化学反应原理综合题--2024年高考化学大题突破含答案.pdf

化学反应原理综合题化学反应原理综合题本题型往往取材于能源、环境问题、化工生产等情景。题目围绕一个主题，以“拼盘”的形式呈现，每个小题有一定的相对独立性，将热化学、化学反应速率、电化学及三大平衡知识融合在一起进行考查；且题目中结合图象、表格、数据、装置等信息，考查学生的阅读、读图、分析归纳能力，增加试题的难度。考点主要涉及盖斯定律与热化学方程式、化学反应速率的计算及其影响因素、平衡常数计算及其影响因素、化学平衡移动及其影响因素、电极反应方程式书写等。预测 2024 年高考将以填空、读图、作图、计算等形式呈现，以实际情景(场景)为背景，体现核心素养的要求，预计对单一因素影响的考查已经越来越少了，主要以“多因素影响”出现，考查考生的综合分析判断能力。化学反应原理综合题-2024年高考化学大题突破 常设考向一 热化学方程式书写及有关 H 的计算 1（2023全国统考高考真题）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：(1)已知下列热化学方程式：()()()142421FeSO7H O sFeSOs7H O g akJ molH=+=()()()142422FeSOxH O sFeSOsxH O g bkJ molH=+=()()()142423FeSOyH O sFeSOsyH O g ckJ molH=+=则()()()()424242FeSO7H O sFeSOyH O s2 FeSOxH Os+=的H=1kJ mol。2（2023全国统考高考真题）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：()()233Og2Og=1K 11285kJ molH=()()()4232CHgOg2CH OH l+=2K 12329kJ molH=反应()()()()4332CHgOgCH OH lOg+=+的3H=1kJ mol，平衡常数3K=(用12KK、表示)。1热化学方程式的书写方法热化学方程式的书写方法 2根据盖斯定律进行计算（1）计算步骤 （2）H 与书写方式的关系 正逆反应的H、K 的关系：H正+H逆0，K正K逆1 化学计量数变成 n 倍，H 变为 n 倍，K 变为 n 次方次方倍 反应反应+反应，则：H3H1+H2，K3K1K2 反应反应反应，则：H3H1H2，K321KK 反应a反应b1反应，则：H3aH1b1H2，K3baKK21 3常用关系式 热化学方程式 焓变之间的关系 aA=B H1 A=1aB H2 H21aH1或 H1aH2 aA=B H1 B=aA H2 H1H2 HH1H2 4H 的三种计算式(1)H生成物总能量反应物总能量H(生成物)H(反应物)(2)H反应物总键能之和生成物总键能之和 常见分子：根据成键原则画出结构式即可判断 分子式 Cl2 O2 N2 H2O H2O2 CO2 结构式 ClCl OO NN HOH H-O-O-H OCO 分子式 HCN NH3 CH4 C2H4 C2H6 N2H4 结构式 HCN 信息分子：根据分子结构示意图数共价键个数 物质 硫化磷 雄黄（As4S4）P4O10 S8单质 N4分子 P4O6 结构 键数 12 个 P-S 键 2 个 PS 键 2 个 As-As 键 8 个 S-As 键 4 个 PO 键 12 个 PO 键 8 个 SS 键 6 个 NN 键 12 个 PO 键 特殊物质：选修物质结构内容 物质/mol 白磷 金刚石 晶体硅 SiO2 石墨 结构 键数/mol 6 2 2 4 1.5 (3)HE1E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 1（2024陕西模拟预测）甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用 CO 或2CO来生产甲醇燃料。已知：反应：()()()()2232COg3HgCH OH gH O g+1149.0kJ molH=；反应：()()()()222COgHgCO gH O g+2H；反应：()()()23CO g2HgCH OH g+1390.0kJ molH=。回答下列问题：(1)反应的2=H 1kJ mol。(2)若已知反应、的平衡常数分别为1K、2K，则反应的平衡常数3K=(用1K、2K表示)。2（2024四川巴中一模）研究2CO的综合利用、实现2CO资源化，生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：.()()()()222COgHgCO gH O g+10H .()()()()22422CO g4HgC Hg2H O g+2H.()()()()222422COg6HgC Hg4H O g+30H“”“(主反应)()()()()222HgCOgH O gCO g+4H0(副反应)在恒压条件下，等物质的量的 CH4和 CO2发生重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图所示，则表示 CO2平衡转化率的是曲线 (填“A”或“B”)。6（2023吉林长春三模）我国力争于 2030 年前做到碳达峰，2060 年前实现碳中和。我国科学家研究2CO加氢制备甲醇方面取得一定进展。在一定温度和压强下，2CO加氢制备甲醇的过程中主要发生如下三个反应，请回答以下问题：反应 I()()()1231CO g2HgCH OH g H90.7kJ mol+=反应()()()()2222COgHgCO gH O g H+反应()()()()122323COg3HgCH OH gH O g H49.1kJ mol+=(1)有利于提高甲醇平衡产率的措施有 (至少回答 2 条)。