转化率随温度的变化如图,表示起始投料比n(N2):n(H2)=1:3的是曲线(填标号)。T0K时,以曲线c的起始投料比进行反应,初始压强p0=4MPa,计算该反应的压强平衡常数Kp=MPa﹣2(写出计算过程,用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,结果保留两位有效数字)。(3)氢负离子(H﹣)具有强还原性。固态氢负离子二次电池的工作原理如图,M为Li、Na、Mg等金属。放电时,H﹣向电极b移动。①充电时,电极b的电极反应式为。②固态氢负离子导体能否替换为电解质水溶液,理由是。4.(2026•洛阳校级模拟)CO2催化加氢制取甲烷是一种重要的碳资源转化技术,可实现CO2的资源化利用,同时为可再生能源(如绿氢)提供储能途径。该过程中涉及反应如下:反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)Δ反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)Δ回答下列问题:(1)CO2催化加氢采用镍基(Ni/Al2O3)催化剂,Ni位于元素周期表区,基态Al原子的价层电子排布式为。(2)CH4的VSEPR模型与其分子空间结构相同,原因是。(3)在恒温恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和4molH2(g)发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,下列能说明上述反应达到平衡状态的是(填字母)。A.混合气体的压强保持不变B.混合气体中n(CH4)=n(CO)C.混合气体的密度保持不变D.混合气体的平均摩尔质量不变(4)反应Ⅱ的速率方程为v=v正﹣v逆=k正c(CO2)•c(H2)﹣k逆c(CO)•c(H2O),其中分别为k正、k逆反应的速率常数,仅与温度有关,则升高温度,lgk正﹣lgk逆(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)在恒压密闭容器中充入1molCO2(g)和4molH2(g),发生反应Ⅰ和Ⅱ.在压强分别为p1、p2和p3下,CO2平衡转化率与温度的关系如图甲。压强最大的是(填“p1”“p2”或“p3”),判断依据是。(6)向恒容密闭容器中以投料比n(CO2)n(H2)=14通入H2(g)和①250~700℃范围内,CH4的选择性随温度升高先增大后减小的可能原因为。②550℃反应达平衡时,CO2的转化率和CH4的选择性均为50%,则反应Ⅰ的平衡常数Kx=(列出计算式即可)。[对于反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),Kx=xp(C)⋅5.(2026•乌鲁木齐模拟)百余年来,合成氨从实验室走向工业生产,技术持续发展完善。回答下列问题:Ⅰ.1905年,弗兰克研发了使用碳化钙合成氨的方法:2CaCO3(s)+5C(s)=2CaC2(s)+3CO2(g)ΔCaC2(s)+N2(g)=CaCN2(s)+C(s)ΔCaCN2(s)+3H2O(l)=2NH3(g)+CaCO3(s)Δ(1)计算反应:3C(s)+2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3CO2(g)的ΔH=kJ•mol﹣1。(2)CaC2的电子式:。CaC2的晶胞结构与NaCl的相似(如图1所示),但CaC2晶体中哑铃形C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长,CaC2晶体中每个Ca2+周围等距且紧邻的C22-有Ⅱ.1913年,哈伯﹣博施研发的催化合成氨技术:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<0,实现氨大规模工业化生产。(3)已知在容积为VL的恒温密闭容器中,充入N2和H2的总物质的量为1mol,容器内各组分的物质的量分数与反应时间t的关系如图2所示:①表示N2物质的量分数变化的曲线是(填“a”“b”或“c”)。②0~t1min,v(NH3)=mol•L﹣1•min﹣1(4)按体积比1:3充入N2和H2发生反应,平衡时反应混合物中氨的含量(体积分数)随温度和压强的变化情况如图3所示:①M、N、Q三点对应的平衡常数KM、KN、KQ由大到小的顺序为;②N点对应的压强平衡常数Kp=MPa﹣2(保留两位有效数字)。(分压=总压×物质的量分数)Ⅲ.2020年,中国科学家张礼知教授团队研发出Fe﹣TiO2﹣xHy双催化剂双温合成氨技术,解决了温度对合成氨反应速率和平衡转化率影响矛盾的问题。其催化合成氨机理如图4所示。(5)Fe﹣TiO2﹣xHy双催化剂双温合成氨可获得更高产率的原因是。6.(2026•武威校级模拟)利用CH4可制备诸多物质。回答下列问题:(1)CH4与CO2重整制备水煤气的主要反应的热化学方程式如下:反应Ⅰ:CH反应Ⅱ:H2反应Ⅲ:2CO(g)⇌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ΔH=kJ•mol﹣1。②1.01×105Pa下,将n起始(CO2):n起始(CH4)=1:1的混合气体置于密闭容器中,不同温度下重整体系中,CH4和CO2的平衡转化率如图1所示。800℃时CO2平衡转化率大于600℃时CO2平衡转化率,其原因是。(2)CH4与H2S可制备CS2,反应的热化学方程式为CH4(g)+2H2S(g)⇌CS2(g)+4H2(g)ΔH。向某密闭容器中充入1molCH4和2molH2S(g)发生上述反应,不同条件下达到平衡时,CH4的转化率为α(CH4),在T=150℃时,α(CH4)~p和p=200kPa时,α(CH4)~T的关系如图2所示。①该反应的ΔH(填“>”“<”或“=”)0。②曲线b表示α(CH4)与(填“p”或“T”)的关系曲线,原因为。③x、y、z三点平衡常数K(x)、K(y)、K(z)的大小关系为。④在y点对应条件下,请用平衡时物质的量分数代替平衡浓度计算,此时反应的平衡常数Kx=(结果用分数表示)。(3)研究CH4、H2O(g)与不同配比的铁铈载氧体[x2Fe2O3⋅(1-x)CeO2,0≤x≤1,Ce是活泼金属,正价有CH4→已知甲反应的产物气体体积分数、CH4转化率、n(H2)n(CO)与x的关系如图3所示。当x=0.5时,通入标准状况下300mL的CH4至反应结束,CO的选择性=n生成(CO)n转化(CH7.(2026•中山市模拟)水煤气变换反应不仅是重要的化工过程,还可以通过正向或逆向进行影响其它反应。Ⅰ.利用MgCl2•2H2O(s)脱水制取无水氯化镁能耗高,将其耦合水煤气变换反应后可降低反应温度,并减少副产物生成。发生的反应为:MgCl2⋅2H2O(s)+2CO(g)⇌MgCl2(1)物质“X”为。(2)路径(填“a”或“b”)反应速率更快。(3)路径b脱附出来的HCOOH进一步发生的化学反应方程式为。Ⅱ.CO、CO2既可单独加氢制CH4,也可混合加氢制CH4,会发生如下反应。