2025年高考化学考试易错题(新高考通用)易错化学反应原理综合题题组（学生版+教师版）
易错化学反应原理综合题题组
1．（2024·四川遂宁·三模）苯甲醛()是生产氨苄青霉素、某些苯胺染料等产品的重要中间体。制备苯甲醛的常用方法有气相催化氧化法和电催化氧化法。
I．气相催化氧化法(以Ce／ZSM-5为催化剂)主要反应： (g)+O2(g) (g)+H2O(g) ΔH
(1)已知：
① (g)+ 8O2(g)=7CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-3452.6kJ/mol
② (g)+9O2(g)= 7CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-3784.9kJ/mol
则反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g) ΔH= kJ·mol-1
(2)在一容积为2L的密闭容器中分别充入甲苯和氧气各2mol，在同一时间(80min)、不同温度下测得甲苯的转化率、苯甲醛的选择性和收率如图所示，其中：
温度控制在380℃，前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为 。
(3)其他条件相同、不同空速下测得苯甲醛的选择性和收率如图所示。
已知：①空缝指鼓入空气的速度，单位为h-1；
②苯甲醛只有吸附在催化剂表面才能被进一步氧化为苯甲酸。
据以上信息，分析空缝由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加的原因： 。
(4)合成苯甲醛的最佳温度和空速应为___________(填序号)。
A．350℃、5000h-1 B．350℃、2500h-1
C．410℃、5000h-1 D．410℃、2500h-1
II．电催化氧化法
以硫酸酸化的MnSO4溶液作为电解媒质间接氧化甲苯制备苯甲醛的工艺方案如图所示：
(5)生成苯甲醛的离子方程式为 ；右池生成0.1mol H2时，左池可产生 mol。
2．（2024届·福建龙岩·三模）丙烯腈()是合成橡胶及合成树脂等工业中的重要原料，以
为原料合成丙烯腈的反应过程如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
科学家通过计算得出反应Ⅱ的历程包含p、q两步，其中p步反应的化学方程式为：
已知：部分化学键键能如下表所示：
化学键
键能(kJ·mol-1) 413 463 389 348 305 615 351 745 891
(1)q步反应的热化学方程式为 。
(2)在盛有催化剂、压强为的恒压密闭容器中按体积比充入和NH3发生反应，通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如下图所示。
① 0(填“>”“<”)。
②含碳物质检测过程中，未检测出，反应活化能相对大小应为p q(填“>”或“<”)。
③M点时，体系中的体积分数 (保留三位有效数字)。
④N点时，反应Ⅱ的压强平衡常数 (保留三位有效数字)；范围内，物质的量分数表示的平衡常数的相对大小：反应Ⅰ 反应Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
⑤上述条件下丙烯腈的平衡产率不高，实际生产中会向反应器中再充入一定量(不参与反应)，请解释该操作的目的并说明理由 。
3．（2024届广东省揭阳二模）、(主要指和)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的、是环境保护的重要课题。
已知：
反应1：
反应2：
反应3：
反应4：
回答下列问题：
（1）计算 ，已知反应3的，则该反应自发进行的最高温度为 (取整数)K。
（2）已知反应4在某催化剂作用下的反应历程如图。
① (填“”或“”)0.
②该反应历程的决速步骤为 。
③可提高该反应中平衡转化率的措施有 (填两条)。
（3）向密闭容器中充入一定量的和，保持总压为，发生反应4.当时的平衡转化率随温度以及下NO的平衡转化率随投料比的变化关系如图：
①能表示此反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A．气体的密度保持不变
B．的浓度不变
C．
②表示时的平衡转化率随温度的变化关系曲线是 (填“＂或“II")，理由是 。
③a、d两点对应的平衡常数大小比较为 (填“>”“<”或“=”)。
④b点对应条件下的压强平衡常数 (为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，列出计算式即可)。
4．（2024届广东省深圳二模）实验室模拟某含有机酸工业废水的处理过程。
．利用先与金属阳离子络合再被紫外光催化降解的方法去除，其机理如下：
（1）和发生络合反应生成有色物质：
①基态的价电子排布式为 。
②下列有关上述络合反应的说法中，正确的有 (填标号)。
A．反应达平衡时，溶液的颜色不再变化
B．增大浓度，逆反应速率减小
C．过低不利于的生成
D．升高温度，该平衡正向移动
（2）紫外光催化降解：
若有机酸为，则光催化降解反应的离子方程式为： 。
___________ ___________ ___________ ___________
．利用有机溶剂从废水中萃取的方法去除。该过程涉及以下反应：
(i)
(ii)
(iii)
（3）根据盖斯定律，反应(有机相)的 。
（4）水相的以及体系温度对的平衡分配比有影响。
已知：。
①常温下，配制体积相同、不同、含粒子总浓度相同的系列溶液，分别加入等量有机溶剂萃取。测算并得到随变化的曲线如图所示。分析随升高而降低的原因 。
②当所配制的溶液时，随的变化曲线如图所示。
萃取宜在 温度下进行(填“较高”或“较低”)。
经测定，在图中点对应温度下，反应(ii)平衡常数，忽略水相中的电离，则有机相中 ；计算该温度下，反应(iii)的平衡常数 (写出计算过程)。
5．（2024届广东省梅州二模）科学、安全、有效和合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的要求和责任。
（1）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用，催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图1所示。则过程的焓变 。(列出计算式)
（2）我国科学家采用和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。和在催化剂表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在作用下产生乙烯、丙烯示意图如图2所示。
①吸附态用*表示，甲氧基过程中， 的生成是决速步骤。(填化学式)
②具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm)，笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。短链烯烃选择性提高的原因是 。
（3）废水中铬(VI)主要以和形式存在，处理的方法之一是将铬(Ⅵ)还原为，再转化为沉淀。常温下，和在溶液中存在如下平衡：，该反应的平衡常数。
①若废水中(Ⅵ)的总物质的量浓度，要将废水中调节为，则需调节溶液的 。(忽略调节时溶液体积的变化)
②有关该平衡说法正确的是 (填序号)
A．反应达平衡时，今和的浓度相同
B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加
C．溶液的颜色不变，说明反应达到平衡
D．加入少量固体，平衡时与之比保持不变
（4）纳米零价铁可处理电镀废水中的甘氨酸铬。
①甘氨酸铬(结构简式如图3所示)分子中与铬配位的原子为 。
②纳米零价铁对甘氨酸铬的去除机理如图4所示。对初始铬浓度为20mg/L的甘氨酸铬去除率进行研究，总铬去除率随时间的变化如图5所示，AB段变化的原因是 。
图4 图5
6．（2024届·辽宁朝阳·三模）氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。
Ⅰ．甲醇-水催化重整可获得氢气。
(1)表中数据是该反应中相关物质的标准摩尔生成焓数据(标准摩尔生成焓是指在298.15K、100kPa下由稳定态单质生成1mol化合物时的焓变)。
物质
0 -393.5 -241.8 -200.7
则 ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
Ⅱ．乙醇-水催化重整亦可获得，主要反应如下：
反应①：
反应②：
(2)向恒容密闭容器中充入1mol 和3mol 发生上述反应①和②，初始时体系压强为100kPa．平衡时的分布分数、的产率随温度的变化曲线如图所示。
①为提高氢气的平衡产率，可采取的措施为 (写出2条)。
②200℃以后，解释曲线a随温度变化趋势的原因： 。
③温度为500℃时，反应经10min达到平衡，此时乙醇的转化率为60%，则0~10min内 ，该温度下，反应②的 (保留小数点后两位)。
(3)乙醇燃料电池(电极材料a和b均为惰性电极)广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域，工作原理如图所示，写出负极的电极反应式： ，当转移1.2mol电子时，正极消耗的氧气的体积为 L(标准状况下)。
7．（2024届·青海西宁·三模）为实现“碳中和”“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。利用氢气和CO反应生成甲烷，涉及的反应如下：
i．
ii．
iii．
回答下列问题：
(1)在25℃和101kPa下，转变为时放出44.0kJ热量，的燃烧热为，CO的燃烧热为，的燃烧热为，则 。
(2)一定温度下，在恒容的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO的转化率及的选择性随变化的情况如图所示[已知的选择性]。
①图中表示选择性变化的曲线是 （填“甲”或“乙”），保持不变，曲线甲由B点达到A点需要的条件为 。
②相同温度下，向恒容容器内加入和1molCO，初始压强为10MPa，平衡时的物质的量为 mol，反应ii的 （保留小数点后一位）。
(3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种，催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为 。
8．（2024届·陕西渭南·三模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径，其中CO2转化为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.01kJ mol-1
反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2＞0
请回答下列问题：
(1)若利用反应I计算反应II的反应热△H2，还需要知道一个化学反应的△H，写出该反应的化学方程式 。
(2)在催化剂条件下，反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。
写出该反应机理中决速步的热化学方程式： 。
(3)在恒温恒压(260℃，1.8MPa)下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如表。
反应器 CO2平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s
普通反应器(A) 25.0% 80.0% 10.0
分子筛膜催化反应器(B) ＞25.0% 100.0% 8.0
已知：
i.分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能；
ii.CH3OH的选择性=×100%
①在普通反应器(A)中，下列能作为反应I和反应II均达到平衡状态的判断判据是 (填字母)。
A．气体压强不再变化
B．气体的密度不再改变
C．v正(CO2)=3v逆(H2)
D．各物质浓度比不再改变
②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是 ；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是 。
③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)= mol s-1；反应II的化学平衡常数Kp(II)= (列出化简后的计算式即可)。
(4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示，请写出Cu电极上的电极反应： 。
9．（2024·山东菏泽二模）还原CO2是实现“双碱”经济的有效途径之一，涉及反应如下：
Ⅰ：