(2)T时，将()()22n H:n CO5:3=的混合气体充入压强为 6MPa 的恒压密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应和反应：反应：()()()()222COgHgCO gH O g+反应：()()()()2232COg+3HgCH OH g+H O g 反应达到平衡状态时，2H和2CO的分压相等，甲醇的选择性是CO的 2 倍，则2CO的平衡转化率为 ，常设考向三 有关分压平衡常数有关分压平衡常数(Kp)计算计算 1（2023全国统考高考真题）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：(1)将4FeSO置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：()()()()423232FeSOsFe OsSOgSOg+()。平衡时3SOTP的关系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压P=总 kPa、平衡常数()pK=2(kPa)。()pK 随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。(2)提高温度，上述容器中进一步发生反应()()()3222SOg2SOgOg+()，平衡时2OP=(用32SOSOPP、表示)。在929K时，3SO84.6kPa35.7kPaPP=总、，则2SOP=kPa，()pK=kPa(列出计算式)。2（2023全国统考高考真题）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：(1)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为22HNx=0.75x=0.25、，另一种为22HNArx=0.675x=0.225x=0.10、。(物质 i 的摩尔分数：iinx=n总)图中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是 。进料组成中含有惰性气体Ar的图是 。图 3 中，当2p=20MPa、3NHx=0.20时，氮气的转化率=。该温度时，反应22313N(g)+H(g)NH(g)22的平衡常数pK=-1(MPa)(化为最简式)。1分压平衡常数(Kp)(1)气体的分压 p(B)：相同温度下，当某组分气体 B 单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体 B 所具有的压强，称为气体 B 的分压强，简称气体 B 的分压。符号为 p(B)，单位为 Pa 或 kPa 或 MPa(2)分压定律 分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和 p(A)p(B)p(C)p(D)p 气体的分压之比等于其物质的量之比：p（B）p（D）E AAn（B）n（D）E 某气体的分压 p(B)与总压之比等于其物质的量分数：Ap（B）pE AAn（B）nE Ax(B)则：气体的分压气体总压体积分数总压物质的量分数(3)分压平衡常数 Kp(只受温度影响)一定温度下，气相反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压 幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号 Kp表示，Kp的表达式如下：)(p)(p)(p)(ppBADCKnmqp=，其中 p(A)、p(B)、p(C)、p(D)分别为 A、B、C、D 各气体的分压 2Kp计算的两种类型 类型 1根据“某气体的分压气体总压强该气体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡常数 第一步：根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。第三步：根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压气体总压强该气体的体积分(或物质的量分数)第四步：根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为 Kpp2（NH3）p（N2）p3（H2）类型 2直接根据分压强计算压强平衡常数 N2(g)3H2(g)2NH3(g)p(始)：p0 3p0 0 p：p 3p 2p p(平)：p0p 3p03p 2p Kp32)33()()(2ppppp。1（2023四川绵阳一模）甲酸甲酯(HCOOCH3)是一种重要的有机合成中间体，可通过甲醇催化脱氢法制备，其工艺过程包含以下反应：反应：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)K1，H1=+51.2kJmol-1 反应：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)K2，H2=+90.1kJmol-1 回答下列问题：(1)在 400kPa、铜基催化剂存在下，向密闭容器中通入 CH3OH 进行、两个反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。