ⅰ.CO(g)+3ⅱ.Cⅲ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH3(4)反应ⅲ为水煤气变换反应,其ΔH3=。(5)图2表示恒压且投入化学计量比氢气的条件下CO、CO2混合气体加氢达到平衡时,CO2的转化率α随温度(T)或z的变化。其中α=n0-n平n0,z=n(CO2)0n(CO①下列说法正确的是。A.曲线Ⅰ中n(COB.曲线Ⅱ的温度为600℃C.其它条件不变,增大压强,曲线Ⅱ上移D.M点,反应ⅲ生成的CO2的量比反应ⅱ消耗的少②结合图3分析图2中曲线Ⅰ中α(CO2)随温度的升高先减小后增大的原因。③若N点CO的转化率α为80%,则CH4的平衡收率y[y(CH4)=n(CH(6)使用CO2单独加氢制CH4时(投入化学计量比氢气),会发生反应ⅲ的逆反应生成CO,CO的选择性为S(S=n(CO)平n(CO2)0-n(CO2)平)。某条件下CH8.(2026•东莞市一模)催化CO2生产甲醇,可实现碳元素的再利用。主要发生的反应有:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)Δ(1)反应Ⅰ的机理历程如图所示(标注“*”的物质吸附在催化剂表面):①反应历程中决速步的反应方程式为。②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH=﹣90kJ•mol﹣1,则ΔH1=kJ•mol﹣1。(2)向恒容密闭容器中充入混合反应气,发生上述反应合成甲醇,CO2平衡转化率、含碳产物选择性与温度的关系如图所示(CH3OH的选择性=n(C①温度由220℃升高至260℃,CO2平衡转化率减小的原因可能为。②曲线表示CH3OH的选择性(填“a”或“b”)。(3)某温度下,将1molCO2、3molH2充入压强为6MPa的恒压密闭容器中,在催化剂作用下充分反应,测得CO2平衡转化率为60%,甲醇的选择性是CO的2倍。反应Ⅱ的平衡常数Kp为(Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。(4)向恒压密闭容器中通入混合反应气,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示。(甲醇时空收率为一定温度下,单位时间内单位物质的量催化剂表面甲醇的生成量)。①温度低于210℃,甲醇时空收率随温度升高增大的原因为。②30分钟0.5molNi3Ga5催化剂表面生成了甲醇1.6g,对应的反应温度为。9.(2026•济南一模)利用镁基化合物耦合氢还原反应实现CO2的资源化利用,涉及主要反应如下:Ⅰ.MgCO3(s)⇌MgO(s)+CO2(g)ΔH1Ⅱ.CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH2Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH3回答下列问题:(1)CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)的焓变ΔH=(用含ΔH2,ΔH3的代数式表示)。(2)压力p下,向体系中投入一定量的MgCO3(s)和4molH2,发生上述反应。体系达平衡后,图示温度范围内MgCO3(s)已完全分解,中间产物CO2转化率、CH4产率及另外2种含氢气体的物质的量(n)随温度的变化如图所示。反应Ⅲ的焓变ΔH30(填“>”“<”或“=”);②线表示的是(填化学式)的物质的量;温度低于T1时,随温度升高④线对应数值逐渐降低,原因是;T2温度下,反应Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx=,开始时投入MgCO3(s)的物质的量为mol。(3)压力p下,维持T2温度不变,若向上述平衡体系中加入足量MgCO3(s),重新达平衡后,CO2分压p(CO2)将(填“增大”“减小”或“不变”),继续压缩容器体积,与压缩前相比,重新达平衡时,CH4与CO2物质的量之比n(CH4)n(CO210.(2026•乌兰察布二模)甲醇脱氢法制HCOOCH3,涉及主要反应如下:反应Ⅰ:2CH3OH(g)⇌HCOOCH3(g)+2H2(g)ΔH1;反应Ⅱ:CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)ΔH2>0。回答下列问题:(1)已知:键能数据如表:化学键C—HC—OC=OH—OH—H键能(kJ•mol﹣1)413358799467432则ΔH1=kJ/mol。(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g),下列能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是(填字母,下同)。a.容器内压强不再变化b.混合气体的密度不再变化c.容器内H2的体积分数不再变化d.HCOOCH3的消耗速率等于H2生成速率的2倍(3)一定条件下,向密闭容器中充入1molCH3OH(g),反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡后,采取下列措施,一定能提高CH3OH(g)平衡转化率的是。a.恒温恒压,充入惰性气体b.恒温恒容,充入适量COc.恒温恒容,充入CH3OH(g)d.其他条件不变,升高温度(4)向恒容密闭容器中充入5molCH3OH(g),测得平衡时CH3OH的转化率和HCOOCH3的选择性[2n(HCOOCH①表示HCOOCH3的选择性随温度变化情况的曲线是(填“L1”或“L2”)。②T1时,n(HCOOCH3)=;温度高于T1时,n(CO)n(HCOOCH3)随着温度的升高而③温度为T1时,若起始时容器内压强为p0kPa,反应5min达平衡。则0∼5min内生成H2的反应速率为kPa•min﹣1,该温度下反应Ⅰ的分压平衡常数Kp=kPa(用平衡分压代替平衡浓度表示,分压=总压×物质的量分数)。11.(2026•池州模拟)燃料甲烷与载氧体硫酸钙发生化学链燃烧,得到高浓度二氧化碳。硫酸钙与硫化钙循环利用,能提高载氧量;富集的二氧化碳用于合成PPC塑料,利于低碳经济。已知反应ⅰ:CaSO4(s)+CH4(g)⇌CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=+149kJ•mol﹣1反应ⅱ:3CaSO4(s)+4CH4(g)⇌3CaS(s)+4CO(g)+8H2O(g)ΔH2=+776kJ•mol﹣1反应ⅲ:CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s)ΔH3=﹣952kJ•mol﹣1回答下列问题:(1)计算反应CH4(g)+2O2(g)⇌CO2(g)+2H2O(g)ΔH=kJ•mol﹣1。(2)一定温度下,在2L密闭反应器中通入1mol甲烷,若只发生反应ⅰ和ⅱ。①下列说法中能表明反应达到平衡状态的是(填标号)。a.H2O(g)的浓度不变b.固体质量不变c.CO2与CO的物质的量相等②若平衡时c(H2O)=0.96mol•L﹣1,则甲烷的平衡转化率为。