Ⅱ：
回答下列问题：
（1）物质的标准生成焓是指在标态和某温度下，由元素最稳定的单质生成1mol纯净物时的焓变。一些物质298K时的标准生成焓（）
物质
/ -74.8 -110 -393.5 -286 0
（2）有利于提高CO平衡产率的条件是______（填标号）。
A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压
（3）反应Ⅰ的正、逆反应速率方程为：、，、符合阿伦尼乌斯公式（为活化能：T为温度：R、c为常数），实验测得的实验数据如图所示，则正反应的活化能 ，升高温度的值 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）一定温度和压强下，重整反应中会因发生副反应而产生积碳，从而导致催化剂活性降低。若向容器中通入过量水蒸气可以清除积碳．反应的化学方程式为 ，的值 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（5）在101kPa时，工业上按投料加入刚性密闭容器中，只发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，和的平衡转化率与温度的关系如图所示．温度高于1200 K时，和的平衡转化率趋于相等的原因可能是 ；计算1000 K时反应Ⅱ的压强平衡常数 （计算结果保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数）。
10．（2024·山东济宁二模）乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺，该过程中发生下列反应：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
回答下列问题：
（1）已知和的燃料热分别为、，18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量，则 ，反应Ⅰ在 条件下能自发进行。
（2）已知：水碳比（S/C）是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值，水碳比（S/C）分别为2和4时，反应温度对平衡产率的影响如图所示：
表示水碳比的曲线是 （填“a”或“b”），水碳比时，平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小，平衡产率逐渐减小的原因可能是 。
（3）已知：S表示选择性，；在时，1MPa下，平衡时和随温度的变化；350℃下，平衡时和随压强的变化均如图2所示。平衡常数随温度变化如图3所示。
①350℃下，选择性随压强变化的曲线是 （填字母）。
②图中B、C、D、M、N、P、Q7个点中与A点处于相同化学平衡状态的点有 个。
③在一定温度和压强下，向容积可变的密闭容器中通入2mol和1mol，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ达到平衡点C，测得平衡时体系中气体物质的量增加40%，则反应Ⅱ的 （保留2位有效数字）。
11．（2024·四川遂宁·三模）苯甲醛()是生产氨苄青霉素、某些苯胺染料等产品的重要中间体。制备苯甲醛的常用方法有气相催化氧化法和电催化氧化法。
I．气相催化氧化法(以Ce／ZSM-5为催化剂)主要反应： (g)+O2(g) (g)+H2O(g) ΔH
(1)已知：
① (g)+ 8O2(g)=7CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-3452.6kJ/mol
② (g)+9O2(g)= 7CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-3784.9kJ/mol
则反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g) ΔH= kJ·mol-1
(2)在一容积为2L的密闭容器中分别充入甲苯和氧气各2mol，在同一时间(80min)、不同温度下测得甲苯的转化率、苯甲醛的选择性和收率如图所示，其中：
温度控制在380℃，前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为 。
(3)其他条件相同、不同空速下测得苯甲醛的选择性和收率如图所示。
已知：①空缝指鼓入空气的速度，单位为h-1；
②苯甲醛只有吸附在催化剂表面才能被进一步氧化为苯甲酸。
据以上信息，分析空缝由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加的原因： 。
(4)合成苯甲醛的最佳温度和空速应为___________(填序号)。
A．350℃、5000h-1 B．350℃、2500h-1
C．410℃、5000h-1 D．410℃、2500h-1
II．电催化氧化法
以硫酸酸化的MnSO4溶液作为电解媒质间接氧化甲苯制备苯甲醛的工艺方案如图所示：
(5)生成苯甲醛的离子方程式为 ；右池生成0.1mol H2时，左池可产生 mol。
12．（2024届·青海西宁·三模）为实现“碳中和”“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。利用氢气和CO反应生成甲烷，涉及的反应如下：
i．
ii．
iii．
回答下列问题：
(1)在25℃和101kPa下，转变为时放出44.0kJ热量，的燃烧热为，CO的燃烧热为，的燃烧热为，则 。
(2)一定温度下，在恒容的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO的转化率及的选择性随变化的情况如图所示[已知的选择性]。
①图中表示选择性变化的曲线是 （填“甲”或“乙”），保持不变，曲线甲由B点达到A点需要的条件为 。
②相同温度下，向恒容容器内加入和1molCO，初始压强为10MPa，平衡时的物质的量为 mol，反应ii的 （保留小数点后一位）。
(3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种，催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为 。
13．（2024届·陕西渭南·三模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径，其中CO2转化为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.01kJ mol-1
反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2＞0
请回答下列问题：
(1)若利用反应I计算反应II的反应热△H2，还需要知道一个化学反应的△H，写出该反应的化学方程式 。
(2)在催化剂条件下，反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。
写出该反应机理中决速步的热化学方程式： 。
(3)在恒温恒压(260℃，1.8MPa)下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如表。
反应器 CO2平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s
普通反应器(A) 25.0% 80.0% 10.0
分子筛膜催化反应器(B) ＞25.0% 100.0% 8.0
已知：
i.分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能；
ii.CH3OH的选择性=×100%
①在普通反应器(A)中，下列能作为反应I和反应II均达到平衡状态的判断判据是 (填字母)。
A．气体压强不再变化
B．气体的密度不再改变
C．v正(CO2)=3v逆(H2)
D．各物质浓度比不再改变
②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是 ；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是 。
③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)= mol s-1；反应II的化学平衡常数Kp(II)= (列出化简后的计算式即可)。
(4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示，请写出Cu电极上的电极反应： 。
14．（2024届·安徽合肥·三模）催化加氢有利于实现碳的循环利用，在催化剂的作用下可发生如下反应：
①；
②；
③。
回答下列问题：
(1)已知相关化学键键能如表所示：
化学键
键能 a b c d e
根据表中键能数据计算出 (用字母表示)。
(2)已知反应③的速率方程为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数。
①如图所示(表示速率常数的对数，表示温度的倒数)、、、四条斜线中有两条分别表示、随的变化关系曲线，其中能表示随变化关系的是斜线 (填图中字母)。
②下列措施能使速率常数减小的是 (填选项字母)。
A．减小压强 B．减小温度 C．减小的浓度 D．更换成负催化剂
(3)在恒温恒容有某催化剂的密闭容器中充入和，发生上述三个反应。该温度下反应均达平衡时，测得为、为、为，则的选择性为 (选择性=)；反应②的平衡常数为 (列出计算式即可)。
(4)若测得上述三个反应在不同温度下的平衡转化率和甲醇的选择性如图所示：
通过图示分析，更适合生产甲醇的温度为 (填选项字母)。
A．400℃ B．600℃ C．800℃ D．1000℃
高于800℃时，转化率增大的主要原因是 。
15．（2024届·湖南邵阳·三模）丙烯是一种重要的化工原料，但丙烯的产是仅通过石油的催化裂解反应无法满足工业生产需求。工业上，有如下方法制备丙烯：
Ⅰ．丙烷脱氢法制丙烯：
①丙烷无氧脱氢法：
②丙烷氧化脱氢法：
(1)反应②的正反应活化能 逆反应活化能（填“＞”或“＜”）。
(2)不同压强下，向密闭容器中充入气体发生反应①，丙烷平衡转化率随温度变化关系如图：在、条件下，若向密闭容器中充入和的混合气体，则平衡时丙烷转化率 （填“＞”或“＝”或“＜”）。
(3)如图为采用羰基催化剂催化氧化丙烷：的机理，下列说法正确的是______（填字母）。
A．该机理中，有键、键的断裂与形成
B．若有参与反应，最终存在于羰基催化剂和中
C．若和充分反应，则可制得
D．为了提高反应的速率和反应物转化率，温度越高越好
(4)丙烯是一种燃料，以熔融碳酸盐（用表示）为电解质，丙烯——空气燃料电池的负极的电极反应式 。
Ⅱ．丁烯和乙烯的催化反应制丙烯：
主反应：
副反应：
(5)乙烯的电子式为 。
(6)某温度下，保持体系总压强为，按投料，达平衡状态时，、的转化率分别为、，则平衡时 ；主反应的压强平衡常数 （保留一位小数）。
16．（2024·山东聊城二模）三氯甲硅烷是生产多晶硅的原料，工业合成体系中同时存在如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
部分化学键的键能数据如表所示：
化学键
键能 318 431 360 436
回答下列问题：
（1） 。
（2）压强与进料比都会影响的产率-。图甲为及不同压强下随的变化情况，由图甲可知最合适的进料比为 ；，上述反应达到平衡时在 (填或)压强下最大；时，接近于零的原因是 。
（3）在一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中加入一定量的和，发生上述反应，达到平衡时，容器中为为，此时的浓度为 (用含的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为 。
（4）忽略副反应，反应I在不同催化剂作用下反应相同时间、的转化率随温度的变化如图乙，下列说法正确的是_______(填序号)。
A．催化剂I效果最佳，对应的平衡转化率最大
B．b点，可以适当延长反应时间提高的转化率
C．c点转化率降低可能是因为温度过高，催化剂失去活性
D．平衡常数：
17．（2024届·安徽合肥·三模）催化加氢有利于实现碳的循环利用，在催化剂的作用下可发生如下反应：
①；
②；
③。
回答下列问题：
(1)已知相关化学键键能如表所示：
化学键
键能 a b c d e
根据表中键能数据计算出 (用字母表示)。
(2)已知反应③的速率方程为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数。
①如图所示(表示速率常数的对数，表示温度的倒数)、、、四条斜线中有两条分别表示、随的变化关系曲线，其中能表示随变化关系的是斜线 (填图中字母)。
②下列措施能使速率常数减小的是 (填选项字母)。
A．减小压强 B．减小温度 C．减小的浓度 D．更换成负催化剂
(3)在恒温恒容有某催化剂的密闭容器中充入和，发生上述三个反应。该温度下反应均达平衡时，测得为、为、为，则的选择性为 (选择性=)；反应②的平衡常数为 (列出计算式即可)。