550K时，反应 2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)的平衡常数 Kp=kPa，2（2024广西柳州一模）二氧化碳催化加氢制甲醇，能助力“碳达峰”，涉及反应有：反应 ()()()()222COgHgCO gH O g+141kJ molH=+反应 ()()()23CO g2HgCH OH g+290kJ molH=反应 ()()()()2232COg3HgCH OH gH O g+3H(1)在5MPa下，2CO和2H按物质的量之比为5:17进行投料，只发生反应和反应，平衡时 CO 和3CH OH在含碳产物中的物质的量分数及2CO转化率随温度的变化如图所示。250时，反应的平衡常数pK=(pK为以分压表示的平衡常数，分压=总压物质的量分数)。3（2024陕西安康一模）达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用 CO、2H和2CO可以合成生物质能源甲醇：反应 1：()()()()2232l:COg3HgCH OH gH O g+1149.9kJ molH=反应 2：()()()23CO g2HgCH OH g+2H 反应 3：()()()()222COgHgCO gH O g+1341.0kJ molH=+回答下列问题：(1)2T时，向一体积为 1L 的恒容密闭容器中充入 1molCO、21molCO和23molH，在一定条件下发生上述 3个反应，达到平衡时得到30.8molCH OH和20.5molH O，此时2CO平衡转化率为 50%。该温度下，反应 1 的平衡常数 K=()21mol L。(列出计算式)4（2024江西上饶一模）、2CO的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善，回答下列问题：(1)2CO和4CH都是主要的温室气体。发生催化重整反应()()()()422CHgCOg2CO g2Hg+H 已知25时，相关物质的燃烧热数据如下表：物质()2Hg()CO g()4CHg 燃烧热()kJ/molH 285.8 283.0 890.3 反应的H=1kJ mol(2)在恒温恒容装置中通入等体积2CO和4CH，发生上述反应，起始压强为 p，2CO的平衡转化率为。达平衡时，容器内总压为 。该反应的平衡常数pK=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数，用、p表达，并化为最简式)。5（2023贵州贵阳模拟预测）雾霾主要成分为灰尘、SO2、NOx和有机碳氢化合物等粒子。烟气脱硝是治理雾霾的方法之一。(1)以臭氧为烟气脱硝剂时，脱硝过程涉及的反应之一为：2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)。不同温度下，控制其它条件一定，在两个恒容容器中发生该反应，相关信息如下表及图所示：容器 甲 乙 温度/K T1 T2 容积/L 2 起始充入量 4molNO2和 2molO3 T1 T2(填“”或“无法确定”)，该反应的H 0(填“”)。025min内乙容器中反应的平均速率：v(NO2)=。T1温度下，混合气体的起始总压为 p，则达到平衡时，NO2的转化率为 ，平衡常数 Kp=(以分压表示，分压=总压物质的量分数)。6（2024吉林模拟预测）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。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应：反应：()()()()2522C H OH gH O g2CO g4Hg+11H=255.7kJ mol+反应：()()()()222CO gH O gCOgHg+2H 回答下列问题：(1)压强为 100kPa下，1mol()25C H OH g和 3mol()2H O g发生上述反应，平衡时2CO和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的升高曲线如图所示。已知：CO的选择性()()()2COCOCOnnn+生成生成生成 573K时，10 分钟反应达到平衡，则乙醇的物质的量的变化量n=mol。表示CO选择性的曲线是 (填标号)。573K时，反应的pK=(保留到小数点后两位)。常设考向四 有关温度、压强影响的平衡图像分析有关温度、压强影响的平衡图像分析 1（2022全国统考高考真题）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：22222H S(g)+3O(g)=2SO(g)+2H O(g)-11H=-1036kJ mol 22224H S(g)+2SO(g)=3S(g)+4H O(g)-12H=94 kJ mol 2222H(g)+O(g)=2H O(g)-13H=-484 kJ mol 计算2H S热分解反应2222H S(g)=S(g)+2H(g)的4H=-1kJ mol。(2)较普遍采用的2H S处理方法是克劳斯工艺。即利用反应和生成单质硫。另一种方法是：利用反应高温热分解2H S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是 ，缺点是 。(3)在1470 K、100 kPa反应条件下，将2n(H S):n(Ar)=1:4的混合气进行2H S热分解反应。