③平衡后,反应器中c(CO2):c(CO)随着温度降低而(填“减小”、“不变”、“增大”)。(3)在燃料发生器中通入一定量的甲烷发生反应,达到平衡后,对出口气进行采样分析,测得CO2的产率与SO2的浓度随温度变化如图所示。已知其他条件不变时,在CaSO4载氧体中掺杂含不同百分含量的Mn氧化物时,能在一定范围内提升CO2产率。①当燃料反应器中的温度升高到一定程度,出口气中的SO2浓度急剧上升,与反应ⅳ:3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g)有关,计算1250K时,图中M点反应ⅳ的化学平衡常数Kc=。②下列有关说法正确的(填标号)。a.从二氧化硫的控制角度,1175℃是最佳的反应温度b.增大空气反应器中的空气通入量,有利于增大CH4的平衡转化率c.当反应进行一段时间后,再通入空气可实现载氧体的再生d.当添加含Mn氧化物的量超过10%时CO2产率反而下降,原因可能是有部分锰氧化物在硫酸钙表面形成较大的团簇颗粒,降低了表面多孔性(4)用二氧化碳与环氧丙烷催化合成可降解塑料PPC,同时也会合成副产物CPC,反应过程的能量变化如图,已知在25℃时,PPC的选择性(产物中PPC的质量与产物总质量的比值)大于99%,原因是,若升高温度,反应历程不变,PPC的选择性下降,可能的原因是。12.(2026•保定一模)甲醇是工业“基石”原料,也是清洁燃料及溶剂领域的重要物质。Ⅰ.合成气制备甲醇的原理为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH。向容积为1L的绝热恒容容器中,加入2molH2和1molCO,反应开始时体系的压强增大。已知:CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的燃烧热(ΔH)分别为﹣akJ•mol﹣1、﹣bkJ•mol﹣1、﹣ckJ•mol﹣1,该反应的Ea(正)=dkJ•mol﹣1。回答下列问题:(1)该反应的Ea(逆)=kJ•mol﹣1(用字母a、b、c、d表示)。(2)该反应的速率方程为v正=k正p(CO)p2(H2),v逆=k逆p(CH3OH),其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,(3)向绝热反应器中通入CO、H2和过量的H2O(g),发生合成气的转换反应:CO(g)+H2O(g)低温型催化剂¯约230°C、3#160;MPaCO2(g)+H2(g)ΔH<0。催化作用受接触面积和温度等因素影响,H2OⅡ.工业废气中的二氧化碳加氢制甲醇是“碳中和”的一个重要研究方向,在催化剂作用下,主要自发进行以下反应:ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1ΔS1<0ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2>0ΔS2ⅲ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3(4)在恒温、恒压反应器中通入1molCO2、3molH2发生反应ⅰ和ⅱ,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化关系如图所示。已知:CH3OH产率=n生成(CH3OH)n下列说法错误的是。A.ΔH1<0,ΔS2=0B.CH3OH的平衡选择性随温度的升高而减小C.525K时,CH3OH的平衡选择性约为33.3%D.525K时,减小n起始(H2)n(5)将一定比例和流速的CO2和H2通过装有催化剂的容器,发生反应ⅰ和ⅱ,经过相同时间,测得5Mpa时反应温度变化、250℃时压强变化对甲醇产量影响的关系如图所示。曲线X表示(填“5Mpa时反应温度变化”或“250℃时压强变化”)。增大压强,产物中H2O的体积分数增大的原因是。(6)已知:对于反应aA(g)+bB(g)⇌yY(g)+zZ(g),压强平衡常数为Kp=py(Y)⋅pz(Z)pa(A)⋅pb(B),p为各组分平衡时的分压。一定温度下,向恒容密闭容器中通入物质的量之比为1:3的CO2与H2,发生以上3个反应,若起始压强为200MPa,反应经tmin后达到平衡,此时体系压强为150MPa,p(H2O)=40MPa13.(2026春•徐汇区月考)乙二醇是重要的化工原料,可用于生产防冻液、聚酯纤维等产品。煤制乙二醇主要包括煤制合成气(CO和H2)和合成气制乙二醇两个步骤,煤制合成气的原理如下。C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)ΔH=131.5kJ•mol﹣1。(1)能表示煤制合成气反应的ΔH﹣TΔS与温度(T)关系的是。A.①B.②C.③D.④(2)一定条件下,在恒容密闭容器中模拟煤制合成气,能说明该反应已达到化学平衡状态的是(不定项)。A.体系内气体压强保持不变B.v(H2O)=v(CO)C.CO和H2的物质的量之比为1:1D.混合气体的密度保持不变(3)煤制合成气反应的平衡常数K与反应温度或压强的关系正确的是。A.B.C.D.合成气间接法制乙二醇的原料转化率高、催化剂经济性好,是目前生产乙二醇的主要方法,一种合成路线如图。(4)CH3ONO中电负性最大的元素是。A.CB.HC.OD.N(5)按照CO和H2的物质的量之比为1:2投料,该合成路线总的化学方程式为。合成气直接合成乙二醇正在研究中,主要反应如下。①2CO(g)+3H2(g)⇌HOCH2CH2OH(g)Δ②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)Δ(6)2CH3OH(g)⇌HOCH2CH2OH(g)+H2(g)ΔH3=kJ•mol﹣1。(7)在恒温恒容密闭容器中,关于该反应体系说法正确的是。(不定项)A.反应①正反应的活化能大于逆反应的活化能B.缩小容器体积,可以增加反应物分子中活化分子百分数C.反应达平衡后,向容器中充入少量氦气,乙二醇的生成速率不变D.反应达平衡后,降低温度,反应②逆反应速率先减小后逐渐恢复至原速率(8)向2L密闭容器中,充入一定量的合成气,在温度473K,催化剂Rh4(CO)12(含0.8mg﹣Rh)下,仅发生反应①和②。测得HOCH2CH2OH和CH3OH的时空收率分别为1.0mol•(mg﹣Rh)﹣1•h﹣1和0.5mol•(mg﹣Rh)﹣1•h﹣1(时空收率=产物的物质的量催化剂的用量×反应时间)。则用CO表示反应速率为mol•L﹣1•(9)一定条件下,使用某种铑催化剂发生反应①和②,下图为某一时刻,不同温度下CO的转化率,反应均未达平衡状态。温度从T5升高至T6,CO转化率减小可能的原因为。14.(2026春•南京校级月考)工厂烟气(主要污染物有SO2、NO)直接排放会造成空气污染,需要处理才能排放。(1)尿素[CO(NH2)2]溶液吸收。CO(NH2)2溶液脱硫的反应为:SO2+CO(NH2)2+2H2O=(NH4)2SO3+CO2。若吸收烟气时通入少量ClO2,可同时实现脱硫、脱硝。脱硝的反应分为两步:第一步:5NO+2ClO2+H2O=5NO2+2HCl;第二步:NO2和CO(NH2)2反应生成无毒害的气体和水。