(4)若测得上述三个反应在不同温度下的平衡转化率和甲醇的选择性如图所示：
通过图示分析，更适合生产甲醇的温度为 (填选项字母)。
A．400℃ B．600℃ C．800℃ D．1000℃
高于800℃时，转化率增大的主要原因是 。
18．（2024届·四川凉山·三模）2023年杭州亚运会主火炬创新使用了“零碳”甲醇作为燃料，所谓“零碳”，是指每合成1吨该甲醇可以消耗约1.375吨的二氧化碳，实现了二氧化碳的资源化利用、废碳再生。回答下列问题：
(1)合成甲醇的工艺分两类：
①直接法原理为：
利于该反应自发进行的条件为 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
②间接法合成原理如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
则 。该法的决速步骤为反应Ⅰ，则下列示意图中能体现上述反应反应进程与能量变化的是 。
A． B．
C． D．
③在某催化剂存在条件下，反应Ⅱ的反应历程(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量，＊表示吸附在催化剂上)如图所示：
则中间态V中吸附在催化剂表面的物质可表示为 。
(2)一定温度下，利用直接法合成甲醇，将二氧化碳和氢气按物质的量之比混合并在恒定压强为44MPa条件下进行反应，达平衡时的转化率为90％，则平衡时的分压为 ，该反应的分压平衡常数 。
(3)直接甲醇燃料电池是指直接使用甲醇为电极活性物质的燃料电池，写出该电池在酸性条件下的负极反应方程式 。
(4)目前有多种用于工业捕集的方法，其中一种为以溶液吸收，若某工厂的吸收液吸收一定量后测得溶液中，则该溶液的 (已知该温度下碳酸的，)。
19．（2024届·广东东莞·三模）氰化物是指含有氰基或氰根离子的一类化合物，广泛应用于工业与农业中。
(1)工业上以甲烷和氨气为原料在高温和催化剂的作用下发生反应Ⅲ制备HCN。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
则反应Ⅲ：
(2)在一定温度条件下，向1L恒容密闭容器中加入2mol和2mol发生反应Ⅲ，10min时反应达到平衡， 此时体积分数为30%。
①0~10min内用表示的平均反应速率为 。若保持温度不变，再向容器中加入和各1mol，则此时 （填“>”“=”或“<”）。
②由实验得到的关系可用如图甲表示。当x点升高到某一温度后，反应重新达到平衡，则x点将移动到图甲中的 点（填字母标号）。
(3)可做氧化废水中的催化剂，氧化过程中总氰化物（、HCN等）去除率随溶液初始pH变化如图乙所示。当溶液初始pH>10时，在一段时间内总氰化物去除率下降的原因可能是 。
(4)常温下（－溶液体系中存在平衡关系：；；；，平衡常数依次为、、、。含Cd物种的组分分布分数δ、平均配位数与的关系如图所示。
已知：（过程中HCN浓度几乎不变），；，，，；平均配位数，其中M代表中心离子，L代表配体。
①曲线Ⅱ代表的含Cd微粒为 。
②的平衡常数为 。
③下列有关说法中，正确的是 。
A．降低pH，有利于生成
B．pH=7时，
C．平衡后加水稀释，与的浓度之比增大
④a点时， 。（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。
20．（2024届·山东济宁·三模）CO2耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()是综合利用CO2的热点研究领域，制备苯乙烯涉及的主要反应如下：
反应I．(g) (g)+H2(g) △H1
反应Ⅱ． △H2＞0
反应Ⅲ．(g)+CO2(g) (g)+CO(g)+H2O(g)△H3＞0
(1)相关的化学键键能数据如下：
化学键 H-H C-H C-C C=C
436 413 348 615
利用上表数据计算△H1为 ，为提高的平衡转化率，可采取的措施为 。
(2)向密闭容器中按一定比例投入原料气，达到平衡时随温度变化关系如图所示。三种原料气配比分别为：I．只有乙苯、Ⅱ．n(乙苯):n(CO2)=1:5、Ⅲ．n(乙苯):n(Ar)=1:5
①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(Ar)=1:5的曲线为 (填A、B或C)。
②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(CO2)=1:5的曲线为 (填A、B或C)，从平衡移动的角度解释CO2的作用： 。
(3)向恒容密闭容器中，投入乙苯和CO2各1mol，此时气体压强为P0，催化脱氢制备苯乙烯，除上述反应外，还发生副反应：(g)+H2(g)(g)+CH4(g) △H4＜0，测得反应体系中甲苯的选择性s()、乙苯的平衡转化率、CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。表示乙苯的平衡转化率的曲线是 ；T1温度下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp= (保留两位小数)。
()易错化学反应原理综合题题组
1．（2024·四川遂宁·三模）苯甲醛()是生产氨苄青霉素、某些苯胺染料等产品的重要中间体。制备苯甲醛的常用方法有气相催化氧化法和电催化氧化法。
I．气相催化氧化法(以Ce／ZSM-5为催化剂)主要反应： (g)+O2(g) (g)+H2O(g) ΔH
(1)已知：
① (g)+ 8O2(g)=7CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-3452.6kJ/mol
② (g)+9O2(g)= 7CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-3784.9kJ/mol
则反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g) ΔH= kJ·mol-1
(2)在一容积为2L的密闭容器中分别充入甲苯和氧气各2mol，在同一时间(80min)、不同温度下测得甲苯的转化率、苯甲醛的选择性和收率如图所示，其中：
温度控制在380℃，前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为 。
(3)其他条件相同、不同空速下测得苯甲醛的选择性和收率如图所示。
已知：①空缝指鼓入空气的速度，单位为h-1；
②苯甲醛只有吸附在催化剂表面才能被进一步氧化为苯甲酸。
据以上信息，分析空缝由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加的原因： 。
(4)合成苯甲醛的最佳温度和空速应为___________(填序号)。
A．350℃、5000h-1 B．350℃、2500h-1
C．410℃、5000h-1 D．410℃、2500h-1
II．电催化氧化法
以硫酸酸化的MnSO4溶液作为电解媒质间接氧化甲苯制备苯甲醛的工艺方案如图所示：
(5)生成苯甲醛的离子方程式为 ；右池生成0.1mol H2时，左池可产生 mol。
【答案】(1)-332.3
(2)6×10-4 mol/(L·min)
(3)空速较高时，苯甲醛易从催化剂表面脱落，抑制了苯甲醛进一步被氧化，降低了苯甲醛氧化为苯甲酸的几率，所以苯甲醛选择性增加
(4)B
(5) +4Mn3++H2O→+4H++4Mn2+ 0.05mol
【详解】（1）
由盖斯定律可知，②-①可得反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g)，则反应ΔH=(-3784.9kJ/mol)-(-3452.6kJ/mol)=-332.3kJ/mol；
（2）由图可知，温度控制在380℃，80min时苯甲醛的选择性和甲苯的转化率分别为40%和12%，则前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为=6×10-4 mol/(L·min)；
（3）由图可知，当空速由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加说明空速较高时，苯甲醛易从催化剂表面脱落，抑制了苯甲醛进一步被氧化，降低了苯甲醛氧化为苯甲酸的几率，所以苯甲醛选择性增加；
（4）由图可知，温度为350℃、空速为2500h-1时，苯甲醛选择性和收率最高，则合成苯甲醛的最佳温度和空速应为350℃、2500h-1，故选B；
（5）
由Mn2+转化为Mn3+可知，与电源的正极a电极相连的电极为电解池的阳极，阳极生成的Mn3+在溶液中与甲苯反应生成Mn2+、苯甲醛和氢离子，与负极b电极相连的电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，则甲苯氧化为甲醛的反应为+4Mn3++H2O→+4H++4Mn2+；
电池的总反应为+H2O→+2H2↑，所以右池生成0.1mol氢气时，左池可产生0.05mol苯甲醛。
2．（2024届·福建龙岩·三模）丙烯腈()是合成橡胶及合成树脂等工业中的重要原料，以
为原料合成丙烯腈的反应过程如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
科学家通过计算得出反应Ⅱ的历程包含p、q两步，其中p步反应的化学方程式为：
已知：部分化学键键能如下表所示：
化学键
键能(kJ·mol-1) 413 463 389 348 305 615 351 745 891
(1)q步反应的热化学方程式为 。
(2)在盛有催化剂、压强为的恒压密闭容器中按体积比充入和NH3发生反应，通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如下图所示。
① 0(填“>”“<”)。
②含碳物质检测过程中，未检测出，反应活化能相对大小应为p q(填“>”或“<”)。
③M点时，体系中的体积分数 (保留三位有效数字)。
④N点时，反应Ⅱ的压强平衡常数 (保留三位有效数字)；范围内，物质的量分数表示的平衡常数的相对大小：反应Ⅰ 反应Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
⑤上述条件下丙烯腈的平衡产率不高，实际生产中会向反应器中再充入一定量(不参与反应)，请解释该操作的目的并说明理由 。
【答案】(1)
(2) > < 2.14 > 提高丙烯腈的平衡转化率，因为恒压充入，反应Ⅱ分压减小，平衡正向移动
【详解】（1）
由反应Ⅱ的历程包含p、q两步，则q步反应=反应Ⅱ-p步,故该反应的化学方程式为，根据反应热=反应物键能总和-生成物键能总和，在分子结构中含有8个键、1个键、2个键、2个键、1个键，在分子结构中含有3个键，在分子结构中含有3个键、1个键、1个键、1个键、1个键、2个键，在分子结构中含有5个键、1个键、1个键、1个键，故=；
故答案为：；
（2）
从图中可看出，在200℃之前，平衡体系中的含碳物质的物质的量分数很小，且几乎不变，即反应Ⅱ反应程度变化不大，平衡体系中的含碳物质的物质的量分数随温度升高而增大，的含碳物质的物质的量分数随温度升高而减小，则说明反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅰ为吸热反应，；
反应Ⅱ的历程包含p、q两步，含碳物质检测过程中，未检测出，说明生成该物质的速率慢，消耗该物质的速率快，即其中q步为决速步骤，该步骤活化能较大，p步活化能
N点平衡体系中与的含碳物质的物质的量分数均为50%，几乎为0，利用三段式分析，，则则，解得，平衡体系中与的物质的量均为1mol，的物质的量为14mol，的物质的量为3mol，的物质的量为1mol，气体总物质的量为20mol，反应Ⅱ的压强平衡常数；
反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为吸热反应（温度升高，的含碳物质的物质的量分数增大，反应Ⅱ平衡正移），在200℃之前，平衡体系中的含碳物质的物质的量分数很小，即反应Ⅱ反应程度小，平衡常数小，含碳物质的物质的量分数较大，反应Ⅰ反应程度大，平衡常数大于反应Ⅱ平衡常数，且随温度升高到一定温度，几乎为0，则平衡常数，反应Ⅱ随温度升高，平衡常数增大，但仍小于反应Ⅰ平衡常数，故反应Ⅰ平衡常数>反应Ⅱ平衡常数；
再充入一定量，总压不变情况下，各物质的分压减小，相当于减小压强，则反应Ⅱ平衡正向移动，提高丙烯腈的平衡转化率；
故答案为：>；<；12.4%；2.14；>；提高丙烯腈的平衡转化率，因为恒压充入，反应Ⅱ分压减小，平衡正向移动。
3．（2024届广东省揭阳二模）、(主要指和)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的、是环境保护的重要课题。
已知：
反应1：
反应2：
反应3：
反应4：
回答下列问题：
（1）计算 ，已知反应3的，则该反应自发进行的最高温度为 (取整数)K。
（2）已知反应4在某催化剂作用下的反应历程如图。
① (填“”或“”)0.