平衡时混合气中2H S与2H的分压相等，2H S平衡转化率为 ，平衡常数pK=kPa。(4)在1373K、100 kPa反应条件下，对于2n(H S):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的2H S-Ar混合气，热分解反应过程中2H S转化率随时间的变化如下图所示。2n(H S):n(Ar)越小，2H S平衡转化率 ，理由是 。2n(H S):n(Ar)=1:9对应图中曲线 ，计算其在0-0.1s之间，2H S分压的平均变化率为 -1kPa s。2（2021天津统考高考真题）CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与 CH4为原料制备 CS2，S8受热分解成气态 S2，发生反应24222S(g)+CH(g)CS(g)+2H S(g)，回答下列问题：(1)一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析，生成 CS2的反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在 600650的条件下进行此反应，不采用低于 600的原因是 。1影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响 改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变 v正、v逆，平衡不移动(2)“惰性气体”对化学平衡移动的影响 恒温、恒容下：加入惰性气体引起体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动 恒温、恒压下：加入惰性气体引起体积增大引起各反应物浓度减少引起反应速率减小，V正、V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动 2掌握三类平衡移动图像：反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，mnpq，且 H0(1)速率时间图注意断点 t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大(2)转化率(或含量)时间图先拐先平 甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率(3 恒压(温)线定一议二 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响【答题模板及剖析】恒压线(恒温线)答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)变条件定方向得结论(或结果)答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此(得结论)经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5 kJmol1，下图是乙烯气相水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系其中 n(H2O)n(C2H4)11。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_，理由是_ 标注答案 p1p2p3p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高 1（2024陕西咸阳一模）丙烯是三大合成材料的基本原料之一，可用于生产多种重要有机化工原料。由丙烷制丙烯的两种方法如下：I丙烷无氧脱氢法：1383621C H(g)C H(g)H(g)124kJ molH+=+II丙烷氧化脱氢法：38236221C H(g)O(g)C H(g)H O(g)2H+请回答下列问题：(1)对于反应 I，下列条件有利于提高38C H的平衡转化率的是_(填字母)A高温低压 B低温高压 C高温高压 D低温低压(2)某温度下，在刚性密闭容器中充入38C H(g)发生反应 I，起始压强为10kPa，平衡时总压强为3814kPa,C H的平衡转化率为 (3)一定压强下，向密闭容器中充入一定量的38C H(g)和2CO(g)，发生反应382C H(g)CO(g)+362C H(g)CO(g)H O(g)+，38C H的平衡转化率在不同投料比()()238COC HnLn=下与温度的关系如图所示，投料比 L 由小到大的顺序为 ，判断依据是 。(4)反应 II 制备丙烯时还会生成2COCO、等副产物，在催化剂的作用下，38C H的转化率和36C H的产率随温度的变化关系如图所示，36C H的选择性：550 575(填“”或“()IIIIIKKK 恒容、恒温()1T条件下，反应体系中()2SOc随时间 t 变化的总趋势如图。结合已知信息分析()2SOc随时间 t 变化的原因：。恒容、恒温(2T，1TT2)条件下，请在图中画出()2SOc随时间 t 变化图 。6（2223 高三上山东潍坊期中）落实“双碳”目标，发展绿色能源，首先是对氢能源的开发利用。利用甲烷制氢是当前研究的热点。涉及的反应如下：反应：-14221CH(g)+H O(g)CO(g)+3H(g)H=+206kJ mol 反应：-142222CH(g)+2H O(g)CO(g)+4H(g)H=+165kJ mol 反应：-12223CO(g)+H O(g)CO(g)+H(g)H=-41kJ mol 回答下列问题：(1)T时，在某密闭容器中通入一定量的4CH(g)和2H O(g)，加入金属镍做催化剂，在一定温度下发生上述反应。