则第二步反应的化学方程式为。(2)Na2SO3溶液吸收。烟气中的SO2可用碱性的Na2SO3溶液吸收。随吸收过程的进行,吸收液中n(SO32-n(SO99:11:11:99pH8.27.26.2当吸收液呈中性时,溶液中离子①Na+、②SO32-、③HSO3-(3)O3氧化。O3氧化过程中部分反应的能量变化如图1所示。已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=﹣198kJ/mol,则反应2O3(g)=3O2(g)ΔH=kJ/mol。(4)NaClO2氧化。40℃时向一定量NaClO2溶液中按一定流速持续通入工厂烟气,溶液的pH与ORP值(氧化还原电位)随时间变化如图2所示。烟气中含有一定量SO2,能提高NO的脱除率,可能的原因是。(5)“纳米零价铁—H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NO在一定温度下,将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。①Fe2+催化H2O2分解产生电中性的HO•,HO•将NO氧化为NO3-的机理如图3所示(图中HO•也是电中性的),离子Y的化学式为②NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为。如图4所示,随反应温度上升,在(请填写温度区间),NO脱除率变化的主要原因是温度上升,反应速率加快。在120℃至140℃时,NO脱除率下降的主要原因是。③纳米零价铁的作用是。15.(2025秋•广西期末)二甲醚(CH3OCH3)是重要的有机合成原料。工业上常用合成气(主要成分为CO和H2)制备二甲醚,其主要反应如下:反应ⅰ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH1<0K1反应ⅱ.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2<0K2回答下列问题:(1)反应ⅲ为2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3K3①ΔH3=(用含ΔH1和ΔH2的代数式表示),K3=(用含K1和K2的代数式表示)。②反应ⅲ属于(填“吸热”或“放热”)反应,(填“高温”或“低温”)条件有利于反应ⅲ自发进行。(2)一定温度下,在体积为2L的刚性容器中充入1molCO(g)和一定量的H2(g),只发生反应ⅰ和反应ⅱ,平衡时CH3OCH3的分压[p(CH3OCH3),分压=总压×物质的量分数]与起始n(H若初始充入2molH2,此时容器内气体的总压强为2pkPa。5min时反应到达a点,CO的转化率为75%。①0~5min内,用CO(g)表示的平均反应速率为mol•L﹣1•min﹣1。②a点时,混合气体中H2O(g)的物质的量分数为%。③下列说法正确的是(填标号)。A.当CH3OCH3(g)的物质的量分数不再改变,反应体系达到平衡B.若适当升高温度,则反应ⅰ和反应ⅱ的平衡常数均增大C.不管反应进行至何时,混合气体中的氧原子的质量保持不变D.反应ⅰ和反应ⅱ中,反应物的键能总和均大于生成物的键能总和④该温度下,反应ⅰ的平衡常数K=。16.(2025秋•杭州期末)温和条件下,将CO转化为C2H4具有重要意义,某研究团队采用催化重整工艺,将CO高选择性转化为C2H4,流程如图1所示。反应器中发生如下反应:Ⅰ:2CO(g)+4H2(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)ΔH1=﹣210kJ•mol﹣1Ⅱ:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH2=+41kJ•mol﹣1请回答如下问题:(1)①反应Ⅰ在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。②提高C2H4平衡产率的条件是。A.高温高压B.低温高压C.高温低压D.低温低压(2)在恒定压强4.0MPa条件下,将n(CO):n(H2)=1:2的混合气体以一定的流速投入反应器中,只发生反应Ⅰ和Ⅱ,相同时间内,C2H4和CO2的选择性随温度变化曲线如图2所示。已知:C2H4的选择性=2n生成(C2H4①请解释C2H4选择性先升高后降低的原因(不考虑催化剂活性降低或失活);②300℃下,平衡时测得p(C2H4)=0.4MPa,p(CO2)=0.2MPa,则反应Ⅰ的平衡常数Kp=(MPa)﹣3(列出计算式,无需化简。以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。(3)若在恒定温度300℃下,保持进料比n(CO):n(H2)=1:2,增大压强。请在图3中画出C2H4和CO2的选择性随压强增大的变化示意图。(4)①在CO加氢生成乙烯(C2H4)的反应研究中,实验测得反应速率与氢气分压的0.5次方成正比,与CO分压无关,其速率方程可表示为:v=k•p(H2)0.5,其中k为速率常数,p(H2)为H2的分压。则推测决速步可能涉及(填“CO吸附”或“C加氢”)。②研究反应机理发现,CO在催化剂表面吸附解离为C*和O*(*表示吸附态),C*加氢逐步生成C2H4。该过程可视为按四步进行,请补充完整。CO*→C*+O*;C*+H*→CH*;;2CH2*→C2H4(g)。17.(2026•青浦区模拟)工业尾气中常含有NO和CO,可利用含Ni催化剂将其转化为CO2、N2或NH3。(1)Ni在元素周期表中的位置为。(2)已知常温下pH>7时,Ni2+会转化为Ni(OH)2沉淀,请用化学用语表示Ni(OH)2的沉淀溶解平衡。通过催化剂可将NO和CO转化为无毒气体。反应方程式为:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)ΔH<0,恒容密闭容器中,固定投料比,反应相同时间,不同温度下NO的转化率如图:(3)结合上图,下列说法正确的是。(不定项)A.混合气体的平均相对分子质量不再变化时,反应达到化学平衡状态B.使用更高效的催化剂,可提高NO平衡转化率C.NO转化率达到最高点时,反应不一定处于化学平衡状态D.达到平衡后,再通入NO,NO转化率增大(4)在250℃以下,升高温度NO转化率增大,请用碰撞理论解释原因(不考虑催化剂活性的变化):。(5)一定温度下,向2L密闭容器中充入2molNO和2.4molCO发生上述反应。10s时,容器内的总压强为起始时的85%。计算10s内v(CO2)=。采用电催化法可将NO转化为NH3,反应历程如图:(*表示吸附在催化剂表面)(6)反应的决速步骤为。A.NO*+H++e﹣=NOH*B.N*+H++e﹣=NH*C.NHD.NH(7)将15NO加入反应体系,通过实验测得如下谱图,可确定产物中含有15NH3。该谱图为。A.核磁共振氢谱B.质谱C.红外光谱D.原子吸收光谱将NH3通入H3PO4溶液可制氮肥。