②该反应历程的决速步骤为 。
③可提高该反应中平衡转化率的措施有 (填两条)。
（3）向密闭容器中充入一定量的和，保持总压为，发生反应4.当时的平衡转化率随温度以及下NO的平衡转化率随投料比的变化关系如图：
①能表示此反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。
A．气体的密度保持不变
B．的浓度不变
C．
②表示时的平衡转化率随温度的变化关系曲线是 (填“＂或“II")，理由是 。
③a、d两点对应的平衡常数大小比较为 (填“>”“<”或“=”)。
④b点对应条件下的压强平衡常数 (为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，列出计算式即可)。
【答案】（1）-746.0 3729
（2） 过程4 降温、加压(或其他合理答案)
（3） I 该反应为放热反应，温度越高，的平衡转化率越小
【解析】（1）根据盖斯定律，（2×反应1）减反应2可得： ；反应自发进行需要满足，，则该反应自发进行的最高温度为3729K。
（2）①因为反应物的能量高于生成物的能量，所以是放热反应，<0；②活化能越大，反应速率越慢，则是决速步骤，所以答案是过程4；③可提高该反应中平衡转化率的措施有降温、加压(或其他合理答案)。
（3）①A．因为压强不变，该反应是气体分子数减小的反应，则混合气体的体积减小，由质量守恒知，混合气体的质量不变，所以混合气体的密度是变量，当密度保持不变时达平衡，A正确；B．平衡之前，的浓度是变量，当浓度不变时达平衡，B正确；C．当正逆反应速率之比等于化学计量数之比时，反应达平衡，即达平衡，C错误。故选AB。②该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，所以的平衡转化率随温度的变化关系曲线是I。③该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，并且平衡常数只与温度有关，所以温度越高，平衡常数越小，a点温度低，d点温度高，所以 >。④b点，的平衡转化率是80%，设开始投入氢气4mol，则为1mol，转化了0.8mol，，平衡时气体总物质的量为，。
4．（2024届广东省深圳二模）实验室模拟某含有机酸工业废水的处理过程。
．利用先与金属阳离子络合再被紫外光催化降解的方法去除，其机理如下：
（1）和发生络合反应生成有色物质：
①基态的价电子排布式为 。
②下列有关上述络合反应的说法中，正确的有 (填标号)。
A．反应达平衡时，溶液的颜色不再变化
B．增大浓度，逆反应速率减小
C．过低不利于的生成
D．升高温度，该平衡正向移动
（2）紫外光催化降解：
若有机酸为，则光催化降解反应的离子方程式为： 。
___________ ___________ ___________ ___________
．利用有机溶剂从废水中萃取的方法去除。该过程涉及以下反应：
(i)
(ii)
(iii)
（3）根据盖斯定律，反应(有机相)的 。
（4）水相的以及体系温度对的平衡分配比有影响。
已知：。
①常温下，配制体积相同、不同、含粒子总浓度相同的系列溶液，分别加入等量有机溶剂萃取。测算并得到随变化的曲线如图所示。分析随升高而降低的原因 。
②当所配制的溶液时，随的变化曲线如图所示。
萃取宜在 温度下进行(填“较高”或“较低”)。
经测定，在图中点对应温度下，反应(ii)平衡常数，忽略水相中的电离，则有机相中 ；计算该温度下，反应(iii)的平衡常数 (写出计算过程)。
【答案】（1）
（2）827
（3）
（4）升高，反应(i)平衡正移，导致反应(ii)平衡逆移，平衡分配比下降 较低 图中点，lgD=1.0，则；反应(ii)平衡常数，则，，忽略水相中的电离，则，故，，反应(iii)的平衡常数为
【解析】（1）①铁原子失去3个电子形成铁离子，基态的价电子排布式为。
②A．反应达平衡时，各物质的浓度不再改变，溶液的颜色不再变化，正确；
B．增大浓度，物质浓度增大，反应速率加快，则逆反应速率加快，错误；
C．过低，使得平衡逆向移动，不利于的生成，正确；
D．反应为放热反应，升高温度，该平衡逆向移动，错误；
故选AC；
（2）光催化降解反应中铁离子化合价由+3变为+2、碳元素化合价由0变为+4，结合电子守恒可知，反应为：827；
（3）由盖斯定律可知，2×(ii)+ (iii)-2×(i)得反应(有机相)，则；
（4）①升高，促使反应(i)平衡正移，导致反应(ii)平衡逆移，使得有机相中HR减小，平衡分配比下降；
②由图可知，萃取宜在较低温度下进行，此时值较大，萃取效果较好。
图中点，lgD=1.0，则；反应(ii)平衡常数，则，，忽略水相中的电离，则，故，，反应(iii)的平衡常数为。
5．（2024届广东省梅州二模）科学、安全、有效和合理地使用化学品是每一位生产者和消费者的要求和责任。
（1）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用，催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图1所示。则过程的焓变 。(列出计算式)
（2）我国科学家采用和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。和在催化剂表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在作用下产生乙烯、丙烯示意图如图2所示。
①吸附态用*表示，甲氧基过程中， 的生成是决速步骤。(填化学式)
②具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm)，笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。短链烯烃选择性提高的原因是 。
（3）废水中铬(VI)主要以和形式存在，处理的方法之一是将铬(Ⅵ)还原为，再转化为沉淀。常温下，和在溶液中存在如下平衡：，该反应的平衡常数。
①若废水中(Ⅵ)的总物质的量浓度，要将废水中调节为，则需调节溶液的 。(忽略调节时溶液体积的变化)
②有关该平衡说法正确的是 (填序号)
A．反应达平衡时，今和的浓度相同
B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加
C．溶液的颜色不变，说明反应达到平衡
D．加入少量固体，平衡时与之比保持不变
（4）纳米零价铁可处理电镀废水中的甘氨酸铬。
①甘氨酸铬(结构简式如图3所示)分子中与铬配位的原子为 。
②纳米零价铁对甘氨酸铬的去除机理如图4所示。对初始铬浓度为20mg/L的甘氨酸铬去除率进行研究，总铬去除率随时间的变化如图5所示，AB段变化的原因是 。
图4 图5
【答案】（1）
（2） 短链烯烃可顺利从催化剂笼口八环孔脱离
（3）4.5 BC
（4）N、O 有部分被还原为释放到溶液中结合为甘氨酸铬
【解析】（1）结合反应历程，第一步反应热：，第二步反应热：，第三步反应热：，根据盖斯定律，焓变：；
（2）①能垒越大反应速率越慢，慢反应决定整体反应速率，据图可知，步骤能垒最大，为决速步骤；
②短链烯烃选择性提高的原因：短链烯烃可顺利从催化剂笼口八环孔脱离；
（3）①若废水中(Ⅵ)的总物质的量浓度，要将废水中调节为，设为xmol/L，则为100xmol/L，根据Cr原子守恒：，解得，根据，解得，即需调节pH至4.5；
②
A．反应达平衡时，组分中离子浓度不变，但离子浓度不一定相等，A错误；
B．加入少量水稀释，促进弱电解质电离，溶液中离子总数增加，B正确；
C．溶液的颜色不变，说明溶液中各组分浓度不变，反应达到平衡，C正确；
D．加入少量固体，根据，温度不变，平衡常数不变，由于平衡正向移动，酸性增强，则平衡时与之比减小，D错误；
答案选BC；
（4）①由甘氨酸铬结构图可知，Cr提供空轨道，N、O提供孤电子对形成配位键；
②AB段短暂增大的原因：有部分被还原为释放到溶液中结合为甘氨酸铬。
6．（2024届·辽宁朝阳·三模）氢能是一种重要的绿色能源，在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。
Ⅰ．甲醇-水催化重整可获得氢气。
(1)表中数据是该反应中相关物质的标准摩尔生成焓数据(标准摩尔生成焓是指在298.15K、100kPa下由稳定态单质生成1mol化合物时的焓变)。
物质
0 -393.5 -241.8 -200.7
则 ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
Ⅱ．乙醇-水催化重整亦可获得，主要反应如下：
反应①：
反应②：
(2)向恒容密闭容器中充入1mol 和3mol 发生上述反应①和②，初始时体系压强为100kPa．平衡时的分布分数、的产率随温度的变化曲线如图所示。
①为提高氢气的平衡产率，可采取的措施为 (写出2条)。
②200℃以后，解释曲线a随温度变化趋势的原因： 。
③温度为500℃时，反应经10min达到平衡，此时乙醇的转化率为60%，则0~10min内 ，该温度下，反应②的 (保留小数点后两位)。
(3)乙醇燃料电池(电极材料a和b均为惰性电极)广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域，工作原理如图所示，写出负极的电极反应式： ，当转移1.2mol电子时，正极消耗的氧气的体积为 L(标准状况下)。
【答案】(1) +49 高温
(2) 减小体系的压强、分离出CO2 升高温度，反应②正向进行程度大于反应①正向进行程度，COx中CO2的含量降低 1.5 0.60
(3) 6.72
【详解】（1）①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH==；故答案为+49；
②,时反应能自发进行，CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH>0，ΔS>0，故高温有利于反应自发进行；故答案为高温；
（2）①为提高氢气的平衡产率，反应①平衡需向正反应方向移动，反应②平衡向逆反应方向移动，可以减小体系压强或分离出CO2；故答案为减小体系压强 分离出CO2；
②曲线b对应平衡时氢气的产率，曲线a对应平衡时CO2的分布分数，曲线C对应平衡时CO的分布分数；由图知200℃以后a曲线随温度的升高呈现降低趋势，说明CO2的分布分数随温度升高而降低，其原因在于升高温度反应②正向进行程度大于反应①正向进行程度，COx中CO2的含量降低；故答案为：升高温度反应②正向进行程度大于反应①正向进行程度，COx中CO2的含量降低；
③温度为500℃时，反应经10min达到平衡，此时乙醇的转化率为60%，依据反应①列三段式如下：
500℃，由图知δ(CO2)= δ(CO)=50%，说明平衡时n(CO2)= n(CO)=0.6mol；依据反应②列三段式如下：
得出平衡时n(C2H5OH)=0.4mol，n(H2)=3mol，n(H2O)=1.8mol，n(CO2)= n(CO)=0.6mol；总物质的量n（平衡）=6.4mol。起始时总物质的量n（起始）=4mol，p（起始）=100kPa,,；恒温恒容时，压强比等于物质的量比，故p（平衡）=，平衡时分压分别为，，，，，故答案为：1.5；
④反应②的，故答案为：0.60；
（3）①乙醇燃料电池中乙醇在负极反应，失电子，生成二氧化碳和水，电极反应式为：；故答案为：；
②乙醇燃料电池中氧气在正极反应，得电子，电极反应式为：，当转移1.2mol电子时，正极消耗的氧气0.3mol，标准状况下体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L；故答案为：6.72。