为提高4CH(g)的平衡转化率，除改变温度外，还可以采取的措施是 。恒温恒容条件下，起始时4CH(g)和2H O(g)的浓度分别为-1amol L和-1bmol L，达平衡时CO和2CO的浓度分别为-1cmol L和-1dmol L。达平衡时，2H O的浓度是 -1mol L，反应的平衡常数 K 是 。(用含 a、b、c、d 的代数式表示)在该温度下，反应的标准平衡常数K=。已知：分压=总压该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)，ghGHdeDEppppK=pppp，其中p=100kPa，GHDEpppp、为各组分的平衡分压(2)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对平衡体系中2H物质的量分数的影响如下图：压强由大到小的顺序为 ，体系温度未达到400时，2H物质的量分数几乎为 0 的原因是 。常设考向五 有关选择最佳反应条件的平衡图像有关选择最佳反应条件的平衡图像 1（2023辽宁统考高考真题）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(1)接触法制硫酸的关键反应为 SO2的催化氧化：SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H=-98.9kJmol-1()为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率()下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是 。a温度越高，反应速率越大 b=0.88 的曲线代表平衡转化率 c越大，反应速率最大值对应温度越低 d可根据不同下的最大速率，选择最佳生产温度()为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是 (填标号)。()设 O2的平衡分压为 p，SO2的平衡转化率为 e，用含 p 和 e的代数式表示上述催化氧化反应的 Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。1选择原则：反应速率快，产品含量高（1）温度 所选温度兼顾反应速率快，产品含量高 尽可能选择催化剂的最大温度（2）压强 所选压强对反应物转化率的影响变化幅度大 压强不能无限大，防止增大设备成本和动力成本（3）催化剂 选用催化效率高的催化剂 催化剂对反应有选择性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能不同 A+BC A+BD 某些物质能够使催化剂中毒，失去活性（4）浓度：原料尽可能循环利用 适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率。必要时可以采用循环反应，以增大原料利用率。（5）反应热的综合利用：一般采用热交换器（6）反应容器的选择：恒压容器有利于提高反应物的转化率 2工业合成氨生产条件的选择（1）合成氨生产的要求。反应要有较快的反应速率。要最大限度地提高平衡混合物中 NH3的含量。（2）合成氨生产条件的选择依据。化学反应速率和化学平衡原理的有关知识。合成氨生产中的动力、材料、设备、生产成本等因素。（3）选择合成氨生产条件的理论分析。外界因素 理论分析 压强 压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压、中压和高压三种类型，一般采用高压 温度 温度越高，反应速率越大，但不利于氨的合成，在实际生产中一般控制反应温度在 700 K 左右（且在此温度时催化剂的活性最大）催化剂 使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择铁作催化剂 浓度 合成氨生产通常采用 N2和 H2物质的量之比为 12.8的投料比，并且及时将氨气从反应混合物中分离出去 其他 为提高平衡转化率，工业合成采用的原料循环利用 1（2022安徽合肥模拟预测）甲醇是重要的化工原料，可以使用多种方法制备甲醇。(1)利用 CO 和 H2合成甲醇，已知在一定温度和压强下，发生如下反应：22211H(g)+O g)=H O(l)(H=a2 2222CO(g)+O(g)2CO(g)H=b 322233CH OH(g)+O(g)CO g)+2H O(1)(H=c2(2)利用 CO2和 H2合成甲醇，在催化剂 Cu/ZnO 作用下可发生如下两个平行反应。反应 I：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)反应 II：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g);温度对 CO2转化率及甲醇和 CO 产率的影响如图乙所示。由图乙判断合成 CH3OH 最适宜的温度是 。由图可知，温度升高 CH3OH 产率先升高后降低，降低的可能原因是 。下列措施有利于提高 CO2转化为 CH3OH 的平衡转化率的有 。A增大体系压强 B提高 CO2和 H2的投料比 C体积和投料比不变，提高反应物浓度 (3)利用 CH4与 O2在催化剂的作用下合成甲醇。主反应：CH4(g)12O2(g)CH3OH(g)，副反应：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)。