主要反应:H已知:H3PO4:Ka1=7.1×10-3、Ka2=6.2×10-8、Ka3=4.5×1(8)25℃,测得溶液pH=4.3,此时溶液中的微粒浓度大小关系:c(NH4+)(9)计算该反应的平衡常数K=(保留2位有效数字)。18.(2026春•青海月考)丁烯是一种重要的化工原料,主要用于脱氢制丁二烯,也可经水合成正丁醇。回答下列问题:Ⅰ.CO2氧化异丁烷()脱氢可以制备异丁烯()。(1)已知反应:2C4H10(异丁烷,g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l)ΔH1=﹣5756.4kJ•mol﹣12C4H10(正丁烷,g)+13O2(g)═8CO2(g)+10H2O(l)ΔC4H10(异丁烷,g)═C4H10(正丁烷,g)ΔH3则ΔH3=kJ•mol﹣1,C4H10(异丁烷,g)和C4H10(正丁烷,g)中更稳定的是。(2)CO2氧化异丁烷脱氢制备异丁烯,其反应为C4H10(异丁烷,g)+CO2=C4H(异丁烯,g)+H2O(g)+CO(g)ΔH,在Fe2O3催化作用下的反应机理如下:写出转化①的化学方程式:。Ⅱ.正丁烷(P)直接脱氢制2﹣丁烯(M)技术已进入工业化应用。正丁烷直接脱氢制2﹣丁烯过程发生如下两个反应:反应a.C4H10(正丁烷,g)⇌C4H8(2﹣丁烯,g)+H2(g)反应b.C4H10(正丁烷,g)⇌C4H6(丁二烯,g)+2H2(g)(3)在T1℃、p1kPa的恒压密闭容器中,按物质的量之比为1:2通入C4H10(正丁烷,g)和N2(g)的混合气体,发生上述反应。①从平衡角度说明通入N2的作用:。②下列情况不能说明可逆反应达到平衡的是(填标号)。A.气体密度不随时间变化B.气体总压强不随时间变化C.氢气的体积分数不随时间变化D.气体中碳元素的质量分数不随时间变化(4)在T℃、p0kPa的恒压密闭容器中,按物质的量之比为1:2通入C4H10(正丁烷,g)和N2(g)的混合气体,发生反应a、b,经tmin后,反应a和反应b均达到平衡,测得平衡时C4H10(正丁烷,g)、C4H8(2﹣丁烯,g)在含碳物质中的占比分别为20%、60%。①平衡时,p(H2)=kPa;0~tmin内的平均反应速率v[C4H10(正丁烷,g)]=(用含t、p0的式子表示)kPa•min﹣1。②该温度下,反应a的Kp=(用含p0的式子表示)kPa。19.(2026•杭州模拟)硫酸烧渣的主要成分是Fe2O3以及少量的FeO等,是很好的二次资源。在硫酸质量分数为55%、一定温度和相同时间下,H2C2O4加入量与铁元素的浸取率如图1所示。已知:①H2C2O4是二元弱酸,受热易分解②三价铁易溶于盐酸,二价铁易溶于硫酸,FeC2O4难溶③FeS溶于硫酸请回答:I.(1)当H2C2O4加入量为5%时,下列措施一定能增大Fe元素浸取率的是。A.进一步提高硫酸的浓度B.进一步提高浸取液的温度C.在浸取液中添加适量Na2S固体D.在浸取液中添加适量NaCl固体(2)当H2C2O4加入量大于20%时,铁元素浸取率下降的原因为。(3)当加入H2C2O4的总量一定时,溶液pH值与溶液中Fe(Ⅲ)的分布情况如图2所示,请在图2中画出[Fe(C2O4)3]3﹣的分数随pH的变化曲线。(4)在D2O中,一定浓度的H2C2O4溶液的1H—NMR(核磁共振氢谱)如图3所示,其中H2C2O4与HC2O4-的峰面积分别为a和b,则H2C2O4的Ka1=(用a、Ⅱ.浸出铁后的废液中含有C2O4(5)已知,在室温下:S2O82-+C2O42-=2SO42-+2CO2该反应在一天的时间尺度内没有显著发生,原因为。(6)少量[Ru(NH3)6]2+将S2O82-还原为S2O83-(负离子自由基),使S2O8序号反应a[Ru(NH3)6]2++S2O82-→[Ru(NH3)6]3++SbCO2-•+S2O82-→CO2cC2O42-+SO4-dS2O83-•→eC2O4-•→CO2①请按照反应的先后顺序排序a→→→→b。②已知体系中还会发生如下两个基元反应序号反应fRu(NH3)6]2++SO4-•→[Ru(NH3)6g[Ru(NH3)6]3++CO2-•→[Ru(NH3)6]若S2O82-与C2O42-不能快速消耗完,理由为20.(2026•河南校级模拟)CO2的捕集、利用与封存技术是实现碳达峰、碳中和的热点研究方向。根据所学知识,回答下列问题:Ⅰ.CO2的吸收。(1)实验室可用NaOH溶液吸收CO2.已知反应:2NaOH(aq)+CNaOH(aq)+NaHCONaOH(aq)+CO①a、b、c之间的关系为。②某温度下,NaOH溶液吸收一定量的CO2后,溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=1:5,则所得溶液的pH(2)工业上常用乙醇胺(HOCH2CH2NH2,可用RNH2表示)作CO2的吸收剂。①乙醇胺的沸点高于氨的原因是。②乙醇胺可实现对烟气中CO2的捕集和释放。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是。Ⅱ.CO2的利用。CO2与H2在催化剂CuxZnyAlz。的作用下可转化为CH3OH,体系中涉及的反应如下:主反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH4<0副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH5>0(3)CuxZnyAlz。形成的晶体的立方晶胞结构如图所示,Zn、Al、Cu的原子个数比为;晶体中,与Zn原子最近且等距离的Cu原子的数目为。(4)在催化剂作用下,将1molCO2、3molH2投入2L恒容密闭反应容器中,发生上述反应,反应温度对CO2平衡转化率、CH3OH选择性的影响如图。已知:CH3OH的选择性=n(转化为CH3OH消耗的CO2②260℃时,若反应经tmin达到平衡,则0﹣tmin内,v(H2O)=(用含t的式子表示)mol•L﹣1•min﹣1③260℃时,副反应的平衡常数Kx=(K2是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数,结果保留2位有效数字)。21.(2026•仁寿县校级一模)石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢,H2S的回收利用具有重要意义。(1)已知相关物质的燃烧热如表:物质H2SS(s)H2(g)燃烧热ΔH/(kJ•mol﹣1)﹣562.0﹣296.8﹣285.8则H2S(g)⇌H2(g)+S(s)ΔH=kJ•mol﹣1。(2)硫化氢与甲醇合成甲硫醇(CH3SH)的催化过程如图:①过程Ⅰ、Ⅱ均需要(填“吸收”或“放出”)能量。②总反应方程式可以表示为。(3)H2S和CH4的重整制氢涉及的反应如下:a.2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)ΔH1b.2H2S(g)+CH4(g)⇌CS2(g)+4H2(g)ΔH2①设Kp为压力平衡常数(其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用分压代替浓度。)