7．（2024届·青海西宁·三模）为实现“碳中和”“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。利用氢气和CO反应生成甲烷，涉及的反应如下：
i．
ii．
iii．
回答下列问题：
(1)在25℃和101kPa下，转变为时放出44.0kJ热量，的燃烧热为，CO的燃烧热为，的燃烧热为，则 。
(2)一定温度下，在恒容的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO的转化率及的选择性随变化的情况如图所示[已知的选择性]。
①图中表示选择性变化的曲线是 （填“甲”或“乙”），保持不变，曲线甲由B点达到A点需要的条件为 。
②相同温度下，向恒容容器内加入和1molCO，初始压强为10MPa，平衡时的物质的量为 mol，反应ii的 （保留小数点后一位）。
(3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种，催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为 。
【答案】(1)-206.1
(2) 甲 降低温度或增大压强 0.32 0.4
(3) 6
【详解】（1）根据燃烧热定义，求得反应的焓变，根据转变为放热44.0kJ，求得反应 ；
（2）①随增大，CO的转化率一直变大，即曲线乙表示CO转化率；当增大时，根据反应i、iii分析，选择性变大，当足够大时，选择性基本不变，故曲线甲代表选择性；选择性曲线甲由B点到A点，即选择性变大，依据燃烧热可求，，温度对反应i、、iii影响更大，降温利于生成；加压对生成的无影响，而有利于生成，故条件为降温或加压；②根据图像，时，平衡时CO转化率为40%，选择性为90%，则平衡时：，，，根据氧原子守恒可得；根据氢原子守恒可得，气体总物质的量为；恒温恒容下，气体的压强之比等于物质的量之比，则平衡时压强为；反应ii的；
（3）根据循环图易判断中间体为6种；根据循环图，催化加氢制甲醇，产物有，故总反应的化学方程式为。
8．（2024届·陕西渭南·三模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径，其中CO2转化为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.01kJ mol-1
反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2＞0
请回答下列问题：
(1)若利用反应I计算反应II的反应热△H2，还需要知道一个化学反应的△H，写出该反应的化学方程式 。
(2)在催化剂条件下，反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。
写出该反应机理中决速步的热化学方程式： 。
(3)在恒温恒压(260℃，1.8MPa)下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如表。
反应器 CO2平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s
普通反应器(A) 25.0% 80.0% 10.0
分子筛膜催化反应器(B) ＞25.0% 100.0% 8.0
已知：
i.分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能；
ii.CH3OH的选择性=×100%
①在普通反应器(A)中，下列能作为反应I和反应II均达到平衡状态的判断判据是 (填字母)。
A．气体压强不再变化
B．气体的密度不再改变
C．v正(CO2)=3v逆(H2)
D．各物质浓度比不再改变
②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是 ；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是 。
③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)= mol s-1；反应II的化学平衡常数Kp(II)= (列出化简后的计算式即可)。
(4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示，请写出Cu电极上的电极反应： 。
【答案】(1)H2O(g)H2O(l)的ΔH
(2)H2COO*+2H2(g)=H2CO*+OH*+H2(g) ΔH=+40.49 kJ/mol
(3) BD 反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动 在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动 0.02
(4)
【详解】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热量；反应II中生成H2O(g)，若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为H2O(g)H2O(l)的ΔH。
（2）由图可知，热化学方程式H2COO*+2H2(g) =H2CO*+OH*+H2(g)=ΔH=(-0.58+1)ev/mol=+0.42×96.4 kJ/mol=+40.49 kJ/mol的活化能最大，化学反应速率最慢，为反应机理中的决速步。
（3）①A．在恒温恒压下进行反应，压强为常量，A不符合题意；
B．在恒温恒压下进行反应，容器体积为变量，气体总质量始终不变，则混合气体的密度为变量，其不变说明反应已达平衡，B符合题意；
C．v正(CO2)=3v逆(H2)，此时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，C不符合题意；
D．各物质浓度比不再改变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，D符合题意；
故选BD；
②反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动，导致甲醇的选择性随温度升高而降低；分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能，故导致在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动，使得CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)；
③在恒温恒压下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)反应，若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，则氢气投料3mol；CO2平衡转化率为25%，则反应二氧化碳0.25mol，甲醇的选择性80%，则生成甲醇0.25mol×80%=0.2mol，则：
反应I从开始到平衡态的平均反应速率；平衡时总的物质的量为3.6mol，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.75mol、2.35mol、0.05mol、0.25mol，则二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分压分别为、、、，反应II为等气体分子数的反应，则化学平衡常数Kp(II)= 。
（4）由图可知，铜极为阴极，二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲醇，反应为。
9．（2024·山东菏泽二模）还原CO2是实现“双碱”经济的有效途径之一，涉及反应如下：
Ⅰ：
Ⅱ：
回答下列问题：
（1）物质的标准生成焓是指在标态和某温度下，由元素最稳定的单质生成1mol纯净物时的焓变。一些物质298K时的标准生成焓（）
物质
/ -74.8 -110 -393.5 -286 0
（2）有利于提高CO平衡产率的条件是______（填标号）。
A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压
（3）反应Ⅰ的正、逆反应速率方程为：、，、符合阿伦尼乌斯公式（为活化能：T为温度：R、c为常数），实验测得的实验数据如图所示，则正反应的活化能 ，升高温度的值 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）一定温度和压强下，重整反应中会因发生副反应而产生积碳，从而导致催化剂活性降低。若向容器中通入过量水蒸气可以清除积碳．反应的化学方程式为 ，的值 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（5）在101kPa时，工业上按投料加入刚性密闭容器中，只发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，和的平衡转化率与温度的关系如图所示．温度高于1200 K时，和的平衡转化率趋于相等的原因可能是 ；计算1000 K时反应Ⅱ的压强平衡常数 （计算结果保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数）。
【答案】（1）+330.3
（2）C
（3）300 增大
（4） 减小
（5）1200K以上时以反应Ⅰ为主，二者转化率趋于相等 0.355
【解析】（1）根据焓变=反应键能和-生成物键能和得，根据盖斯定律，
（2）反应Ⅰ、反应Ⅱ均为吸热反应，升温平衡正向移动，可提高CO平衡产率，反应Ⅰ正向是气体体积增大的反应，低压平衡正向移动，可提高CO平衡产率，压强对反应Ⅱ的平衡移动无影响，故选C；
（3）根据阿伦尼乌斯公式将图中数据代入，，两式相减，求得300；当反应Ⅰ：达平衡时，=， ，该反应为吸热反应，升高温度K值增大；
（4）水蒸气可以清除积碳，反应为：；增大，副反应平衡常数为定值，则值减小；
（5）1200K以上时以反应Ⅰ为主，二者转化率趋于相等；设开始时，n(CO2) =n(CH4)=1mol，1000 K时CH4转化率为80%即反应了0.80mol，可得三段式：
对于副反应，n(CO2) =0.2mol，n(CO)=n(H2)=1.6mol，CO2转化率为85%即反应了0.85mol-0.8mol=0.05mol
反应达平衡后，n(H2)=1.55mol，n(CO2)=0.15mol，n(CO)=1.65mol，n(H2O)=0.05mol，n总=3.5mol, 0.355。
10．（2024·山东济宁二模）乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺，该过程中发生下列反应：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
回答下列问题：
（1）已知和的燃料热分别为、，18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量，则 ，反应Ⅰ在 条件下能自发进行。
（2）已知：水碳比（S/C）是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值，水碳比（S/C）分别为2和4时，反应温度对平衡产率的影响如图所示：