在温度为T、压强为PKPa条件下，向容器中充入2molCH4、1molO2和6molH2O，充分反应达平衡时 CH4的转化率为 50%，产物的选择性(如甲醇的选择性=332n(CH OH)n(CH OH)+n(CO)如图丙所示：求平衡时 O2的物质的量为 主反应的相对压力平衡常数rpK=。(用含 P 和 p0的计算式表示。rpK表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以 p0)2（2122 高三下福建泉州开学考试）能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生能源，具有开发应用的广阔前景，研究甲醇具有重要意义。(1)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。甲醇蒸汽重整法。主要反应为 CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)；设在容积为 2.0L 的密闭容器中充入0.60molCH3OH(g)，体系压强为 P1，在一定条件下达到平衡时，体系压强为 P2，且 P2/P1=2.2，则该条件下CH3OH 的平衡转化率为 。甲醇部分氧化法。在一定温度下以 Ag/CeO2ZnO 为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)影响关系如图 4 所示，则当23n(O)n(CH OH)=0.25 时，CH3OH 与 O2发生的主要反应方程式 。在制备 H2时最好控制23n(O)n(CH OH)=。3（2021山东济南一模）环戊烯()常用于有机合成及树脂交联等。在催化剂作用下，可通过环戊二烯()选择性氧化制得，体系中同时存在如下反应：反应 I：(g)+H2(g)1K (g)H1=-100.3 kJmol-1 反应：(g)+H2(g)=2K (g)H2=-109.4 kJmol-1 反应：(g)+(g)3K 2 H3 已知选择性指生成目标产物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例。回答下列问题，(1)为研究不同温度下催化剂的反应活性，保持其他条件不变，测得在相同时间内，上述反应的转化率和选择性与温度的关系如图所示。该氢化体系制环戊烯的最佳温度为 ；30C 以上时，环戊烯的选择性降低的可能原因是 (填标号)。A催化剂活性降低 B平衡常数变大 C反应活化能减小 4（2022辽宁模拟预测）近年来，我国大力加强温室气体2CO氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。在合适的催化剂作用下，二氧化碳可催化加氢制甲醇。(1)已知：()()()()222COgHgH O gCO g+高温催化剂 1H=+41.4 1kJ mol()()()23CO g2HgCH OH g+高温催化剂 2H=-90.5 1kJ mol 则反应()()()()2232COg3HgCH OH gH O g+高温催化剂 3H=1kJ mol。(2)在p=4.00 MPa、原料气()()22n H:n CO=3:4、合适催化剂的条件下发生反应，温度对2CO转化率、3CH OH 产率、3CH OH选择性的影响如图所示。已知：3CH OH选择性32CH OHCO=产率转化率。a.2CO转化率随温度升高而增大的原因可能是 ；b.3CH OH选择性随温度升高而减小的原因可能是 ；c.写出 240时反应的平衡常数的表达式：。(3)除调控合适的温度外，使3CH OH选择性增大的方法有 。5（2022江苏二模）尽管 NOx、SO2、CO 都是有毒气体，但是它们在生产、医学领域中都有重要应用。合理利用或转化 CO、NOx等污染性气体是人们共同关注的课题。回答下列问题：(1)已知：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H=-41.0kJmol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.0kJ mol-1 H2(g)+12O2(g)=H2O(g)H=-241.8kJmol-l CO 和 NO 按一定比例混合，在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放，该反应的热化学方程式为 。(2)利用 NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对 NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时，222n(H O)n(NaClO)、溶液 pH 对脱硫脱硝的影响如图所示：由图所示可知脱硫脱硝最佳条件是 。根据图示 SO2的去除率随 pH 的增大而增大，而 NO 的去除率在 pH5.5 时反而减小，请解释 NO 去除率减小的可能原因是 。6（2022山东济宁一模）利用 CO2可合成尿素、醇等系列重要化工原料。回答下列有关问题：(1)以 CO2和 NH3为原料合成尿素是利用 CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：反应 1：2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)H1=-159.47kJmol-1 反应 2：NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H2=+72.49kJmol-1 反应 3：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H3 反应 1、2 和 3 的G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应 3 的线条是 。