反应a、b的lgKp在400~1000℃范围内随温度T的变化如图1所示,反应a、b均为反应。(填“吸热”或“放热”)②在恒压100kPa下按组成为n(H2S):n(CH4):n(Ar)=1:1:4.7通入混合气体,测得平衡状态下H2、S2的收率和H2S的转化率随温度的变化曲线如图2所示。已知:H2的收率=n(HⅠ.计算T1温度下H2的收率,此时反应a的Kp=kPa(保留2位有效数字)。Ⅱ.从800℃升温到1000℃过程中,反应a平衡向逆反应方向移动的原因。(4)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2合成尿素,下列能说明反应已经达到平衡状态的是。A.CO2的体积分数不再变化B.化学平衡常数K不变C.2v正(NH3)=v逆(CO2)D.体系中气体的密度不变(5)图中使用不同催化剂①,②,③时,反应至相同时间,容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线,能否判断A点已达平衡状态?(选填“能”或“不能”);T2℃以上曲线②n[CO(NH2)2]下降的原因可能是。(6)常温常压下,向一定浓度的KNO3(aq)中通入CO2至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示,电解过程中生成尿素的电极反应式为。22.(2026•云南一模)CO2催化甲烷化技术是实现“碳中和”的重要途径。该过程主要发生的反应i:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=﹣165kJ•mol﹣1反应ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ•mol﹣1回答下列问题:Ⅰ.利用ZrO2/CuN4或ZrO2/CuN1O2催化CO2甲烷化的反应路径如下:(1)在ZrO2/CuN1O2催化作用下,CO2甲烷化反应决速步骤的活化能为eV。(2)向某恒容密闭容器中充入5molCO2和20molH2,在不同温度下同时发生反应ⅰ、ⅱ,平衡体系中含碳物质的物质的量[n(X)]与温度(T)的关系如图:①一定温度下,下列叙述能说明反应ⅰ、ⅱ均达平衡状态的是(填标号)。A.混合气体中CO2的体积分数保持不变B.混合气体的密度保持不变C.CO2和H2O(g)物质的量之比保持不变D.v正(CH4)=v正(CO)②曲线Y表示的是(填化学式)的物质的量与温度的关系。③800K,CO2的平衡转化率为。若平衡时总压为pkPa,反应i的平衡常数Kp=kPa﹣2(列出计算式即可,已知Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数,物质的分压=总压×物质的量分数)。Ⅱ.利用不同Ni负载量的催化剂在300~700℃时催化CO2甲烷化,其他条件相同,反应和同时间内CH4产率随温度变化曲线如图:(3)由上图信息,CO2甲烷化的最佳反应条件为(填标号)。A.600℃、15%NiZSM﹣5B.650℃、15%Ni/ZSM﹣5C.650℃、15%Ni﹣Mg/ZSM﹣5D.700℃、15%Ni﹣Mg/ZSM﹣5(4)650℃~700℃,使用不同催化剂CH4产率均随温度升高而降低的原因是。23.(2026•广元模拟)碳达峰和碳中和是应对气候变化的重要策略,以CO2为原料合成甲醇可以减少CO2的排放,可以更快地实现碳达峰和碳中和。回答下列问题:Ⅰ、CO2和H2生成甲醇涉及的反应如下:ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=﹣49.5kJ•mol﹣1ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ•mol﹣1(1)反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3=kJ•mol﹣1。(2)T℃时,在主、副反应的混合体系中,平衡时,生成甲醇的选择性[CH3OH选择性=n生成①增大压强,甲醇的选择性增大的原因是。②T℃时,若在密闭容器中充入2molCO2和2.8molH2,在压强为pPa时,生成0.6molCO,则T℃时,主反应的压强平衡常数Kp=Pa﹣2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。Ⅱ、催化剂的性能测试:一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器,检测反应器出口气体的成分及其含量,计算CO2的转化率和CH3OH的选择性以评价催化剂的性能。(3)230℃时,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=5:18:1,则该温度下CO2的转化率为。(4)其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率和CH3OH的选择性的影响如图1、2所示。①由图1判断,A、B、C、D均未达到平衡状态的依据是。②温度高于260℃时,CO2平衡转化率升高的原因是。③温度相同时,CH3OH选择性的实验值略高于平衡值(见图2),从化学反应速率的角度解释原因:。24.(2026•锦州校级二模)尿素是含氮量较高的固体氮肥。回答下列问题:(1)基态氮原子核外电子占据的最高能级共有个原子轨道。(2)研究发现,高温高压下,合成尿素反应过程中存在如下液相平衡体系:主反应:2NH3(1)+CO2(1)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(l)(主反应反应进程中的能量变化如图所示);副反应:NH3(l)+CO2(l)+H2O(l)⇌NH4HCO3(l)。①主反应的焓变为kJ/mol(用含E1、E2、E3、E4的代数式表示)。②平衡体系内,部分组分的物质的量分数x(A)随初始n(NH3)n(CO2)的变化曲线如图所示,代表x(NH3)的是(填“a”或“b”);n(NH3)n(CO2)=2时,x[CO(NH2)2]x(H2O)(填“>”“<”或“=”);随着n(NH3)n(CO(3)工业上通过反应CO2(g)+2NH3(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH<0合成尿素,研究小组在恒容密闭容器中对该反应进行跟踪,测得CO2的平衡转化率与起始投料比η[η=n(NH3)n(CO2),η分别为若T1℃下,从反应开始至达到M点历时tmin,测得M点对应的总压强为akPa,则0~tmin内,NH3分压的平均变化速率为kPa/min(用含a、t的代数式表示),N点对应条件下的分压平衡常数为(kPa)﹣3(用含a的代数式表示,写出计算过程)。25.(2026•吴忠模拟)性能优越的催化剂是实现二氧化碳加氢制甲烷工业化的关键,CO2在催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)Δ反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2(1)表中是相关物质的标准摩尔生成焓(ΔfH物质CO2(g)H2(g)H2O(g)CO(g)Δj﹣393.50﹣241.8﹣110.5则ΔH2=。