表示水碳比的曲线是 （填“a”或“b”），水碳比时，平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小，平衡产率逐渐减小的原因可能是 。
（3）已知：S表示选择性，；在时，1MPa下，平衡时和随温度的变化；350℃下，平衡时和随压强的变化均如图2所示。平衡常数随温度变化如图3所示。
①350℃下，选择性随压强变化的曲线是 （填字母）。
②图中B、C、D、M、N、P、Q7个点中与A点处于相同化学平衡状态的点有 个。
③在一定温度和压强下，向容积可变的密闭容器中通入2mol和1mol，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ达到平衡点C，测得平衡时体系中气体物质的量增加40%，则反应Ⅱ的 （保留2位有效数字）。
【答案】（1） 高温
（2）b 升高温度反应均正向移动，主要发生反应Ⅱ
（3）a 3 0.24
【解析】（1）反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
反应Ⅳ
反应Ⅴ
由盖斯定律可知反应I= 反应Ⅴ×2 +反应Ⅲ-4×反应Ⅳ，因此；反应Ⅰ为吸热的熵增反应，在高温下可自发进行；
（2）水的量越大生成氢气的产率越高，即水碳比越大氢气的产率越高，因此水碳比(S/C)=4的曲线是b；反应Ⅰ是吸热反应，升高温度有利于H2的生成，约600℃时达到最大，但继续升高温度有利于反应Ⅱ向正反应方向进行，此时体系内主要发生反应Ⅱ消耗H2，因此H2的产率会出现先增大后逐渐减小；
（3）①反应I反应Ⅱ均为吸热反应，由图3可知反应I受温度影响比反应Ⅱ大，反应随温度升高，平衡逆向，浓度减少，则选择性随压强变化的曲线是a；
②图中M、Q、D与A点处于相同化学平衡状态，答案为3个；
③在一定温度和压强下，向容积可变的密闭容器中通入2mol和1mol，
测得平衡时体系中气体物质的量增加40%，反应Ⅰ
反前后=3mol×40%=1.2mol，可知生成的=0.8mol
由反应气体物质的量增加可知以反应I为主，则二氧化碳的生成量大于一氧化氢的生成量，C点为=20% ，n(CO)=0.16mol
。
11．（2024·四川遂宁·三模）苯甲醛()是生产氨苄青霉素、某些苯胺染料等产品的重要中间体。制备苯甲醛的常用方法有气相催化氧化法和电催化氧化法。
I．气相催化氧化法(以Ce／ZSM-5为催化剂)主要反应： (g)+O2(g) (g)+H2O(g) ΔH
(1)已知：
① (g)+ 8O2(g)=7CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-3452.6kJ/mol
② (g)+9O2(g)= 7CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-3784.9kJ/mol
则反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g) ΔH= kJ·mol-1
(2)在一容积为2L的密闭容器中分别充入甲苯和氧气各2mol，在同一时间(80min)、不同温度下测得甲苯的转化率、苯甲醛的选择性和收率如图所示，其中：
温度控制在380℃，前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为 。
(3)其他条件相同、不同空速下测得苯甲醛的选择性和收率如图所示。
已知：①空缝指鼓入空气的速度，单位为h-1；
②苯甲醛只有吸附在催化剂表面才能被进一步氧化为苯甲酸。
据以上信息，分析空缝由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加的原因： 。
(4)合成苯甲醛的最佳温度和空速应为___________(填序号)。
A．350℃、5000h-1 B．350℃、2500h-1
C．410℃、5000h-1 D．410℃、2500h-1
II．电催化氧化法
以硫酸酸化的MnSO4溶液作为电解媒质间接氧化甲苯制备苯甲醛的工艺方案如图所示：
(5)生成苯甲醛的离子方程式为 ；右池生成0.1mol H2时，左池可产生 mol。
【答案】(1)-332.3
(2)6×10-4 mol/(L·min)
(3)空速较高时，苯甲醛易从催化剂表面脱落，抑制了苯甲醛进一步被氧化，降低了苯甲醛氧化为苯甲酸的几率，所以苯甲醛选择性增加
(4)B
(5) +4Mn3++H2O→+4H++4Mn2+ 0.05mol
【详解】（1）
由盖斯定律可知，②-①可得反应 (g)+ O2(g) (g) +H2O(g)，则反应ΔH=(-3784.9kJ/mol)-(-3452.6kJ/mol)=-332.3kJ/mol；
（2）由图可知，温度控制在380℃，80min时苯甲醛的选择性和甲苯的转化率分别为40%和12%，则前80min内生成苯甲醛的平均反应速率为=6×10-4 mol/(L·min)；
（3）由图可知，当空速由1000h-1增大至2500h-1过程中苯甲醛选择性增加说明空速较高时，苯甲醛易从催化剂表面脱落，抑制了苯甲醛进一步被氧化，降低了苯甲醛氧化为苯甲酸的几率，所以苯甲醛选择性增加；
（4）由图可知，温度为350℃、空速为2500h-1时，苯甲醛选择性和收率最高，则合成苯甲醛的最佳温度和空速应为350℃、2500h-1，故选B；
（5）
由Mn2+转化为Mn3+可知，与电源的正极a电极相连的电极为电解池的阳极，阳极生成的Mn3+在溶液中与甲苯反应生成Mn2+、苯甲醛和氢离子，与负极b电极相连的电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，则甲苯氧化为甲醛的反应为+4Mn3++H2O→+4H++4Mn2+；
电池的总反应为+H2O→+2H2↑，所以右池生成0.1mol氢气时，左池可产生0.05mol苯甲醛。
12．（2024届·青海西宁·三模）为实现“碳中和”“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。利用氢气和CO反应生成甲烷，涉及的反应如下：
i．
ii．
iii．
回答下列问题：
(1)在25℃和101kPa下，转变为时放出44.0kJ热量，的燃烧热为，CO的燃烧热为，的燃烧热为，则 。
(2)一定温度下，在恒容的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO的转化率及的选择性随变化的情况如图所示[已知的选择性]。
①图中表示选择性变化的曲线是 （填“甲”或“乙”），保持不变，曲线甲由B点达到A点需要的条件为 。
②相同温度下，向恒容容器内加入和1molCO，初始压强为10MPa，平衡时的物质的量为 mol，反应ii的 （保留小数点后一位）。
(3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种，催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为 。
【答案】(1)-206.1
(2) 甲 降低温度或增大压强 0.32 0.4
(3) 6
【详解】（1）根据燃烧热定义，求得反应的焓变，根据转变为放热44.0kJ，求得反应 ；
（2）①随增大，CO的转化率一直变大，即曲线乙表示CO转化率；当增大时，根据反应i、iii分析，选择性变大，当足够大时，选择性基本不变，故曲线甲代表选择性；选择性曲线甲由B点到A点，即选择性变大，依据燃烧热可求，，温度对反应i、、iii影响更大，降温利于生成；加压对生成的无影响，而有利于生成，故条件为降温或加压；②根据图像，时，平衡时CO转化率为40%，选择性为90%，则平衡时：，，，根据氧原子守恒可得；根据氢原子守恒可得，气体总物质的量为；恒温恒容下，气体的压强之比等于物质的量之比，则平衡时压强为；反应ii的；
（3）根据循环图易判断中间体为6种；根据循环图，催化加氢制甲醇，产物有，故总反应的化学方程式为。
13．（2024届·陕西渭南·三模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径，其中CO2转化为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.01kJ mol-1
反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2＞0
请回答下列问题：
(1)若利用反应I计算反应II的反应热△H2，还需要知道一个化学反应的△H，写出该反应的化学方程式 。
(2)在催化剂条件下，反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。
写出该反应机理中决速步的热化学方程式： 。
(3)在恒温恒压(260℃，1.8MPa)下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如表。
反应器 CO2平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间/s
普通反应器(A) 25.0% 80.0% 10.0
分子筛膜催化反应器(B) ＞25.0% 100.0% 8.0
已知：
i.分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能；
ii.CH3OH的选择性=×100%
①在普通反应器(A)中，下列能作为反应I和反应II均达到平衡状态的判断判据是 (填字母)。
A．气体压强不再变化
B．气体的密度不再改变
C．v正(CO2)=3v逆(H2)
D．各物质浓度比不再改变
②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是 ；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是 。
③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)= mol s-1；反应II的化学平衡常数Kp(II)= (列出化简后的计算式即可)。
(4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示，请写出Cu电极上的电极反应： 。
【答案】(1)H2O(g)H2O(l)的ΔH
(2)H2COO*+2H2(g)=H2CO*+OH*+H2(g) ΔH=+40.49 kJ/mol
(3) BD 反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动 在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动 0.02
(4)
【详解】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热量；反应II中生成H2O(g)，若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为H2O(g)H2O(l)的ΔH。
（2）由图可知，热化学方程式H2COO*+2H2(g) =H2CO*+OH*+H2(g)=ΔH=(-0.58+1)ev/mol=+0.42×96.4 kJ/mol=+40.49 kJ/mol的活化能最大，化学反应速率最慢，为反应机理中的决速步。
（3）①A．在恒温恒压下进行反应，压强为常量，A不符合题意；
B．在恒温恒压下进行反应，容器体积为变量，气体总质量始终不变，则混合气体的密度为变量，其不变说明反应已达平衡，B符合题意；