提高尿素产率的方法有 、。一定条件下，恒容容器中，充入原料气 3molNH3和 1molCO2，平衡时 CO2的转化率为 0.5，容器内总压强为pkPa，已知反应 2 的 Kp=ap 则上述反应 3 的平衡常数 Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。以惰性电极电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液，阳极有 N2产生，写出阳极的电极反应方程式 。(2)工业上利用 CO2可以制备甲醇，某一刚性容器中充入 1molCO2和 3molH2，在催化剂存在的条件下进行反应，测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。反应 1：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1 反应 2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2 已知：CH3OH 选择性=33n(CH OH)n(CH OH)+n(CO)，反应 1 为 (填“放热”或“吸热”)反应，有研究表明，在原料气中掺入适量的 CO 有利于提高 CH3OH 选择性，说明其可能的原因是 ，有利于提高 CH3OH 选择性反应条件还可以是 (填标号)。A高温高压 B高温低压 C低温高压 D低温低压 常设考向六 有关转化率、产率变化分析的平衡图像 1（2023浙江高考真题）“碳达峰碳中和”是我国社会发展重大战略之一，4CH还原2CO是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：142211CH(g)CO(g)2CO(g)2H(g)H247kJ mol,K+=+：122222CO(g)H(g)CO(g)H O(g)H41kJ mol,K+=+请回答：(1)有利于提高2CO平衡转化率的条件是_。A低温低压 B低温高压 C高温低压 D高温高压(2)反应422CH(g)3CO(g)4CO(g)2H O(g)+的H=1kJ mol，K=(用12K,K表示)。(3)恒压、750 C时，4CH和2CO按物质的量之比1:3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现2CO高效转化。下列说法正确的是 。A34Fe O可循环利用，CaO不可循环利用 B过程，CaO吸收2CO可促使34Fe O氧化CO的平衡正移 C过程产生的2H O最终未被CaO吸收，在过程被排出 D相比于反应，该流程的总反应还原21molCO需吸收的能量更多 过程平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因 。(4)4CH还原能力()R可衡量2CO转化效率，()()24Rn CO/n CH=(同一时段内2CO与4CH的物质的量变化量之比)。常压下4CH和2CO按物质的量之比1:3投料，某一时段内4CH和2CO的转化率随温度变化如图 1，请在图2 中画出4001000间 R 的变化趋势，并标明1000时 R 值 。催化剂 X 可提高 R 值，另一时段内4CH转化率、R 值随温度变化如下表：温度/480 500 520 550 4CH转化率/%7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法不正确的是 AR 值提高是由于催化剂 X 选择性地提高反应的速率 B温度越低，含氢产物中2H O占比越高 C温度升高，4CH转化率增加，2CO转化率降低，R 值减小 D改变催化剂提高4CH转化率，R 值不一定增大 转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响 如果平衡向正反应方向移动，反应物转化率一定会增大吗?不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减小生成物浓度引起的平衡右移，则反应物的转化率一定增大。如果是向体系中增加某种反应物的量，造成平衡向正反应方向移动，则转化率的变化要具体分析:1（2324 高三下山西晋城开学考试）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：.()()()()2232COg3HgCH OH gH O g+11H49.5kJ mol=.()()()23CO g2HgCH OH g+12H90.4kJ mol=.()()()()222COgHgCO gH O g+3H 回答下列问题：(1)不同压强下，按照()()22CO:H1:3nn=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下图所示。已知：()()()2222COCOCO100%COnnn=初始平衡初始的平衡转化率 CH3OH 的平衡产率=()()32CH OH100%COnn平衡初始 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