(2)一定条件下,CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)反应历程如图所示。该反应的反应速率由第步决定。(3)CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图所示。注:□表示氧原子空位已知:氧原子空位越多催化效果越好,催化剂上吸附或沉积太多的水、碳等,易使催化剂中毒。①若用C18O2参与反应,最终能在检验出18O。②研究发现,增大CO2浓度,反应速率增大并不明显。在不改变温度和催化剂种类的前提下,提出一种可以加快反应速率的方法。③若原料气中H2比例过低、过高均会减弱催化剂的活性,原因是。(4)在一定条件下,将1molCO2和4molH2通入一装有催化剂的恒容密闭容器中充分发生反应Ⅰ、Ⅱ。平衡时CH4和CO的选择性(选择性=转化为目标产物所消耗CO2的量①图中曲线b代表的是。②在上述条件下合成甲烷的适宜工业条件是(填序号),选择该条件的原因是。A.100~300KB.500~600KC.1000K以上③在573K的平衡状态下,反应Ⅱ的Kp=(保留两位有效数字)。Kp为用分压表示的平衡常数,气体的分压=总压×该气体的物质的量分数。26.(2026•茂名校级模拟)马来酸()及其衍生物在化工领域具有重要应用。(1)在CaNi2Si2催化作用下,能发生反应:。①基态Ni原子的价层电子排布式为。②上述反应在(填“低温”“高温”或“任意温度”)下能自发进行。③一定条件下,控制的流速为4×10﹣5mol•min﹣1,每分钟内的转化率与的选择性随时间变化关系如图所示。在第480min内,生成的速率可表示为mol•min﹣1;工业生产中,其他条件不变,适当减缓进料流速能增大反应物的转化率,原因可能是。(2)马来酸二甲酯加氢制备四氢呋喃()的反应过程如下。反应焓变(ⅰ)ΔH(ⅱ)ΔH(ⅲ)ΔH(ⅳ)ΔH4<0①反应的焓变ΔH=kJ•mol﹣1。②在初始温度为T℃的绝热刚性密闭容器中充入nmol和8nmolH2(g),th内,混合气体物质的量减少总量Δn与体系初始温度T的关系如图所示。请说明初始温度小于x℃时,曲线呈图中变化趋势的原因:。③往1L的恒容密闭容器中充入1mol(g)和2molH2(g),仅发生反应ⅲ、ⅳ,平衡时各组分物质的量浓度随温度变化曲线如图所示(其中有两种物质的变化曲线重合)。则表示平衡时,H2的物质的量随温度的变化曲线为(填“a”或“b”);计算200℃时,反应ⅲ的平衡常数K:(写出计算过程)。
2026年高考化学4月模拟试卷必刷题——一.解答题(共26小题)1.(2026•沈阳模拟)3﹣羟基丙酸乙酯(3—HP)、NH3为原料高效合成丙烯腈(CAN)的原理如下:反应Ⅰ:ΔH1>0反应Ⅱ:ΔH2>0回答下列问题:(1)部分化学键键能如下表所示,则ΔH1=n+m+q﹣x﹣p(用字母表示);此反应在高温时能自发进行(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。化学键C—OC—CC=CC—HO—HC=O键能(kJ•mol﹣1)mnpqxy(2)恒容时,n(NH3):n(3—HP)增大,EA单位时间产率降低,其原因是EA与NH3继续发生反应Ⅱ。(3)恒压密闭容器中,按物质的量之比为1:8:2通入3—HP、NH3、N2,平衡体系中含碳物种(C2H5OH除外)的物质的量分数随温度变化如图所示。表示EA物质的量分数曲线的是b(填字母),充入一定量N2的作用是降低各气体分压(扩大体积),使平衡正向移动。(4)T1℃时,反应Ⅱ的平衡常数Kx=0.008(以平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度计算)。(5)科学家通过计算模拟反应Ⅱ的反应历程有两步,其中第一步反应的化学方程式为:。但实验过程中未检测到的原因可能为第一步反应的Ea大于第二步反应,第二步反应速率快于第一步反应速率。【答案】(1)n+m+q﹣x﹣p;高温;(2)EA与NH3继续发生反应Ⅱ;(3)b;降低各气体分压(扩大体积),使平衡正向移动;(4)0.008;(5)第一步反应的Ea大于第二步反应,第二步反应速率快于第一步反应速率。【分析】(1)反应焓变等于反应物总键能﹣生成物总键能,分析题目方程式可知反应Ⅰ实质为C—O键、C—C键和C—H键断裂,形成C=C键和O—H键,由此可得ΔH1=n+m+q﹣x﹣p,或根据键能直接计算ΔH1=(3m+3n+9q+x+y)﹣(p+8q+2n+2m+y+2x)=n+m+q﹣x﹣p;由题目信息可知反应ⅠΔH1>0,反应气体分子数增加,ΔS>0;(2)恒容时,n(NH3):n(3—HP)增大,氨气浓度增大,反应Ⅱ正向移动,EA转化成CAN,使得单位时间内EA的产率降低;(3)反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,温度升高,反应平衡正向移动,温度升高,反应物3—HP逐渐减少(对应曲线a),产物EA先增大,后因反应Ⅱ正向进行,EA被消耗,物质的量分数下降,产物CAN的物质的量增大,由此可知EA的物质的量分数曲线应为b;恒压条件下充入N2,体系体积增大,相当于减压;(4)设初始投料n(3—HP)=1mol、n(NH3)=8mol、n(N2)=2mol,由图像可知,T1℃平衡时,n(3—HP)=0、n(EA)=n(CAN)=0.5mol,由反应Ⅱ可得此时n(C2H5OH)=0.5mol、n(NH3)=(8﹣0.5)mol=7.5mol,另外由反应Ⅰ、Ⅱ可知生成水的物质的量n(H2O)=(1+0.5)mol=1.5mol,则容器内气体总物质的量为(0.5+0.5+0.5+7.5+2+1.5)mol=12.5mol;(5)由反应进程图可知,第一步反应的活化能大于第二步反应,则第二步反应的反应速率比第一步反应快,第一步反应生成的会迅速发生第二步反应。【解答】解:(1)反应焓变等于反应物总键能﹣生成物总键能,反应Ⅰ实质为C—O键、C—C键和C—H键断裂,形成C=C键和O—H键,由此可得ΔH1=n+m+q﹣x﹣p,或根据键能直接计算ΔH1=(3m+3n+9q+x+y)﹣(p+8q+2n+2m+y+2x)=n+m+q﹣x﹣p;反应ⅠΔH1>0,反应气体分子数增加,ΔS>0,根据自发反应ΔG=ΔH﹣TΔS<0可得该反应在高温条件下能自发进行,故答案为:n+m+q﹣x﹣p;高温;(2)恒容时,n(NH3):n(3—HP)增大,氨气浓度增大,反应Ⅱ正向移动,EA转化成CAN,使得单位时间内EA的产率降低,故答案为:EA与NH3继续发生反应Ⅱ;(3)反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,温度升高,反应平衡正向移动,温度升高,反应物3—HP逐渐减少(对应曲线a),产物EA先增大,后因反应Ⅱ正向进行,EA被消耗,物质的量分数下降,产物CAN的物质的量增大,由此可知EA的物质的量分数曲线应为b;恒压条件下充入N2,体系体积增大,相当于减压,促进反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动,提高原料转化率,故答案为:b;降低各气体分压(扩大体积),使平衡正向移动;(4)设初始投料n(3—HP)=1mol、n(NH3)=8mol、n(N2)=2mol,T1℃平衡时,n(3—HP)=0、n(EA)=n(CAN)=0.5mol,由反应Ⅱ可得此时n(C2H5OH)=0.5mol、n(NH3)=(8﹣0.5)mol=7.5mol,另外由反应Ⅰ、Ⅱ可知生成水的物质的量n(H2O)=(1+0.5)mol=1.5mol,则容器内气体总物质的量为(0.5+0.5+0.5+7.5+2+1.5)mol=12.5mol,反应Ⅱ的平衡常数Kx故答案为:0.008;(5)第一步反应的活化能大于第二步反应,则第二步反应的反应速率比第一步反应快,第一步反应生成的会迅速发生第二步反应,所以检测不到,故答案为:第一步反应的Ea大于第二步反应,第二步反应速率快于第一步反应速率。