C．v正(CO2)=3v逆(H2)，此时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，C不符合题意；
D．各物质浓度比不再改变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，D符合题意；
故选BD；
②反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动，导致甲醇的选择性随温度升高而降低；分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能，故导致在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动，使得CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)；
③在恒温恒压下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)反应，若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，则氢气投料3mol；CO2平衡转化率为25%，则反应二氧化碳0.25mol，甲醇的选择性80%，则生成甲醇0.25mol×80%=0.2mol，则：
反应I从开始到平衡态的平均反应速率；平衡时总的物质的量为3.6mol，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.75mol、2.35mol、0.05mol、0.25mol，则二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分压分别为、、、，反应II为等气体分子数的反应，则化学平衡常数Kp(II)= 。
（4）由图可知，铜极为阴极，二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲醇，反应为。
14．（2024届·安徽合肥·三模）催化加氢有利于实现碳的循环利用，在催化剂的作用下可发生如下反应：
①；
②；
③。
回答下列问题：
(1)已知相关化学键键能如表所示：
化学键
键能 a b c d e
根据表中键能数据计算出 (用字母表示)。
(2)已知反应③的速率方程为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数。
①如图所示(表示速率常数的对数，表示温度的倒数)、、、四条斜线中有两条分别表示、随的变化关系曲线，其中能表示随变化关系的是斜线 (填图中字母)。
②下列措施能使速率常数减小的是 (填选项字母)。
A．减小压强 B．减小温度 C．减小的浓度 D．更换成负催化剂
(3)在恒温恒容有某催化剂的密闭容器中充入和，发生上述三个反应。该温度下反应均达平衡时，测得为、为、为，则的选择性为 (选择性=)；反应②的平衡常数为 (列出计算式即可)。
(4)若测得上述三个反应在不同温度下的平衡转化率和甲醇的选择性如图所示：
通过图示分析，更适合生产甲醇的温度为 (填选项字母)。
A．400℃ B．600℃ C．800℃ D．1000℃
高于800℃时，转化率增大的主要原因是 。
【答案】(1)2b+3c (3e+a+3d)
(2) d BD
(3) 62.5%
(4) A 反应①和反应②为放热反应，温度高于800℃，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度高于800℃平衡正向移动且程度更大
【详解】（1）根反应的焓变等于反应物键能和减去生成物的键能和，据表中数据可计算出；
（2）①反应③为吸热反应，随温度的升高，正、逆反应速率都增大，、都增大，随温度的升高平衡正向移动，增大的倍数大于增大的倍数，故能表示随变化关系的是斜线d；
②速率常数k只与活化能和温度有关，负催化剂能增大反应的活化能使速率常数减小，降温也能使速率常数减小，故选B、D项；
（3）由反应①、②、③的化学计量数可知，消耗的二氧化碳的物质的量分别为1mol、0.4mol、0.2mol，而平衡时甲醇的物质的量为1mol，所以甲醇的选择性为；
列三段式：
所以反应②的平衡常数；
（4）由选择性的定义可知，选择性越好，说明该物质的产率越高，由图可知400℃二氧化碳的转化率为60%、甲醇的选择性为50%，600℃二氧化碳的转化率为30%、甲醇的选择性为75%，800℃二氧化碳的转化率为20%、甲醇的选择性为60%，1000℃二氧化碳的转化率为40%、甲醇的选择性为25%，因为400℃的二氧化碳的转化率与甲醇的选择性之积最大，所以更适合生产甲醇的温度为400℃，故选A项；
反应①和反应②为放热反应，温度高于800℃，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度高于800℃平衡正向移动且程度更大，所以二氧化碳的平衡转化率增大。
15．（2024届·湖南邵阳·三模）丙烯是一种重要的化工原料，但丙烯的产是仅通过石油的催化裂解反应无法满足工业生产需求。工业上，有如下方法制备丙烯：
Ⅰ．丙烷脱氢法制丙烯：
①丙烷无氧脱氢法：
②丙烷氧化脱氢法：
(1)反应②的正反应活化能 逆反应活化能（填“＞”或“＜”）。
(2)不同压强下，向密闭容器中充入气体发生反应①，丙烷平衡转化率随温度变化关系如图：在、条件下，若向密闭容器中充入和的混合气体，则平衡时丙烷转化率 （填“＞”或“＝”或“＜”）。
(3)如图为采用羰基催化剂催化氧化丙烷：的机理，下列说法正确的是______（填字母）。
A．该机理中，有键、键的断裂与形成
B．若有参与反应，最终存在于羰基催化剂和中
C．若和充分反应，则可制得
D．为了提高反应的速率和反应物转化率，温度越高越好
(4)丙烯是一种燃料，以熔融碳酸盐（用表示）为电解质，丙烯——空气燃料电池的负极的电极反应式 。
Ⅱ．丁烯和乙烯的催化反应制丙烯：
主反应：
副反应：
(5)乙烯的电子式为 。
(6)某温度下，保持体系总压强为，按投料，达平衡状态时，、的转化率分别为、，则平衡时 ；主反应的压强平衡常数 （保留一位小数）。
【答案】(1)<
(2)>
(3)A
(4)CH2=CH-CH3-18e-+9=12CO2+3H2O
(5)
(6) 8.5 16.5
【详解】（1）反应②的=-<0，则正反应活化能<逆反应活化能。
（2）不同压强下，向密闭容器中充入气体发生反应①，在、条件下，丙烷的平衡转化率为40%，若在此温度和压强不变的条件下，向密闭容器中充入和的混合气体，容器的体积增大，相当于减小压强，反应①是气体体积增大的反应，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大，平衡时丙烷转化率＞。
（3）A．由图可知，该机理中，存在单键、双键的断裂与形成，有键、键的断裂与形成，A正确；
B．由图可知，O2参与反应④和⑤，O进入生成的中，若有参与反应，最终存在于中，B错误；
C．该反应是可逆反应，若和充分反应，制得的小于，C错误；
D．该反应是放热反应，升高温度不能提高反应物转化率，D错误；
故选A。
（4）丙烯是一种燃料，以熔融碳酸盐（用表示）为电解质，丙烯在负极失去电子生成CO2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CH2=CH-CH3-18e-+9=12CO2+3H2O。
（5）
乙烯是共价化合物，电子式为。
（6）根据已知条件列出“三段式”
达平衡状态时，、的转化率分别为、，则，，解得x=0.6，y=0.16，则平衡时，主反应的压强平衡常数16.5。
16．（2024·山东聊城二模）三氯甲硅烷是生产多晶硅的原料，工业合成体系中同时存在如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
部分化学键的键能数据如表所示：
化学键
键能 318 431 360 436
回答下列问题：
（1） 。
（2）压强与进料比都会影响的产率-。图甲为及不同压强下随的变化情况，由图甲可知最合适的进料比为 ；，上述反应达到平衡时在 (填或)压强下最大；时，接近于零的原因是 。
（3）在一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中加入一定量的和，发生上述反应，达到平衡时，容器中为为，此时的浓度为 (用含的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为 。
（4）忽略副反应，反应I在不同催化剂作用下反应相同时间、的转化率随温度的变化如图乙，下列说法正确的是_______(填序号)。
A．催化剂I效果最佳，对应的平衡转化率最大
B．b点，可以适当延长反应时间提高的转化率
C．c点转化率降低可能是因为温度过高，催化剂失去活性
D．平衡常数：
【答案】（1）-47
（2）3 时，主要发生反应Ⅲ，几乎完全转化为，接近于零
（3）
（4）BC
【解析】（1）=反应物的键能和-生成物的键能和，(318+3×360+431-4×360-436) =-47；
（2）由图可知相同条件下，g=3时，最大，因此最合适的进料比为3；在g相同时，压强下最大；时，主要发生反应Ⅲ，几乎完全转化为，接近于零。
（3）根据H原子守恒可知平衡后HCl的物质的量为：(a-b-2c)mol，此时的浓度为；根据Cl原子守恒可得：(a-b-2c)+3b+4n()=a，n()=mol，反应Ⅲ的平衡常数K=；
（4）催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡，故不能改变HCl的平衡转化率，故A错误；
B点时未达到平衡，反应正向进行，因此，延长反应时间会继续消耗HCl，使其转化率增大，故B正确；
该图表示的为相同时间内的转化率，未必是平衡转化率，故c点HCl转化率降低可能是因为温度过高，催化剂失去活性，反应速率减慢，故C正确；
该反应为放热反应，温度升高K减小，则，故D错误
17．（2024届·安徽合肥·三模）催化加氢有利于实现碳的循环利用，在催化剂的作用下可发生如下反应：
①；
②；
③。
回答下列问题：
(1)已知相关化学键键能如表所示：
化学键
键能 a b c d e
根据表中键能数据计算出 (用字母表示)。
(2)已知反应③的速率方程为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数。
①如图所示(表示速率常数的对数，表示温度的倒数)、、、四条斜线中有两条分别表示、随的变化关系曲线，其中能表示随变化关系的是斜线 (填图中字母)。
②下列措施能使速率常数减小的是 (填选项字母)。
A．减小压强 B．减小温度 C．减小的浓度 D．更换成负催化剂
(3)在恒温恒容有某催化剂的密闭容器中充入和，发生上述三个反应。该温度下反应均达平衡时，测得为、为、为，则的选择性为 (选择性=)；反应②的平衡常数为 (列出计算式即可)。
(4)若测得上述三个反应在不同温度下的平衡转化率和甲醇的选择性如图所示：
通过图示分析，更适合生产甲醇的温度为 (填选项字母)。
A．400℃ B．600℃ C．800℃ D．1000℃
高于800℃时，转化率增大的主要原因是 。
【答案】(1)2b+3c (3e+a+3d)
(2) d BD
(3) 62.5%
(4) A 反应①和反应②为放热反应，温度高于800℃，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度高于800℃平衡正向移动且程度更大
【详解】（1）根反应的焓变等于反应物键能和减去生成物的键能和，据表中数据可计算出；