【点评】本题考查化学平衡,侧重考查学生基础知识的掌握情况,试题难度中等。2.(2026•杨浦区模拟)氨是生产化肥、硝酸的原料,也作制冷剂、脱硝剂和储氢载体。目前,工业上主要由N2和H2合成NH3,已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=﹣92kJ•mol﹣1。(1)能增加合成NH3反应有效碰撞的措施有:升高温度、增大压强、使用催化剂。(2)合成氨反应达平衡后,若只改变一种条件,下列结论正确的是BC。(不定项)A.升高温度,对v(正)影响更大B.增大压强,对v(正)影响更大C.减小c(NH3),对v(逆)影响更大D.使用催化剂,对v(逆)影响更大(3)某工厂,采用铁催化剂,在500℃,30MPa,氢氮比为2.9的条件下合成氨。①合成塔中n(NH3)和n(H2)随时间变化如图所示。下列叙述正确的是AD。(不定项)A.a点处的正反应速率比b点处大B.b点处反应达到平衡状态C.d点(t1时)和e点(t2时)处n(H2)不同D.其他条件不变,550℃反应至t1时,n(H2)比d点处值大②该工厂日产氨1000t,若其他条件不变,将反应温度从500℃降低至200℃,该工厂日产氨约为D。(已知:温度每升高10℃,速率加快为原来的2倍;230≈109)A.10tB.1tC.10gD.1g常温常压下将废水中的硝酸盐还原为氨,兼具脱硝与氨再生双重价值。该方法以硼﹣四氧化三钴(B—Co3O4)纳米颗粒为催化剂。(4)组成B—Co3O4的三种元素,第一电离能由小到大的顺序是C。A.B<Co<OB.O<B<CoC.Co<B<OD.B<O<Co用如图所示装置,通过电催化还原NO3-制(5)阴极反应式为NO3-(6)通电前,向阴极室加入NaOH使溶液呈碱性,其原因是溶液显碱性,能降低c(H+),减弱H+得电子的能力,减少析氢副反应的发生或碱性环境有利于将反应生成的NH4+转化为NH3(7)涂覆B—Co3O4碳纸的操作是:取一定量B—Co3O4粉末于萘酚与乙醇混合溶液中,经超声分散后得到胶体,再将其均匀涂覆在碳纸上,晾干备用。①超声分散与化学实验中搅拌(填操作名称)的作用相似。②下列关于该胶体的说法正确的是AC。(不定项)A.分散质为B—Co3O4,分散剂为萘酚与乙醇的混合溶液B.外观均一、稳定,但静置一段时间会出现沉淀C.用激光笔照射该胶体,能观察到丁达尔现象D.B—Co3O4粒子直径大于100nm,能透过滤纸不能透过半透膜③若将B—Co3O4粉末直接涂覆在碳纸上使用,会导致电催化反应速率降低,说明原因。B—Co3O4粉末直接涂覆易团聚,减小了催化剂与反应物的接触面积,催化效率降低,反应速率减慢。【答案】(1)增大压强;使用催化剂;(2)BC;(3)①AD;②D;(4)C;(5)NO(6)溶液显碱性,能降低c(H+),减弱H+得电子的能力,减少析氢副反应的发生或碱性环境有利于将反应生成的NH4+转化为(7)①搅拌;②AC;③B—Co3O4粉末直接涂覆易团聚,减小了催化剂与反应物的接触面积,催化效率降低,反应速率减慢。【分析】(1)能增加有效碰撞即可加快反应速率,合成氨反应中,升高温度、增大反应物浓度、增大压强、使用催化剂都可以加快反应速率;(2)A.该反应正反应放热,升高温度,正、逆速率都增大;B.该反应正反应气体分子数减少,增大压强,正、逆速率都增大;C.减小生成物NH3浓度,逆反应速率瞬间减小,正反应速率瞬间不变;D.催化剂同等程度改变正、逆反应速率;(3)①A.a点反应物H2浓度大于b点,正反应速率a点更大;B.b点后H2、NH3物质的量仍在变化,未达到平衡;C.t1后H2物质的量不再变化,d点和e点n(H2)相等;D.该反应放热,升温平衡逆向移动,且温度升高反应速率更快,t1时已达到平衡,平衡时n(H2)大于d点;②温度从500℃降到200℃,共降低300℃,每降低10℃速率变为原来的12,因此速率变为原来的((4)Co为金属元素,B、O为非金属元素,通常金属元素的第一电离能小于非金属元素,故Co的第一电离能最小;B和O同周期,同周期第一电离能从左到右逐渐增大;(5)阴极发生得电子的还原反应,NO3-NO﹣3得电子生成(6)溶液显碱性,能降低c(H+),减弱H+得电子的能力,减少析氢副反应的发生或碱性环境有利于将反应生成的NH4+转化为(7)①超声分散的作用是使催化剂颗粒均匀分散在混合溶液中,其作用和实验中的搅拌相似;②该胶体中,分散质为B—Co3O4,分散剂为萘酚和乙醇的混合溶液;胶体分散质粒子直径为1∼100nm;胶体是介稳体系,性质稳定,静置不会产生沉淀;胶体具有丁达尔效应;③胶体中催化剂颗粒分散均匀,直接涂覆粉末会导致催化剂团聚,比表面积减小,反应物与催化剂接触面积减小。【解答】解:(1)能增加有效碰撞即可加快反应速率,合成氨反应中,升高温度、增大反应物浓度、增大压强、使用催化剂都可以加快反应速率,增加有效碰撞,故答案为:增大压强;使用催化剂;(2)A.该反应正反应放热,升高温度,正、逆速率都增大,对逆反应速率影响更大,故A错误;B.该反应正反应气体分子数减少,增大压强,正、逆速率都增大,对正反应速率影响更大,故B正确;C.减小生成物NH3浓度,逆反应速率瞬间减小,正反应速率瞬间不变,对v逆响更大,故C正确;D.催化剂同等程度改变正、逆反应速率,故D错误;故答案为:BC;(3)①A.a点反应物H2浓度大于b点,正反应速率a点更大,故A正确;B.b点后H2、NH3物质的量仍在变化,未达到平衡,故B错误;C.t1后H2物质的量不再变化,d点和e点n(H2)相等,故C错误;D.该反应放热,升温平衡逆向移动,且温度升高反应速率更快,t1时已达到平衡,平衡时n(H2)大于d点,故D正确;故答案为:AD;②温度从500℃降到200℃,共降低300℃,每降低10℃速率变为原来的12,因此速率变为原来的(12)30≈1109故答案为:D;(4)Co为金属元素,B、O为非金属元素,通常金属元素的第一电离能小于非金属元素,故Co的第一电离能最小;B和O同周期,同周期第一电离能从左到右逐渐增大,故第一电离
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