（2）①反应③为吸热反应，随温度的升高，正、逆反应速率都增大，、都增大，随温度的升高平衡正向移动，增大的倍数大于增大的倍数，故能表示随变化关系的是斜线d；
②速率常数k只与活化能和温度有关，负催化剂能增大反应的活化能使速率常数减小，降温也能使速率常数减小，故选B、D项；
（3）由反应①、②、③的化学计量数可知，消耗的二氧化碳的物质的量分别为1mol、0.4mol、0.2mol，而平衡时甲醇的物质的量为1mol，所以甲醇的选择性为；
列三段式：
所以反应②的平衡常数；
（4）由选择性的定义可知，选择性越好，说明该物质的产率越高，由图可知400℃二氧化碳的转化率为60%、甲醇的选择性为50%，600℃二氧化碳的转化率为30%、甲醇的选择性为75%，800℃二氧化碳的转化率为20%、甲醇的选择性为60%，1000℃二氧化碳的转化率为40%、甲醇的选择性为25%，因为400℃的二氧化碳的转化率与甲醇的选择性之积最大，所以更适合生产甲醇的温度为400℃，故选A项；
反应①和反应②为放热反应，温度高于800℃，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度高于800℃平衡正向移动且程度更大，所以二氧化碳的平衡转化率增大。
18．（2024届·四川凉山·三模）2023年杭州亚运会主火炬创新使用了“零碳”甲醇作为燃料，所谓“零碳”，是指每合成1吨该甲醇可以消耗约1.375吨的二氧化碳，实现了二氧化碳的资源化利用、废碳再生。回答下列问题：
(1)合成甲醇的工艺分两类：
①直接法原理为：
利于该反应自发进行的条件为 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
②间接法合成原理如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
则 。该法的决速步骤为反应Ⅰ，则下列示意图中能体现上述反应反应进程与能量变化的是 。
A． B．
C． D．
③在某催化剂存在条件下，反应Ⅱ的反应历程(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量，＊表示吸附在催化剂上)如图所示：
则中间态V中吸附在催化剂表面的物质可表示为 。
(2)一定温度下，利用直接法合成甲醇，将二氧化碳和氢气按物质的量之比混合并在恒定压强为44MPa条件下进行反应，达平衡时的转化率为90％，则平衡时的分压为 ，该反应的分压平衡常数 。
(3)直接甲醇燃料电池是指直接使用甲醇为电极活性物质的燃料电池，写出该电池在酸性条件下的负极反应方程式 。
(4)目前有多种用于工业捕集的方法，其中一种为以溶液吸收，若某工厂的吸收液吸收一定量后测得溶液中，则该溶液的 (已知该温度下碳酸的，)。
【答案】(1) 低温 -90kJ/mol A CH2OH*
(2) 6MPa
(3)CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
(4)10
【详解】（1）①ΔG=ΔH-TΔS<0反应可自发进行，该反应的ΔH<0，ΔS<0，因此要使ΔH-TΔS<0，则T应该尽量小，因此反应在低温条件下可自发进行。
②反应Ⅱ=①小问中的反应-反应I，则ΔH2=(-48.9-41.1)kJ/mol=-90kJ/mol。该法的决速步骤为反应I，说明反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能，因此可排除C、D选项，该反应的总反应为放热反应，则最终产物的总能量小于反应物的总能量，排除B选项，因此答案选A。
③根据图示转化过程可知，每一步反应中H2都会少一个H原子并整合到CO中，Ⅳ中吸附在催化剂表面的物质为H2CO*+H2，则Ⅴ中吸附在催化剂表面的物质为CH2OH*。
（2）直接法合成甲醇的化学方程式为，平衡时CO2的转化率为90%，不妨令初始时二氧化碳的物质的量为1mol，则有，此时气体总物质的量为2.2mol，总压强为44MPa，H2物质的量为0.3mol，分压为6MPa，并可求出p(CO2)=2MPa，p(CH3OH)=18MPa，p(H2O)=18MPa，则Kp==。
（3）甲醇燃料电池中，甲醇从负极通入，酸性条件下，甲醇失电子结合水生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。
（4）溶液中存在，已知Ka2=5×10-11，c()：c()=1：2，则c(H+)=10-10mol/L，pH=10。
19．（2024届·广东东莞·三模）氰化物是指含有氰基或氰根离子的一类化合物，广泛应用于工业与农业中。
(1)工业上以甲烷和氨气为原料在高温和催化剂的作用下发生反应Ⅲ制备HCN。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
则反应Ⅲ：
(2)在一定温度条件下，向1L恒容密闭容器中加入2mol和2mol发生反应Ⅲ，10min时反应达到平衡， 此时体积分数为30%。
①0~10min内用表示的平均反应速率为 。若保持温度不变，再向容器中加入和各1mol，则此时 （填“>”“=”或“<”）。
②由实验得到的关系可用如图甲表示。当x点升高到某一温度后，反应重新达到平衡，则x点将移动到图甲中的 点（填字母标号）。
(3)可做氧化废水中的催化剂，氧化过程中总氰化物（、HCN等）去除率随溶液初始pH变化如图乙所示。当溶液初始pH>10时，在一段时间内总氰化物去除率下降的原因可能是 。
(4)常温下（－溶液体系中存在平衡关系：；；；，平衡常数依次为、、、。含Cd物种的组分分布分数δ、平均配位数与的关系如图所示。
已知：（过程中HCN浓度几乎不变），；，，，；平均配位数，其中M代表中心离子，L代表配体。
①曲线Ⅱ代表的含Cd微粒为 。
②的平衡常数为 。
③下列有关说法中，正确的是 。
A．降低pH，有利于生成
B．pH=7时，
C．平衡后加水稀释，与的浓度之比增大
④a点时， 。（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。
【答案】(1)
(2) 0.05 < c
(3)随着pH升高，逐渐增大，减少，催化剂的催化效率降低；或过氧化氢在碱性条件下不稳定，易分解；或过氧化氢在碱性条件下氧化性减弱
(4) BC 3.4
【详解】（1）由盖斯定律得则反应，故；
（2）在一定温度条件下，向1L恒容密闭容器中加入2mol和2mol发生反应Ⅲ，10min时反应达到平衡， 此时体积分数为30%，设0~10min内变化浓度为x，由三段式得，，解，在此温度下，平衡常数，则①0~10min内用表示的平均反应速率为；若保持温度不变，再向容器中加入和各1mol，则此时，平衡逆向进行，则此时<；②当x点升高到某一温度后，由于该反应，升高温度，平衡正向移动减小，而增加，反应重新达到平衡，则x点将移动到图甲中的c点；
（3）由于随着pH升高，逐渐增大，减少，催化剂的催化效率降低；或过氧化氢在碱性条件下不稳定，易分解；或过氧化氢在碱性条件下氧化性减弱，所以当溶液初始pH>10时，在一段时间内总氰化物去除率下降；
（4）由图和平衡关系知，当浓度很小时，较大，故Ⅰ为，随着得增大，正向移动，减小，增大，故Ⅱ为，由此得Ⅲ为，Ⅳ为；②的平衡常数为；③A.降低pH，氢离子浓度增大，由于不变，故浓度减小，平衡逆向移动，不利于生成，A错误；B.pH=7时，，由图知，此时，B正确；C.平衡后加水稀释，减小，故与的浓度之比增大，C正确；④a点时，微粒和可以忽略，和的浓度相同，故，得出，，得出，。
20．（2024届·山东济宁·三模）CO2耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()是综合利用CO2的热点研究领域，制备苯乙烯涉及的主要反应如下：
反应I．(g) (g)+H2(g) △H1
反应Ⅱ． △H2＞0
反应Ⅲ．(g)+CO2(g) (g)+CO(g)+H2O(g)△H3＞0
(1)相关的化学键键能数据如下：
化学键 H-H C-H C-C C=C
436 413 348 615
利用上表数据计算△H1为 ，为提高的平衡转化率，可采取的措施为 。
(2)向密闭容器中按一定比例投入原料气，达到平衡时随温度变化关系如图所示。三种原料气配比分别为：I．只有乙苯、Ⅱ．n(乙苯):n(CO2)=1:5、Ⅲ．n(乙苯):n(Ar)=1:5
①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(Ar)=1:5的曲线为 (填A、B或C)。
②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(CO2)=1:5的曲线为 (填A、B或C)，从平衡移动的角度解释CO2的作用： 。
(3)向恒容密闭容器中，投入乙苯和CO2各1mol，此时气体压强为P0，催化脱氢制备苯乙烯，除上述反应外，还发生副反应：(g)+H2(g)(g)+CH4(g) △H4＜0，测得反应体系中甲苯的选择性s()、乙苯的平衡转化率、CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。表示乙苯的平衡转化率的曲线是 ；T1温度下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp= (保留两位小数)。
【答案】(1) +123kJ mol-1 升高温度或降低压强
(2) B A 二氧化碳作为稀释气降低分压并消耗氢气，促进乙苯脱氢反应平衡正向移动
(3) N 1.52
【详解】（1）
利用表中数据可得，△H1=(413 kJ mol-1)×2+(348 kJ mol-1)-(615 kJ mol-1)-(436 kJ mol-1)=+123kJ mol-1，反应Ⅰ为吸热的、体积增大的可逆反应，为提高的平衡转化率，可采取的措施为：升高温度或降低压强。
（2）①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(Ar)=1:5时，由于苯乙烯的浓度不变，Ar的存在对生成苯乙烯的平衡体系不产生影响，所以平衡时不变，故曲线为B。
②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(CO2)=1:5时，由反应Ⅱ可知，CO2会消耗反应Ⅰ生成的H2，从而使平衡正向移动，平衡时增大，故曲线为A，从平衡移动的角度解释CO2的作用为：二氧化碳作为稀释气降低分压并消耗氢气，促进乙苯脱氢反应平衡正向移动。
（3）向恒容密闭容器中，投入乙苯和CO2各1mol，此时气体压强为P0。
发生反应为：
反应I．(g) (g)+H2(g) △H1=+123kJ mol-1
反应Ⅱ． △H2＞0
副反应Ⅳ：(g)+H2(g) (g)+CH4(g) △H4＜0
升高温度，反应Ⅳ平衡逆向移动，甲苯的选择性不断减小，苯乙烯的选择性不断增大，则曲线M为甲苯的选择性曲线；反应Ⅱ、Ⅳ消耗的H2全部来自反应Ⅰ，则乙苯的转化率大于CO2的转化率，所以表示乙苯的平衡转化率的曲线是N。
图中数据显示，T1℃时，乙苯的转化率为80%，CO2的转化率为26%，甲苯的选择性为30%，则参加反应乙苯的物质的量为1mol×80%=0.8mol，生成甲苯的物质的量为0.8mol×30%=0.24mol，生成苯乙烯的物质的量为0.8mol-0.24mol=0.56mol，由此可建立如下三段式：
T1温度下反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=≈1.52。
【点睛】反应Ⅱ在反应前后分子数不变，则压强平衡常数与化学平衡常数的数值相等。
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