2023高考化学综合题题库.pdf

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1、1.(2022广 东 佛 山 二 模)N2O是 温 室 气 体 之 一。直 接 催 化 分 解 是 目 前 消 除 N2O 有 前 景 的 方 法 之 一。N2O直 接 催 化 分 解 时 发 生 反 应：2N2O(g)2N2(g)+O2(g)AHi=-163.0 kJ-moL1 2N2O(g)2NO(g)+N2(g)A/2 A/73=-114.1 kJ-mor!回 答 下 列 问 题：(1)已 知:N2(g)+O2(g)=2N0(g)H=+182.6 kJ moE,则=kJ mol1 o(2)反 应 进 行 10 min时,N2O分 解 转 化 率 随 温 度 变 化 曲 线 如 图 所 示

2、。1008060402001%/WOZ一(5丽 NO；Step2:N0；1*NO2Step3:_总 反 应:2O*02Step3的 反 应 方 程 式 为-2.(2022广 东 深 圳 第 二 次 调 研)C O、CO2加 氢 有 利 于 缓 解 化 石 能 源 消 耗，实 现“碳 中 和”。该 体 系 主 要 涉 及 以 下 反 应：反 应 I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AHK0反 应 II:2co(g)+4H2(g)=2H50H(g)+H20(g)”20反 应 IH:2co2(g)+6H2(g)C2H50H(g)+3H2O(g)A/730反 应 IV:CO2(g)+3H2(g

3、)=CH 30H(g)+H 2O(g)A/740反 应 V:2C H 30H(g)2H 50H(g)+H 2O(g)AHs回 答 下 列 问 题：(1)上 述 反 应 中,%=(写 出 一 个 代 数 式 即 可)。(2)密 闭 容 器 中，上 述 反 应 体 系 在 一 定 条 件 下 建 立 平 衡 后，下 列 描 述 正 确 的 有(填 字 母)。A.加 入 催 化 剂,可 提 高 CO2的 平 衡 转 化 率 B.降 低 温 度，反 应 I I的 正 反 应 速 率 增 大，逆 反 应 速 率 减 小 C.增 大 C O的 浓 度，反 应 III、IV的 平 衡 均 向 左 移 动 D

4、.恒 温 恒 容 充 入 氨 气，反 应 I、I I的 平 衡 不 移 动 恒 容 下,(CO)=(CO2)=1 m o l,并 按 照 不 同 氢 碳 比 投 料，发 生 上 述 反 应。图 甲 表 示 不 同 氢 碳 比 时,CO+CO2 的 总 平 衡 转 化 率 随 温 度 变 化 的 关 系;图 乙 表 示 氢 碳 比=3时,平 衡 后 体 系 中 C2H5OH、CH3OH的 选 择 性 随 温 度 变 化 的 关 系。已 知:C H 30H的 选 择 性=c、xlOO%；C2H50H的 选 择 性 n消 耗(C 2)+n消 耗(8)=.土 史 则)00%。“消 耗(。0 2)+”消

5、 耗(C)100806040200正 就 电 解 解 详，双 运 00+09150 250 350 450温 度 IC图 甲 00806050402001150 250 350 450温 度 图 乙 图 甲 中 X(填“大 于”“小 于”或“等 于”)3淇 原 因 是 0 Q 点 对 应 的 体 系 中(C H 3 O H)=m o l;此 时,H2转 化 了 4 m o l,则 反 应 2cH30H(g)C2H50H(g)+H20(g)的 平 衡 常 数 K尸(即 为 以 分 压 表 示 的 平 衡 常 数，分 压=总 压 x物 质 的 量 分 数，结 果 保 留 两 位 有 效 数 字)。

6、(4)常 温 常 压 下，以 A g 为 催 化 剂，在 酸 性 水 溶 液 中 将 C 02电 催 化 还 原 为 C O 的 反 应 历 程 如 图 所 示：据 图,C O 和 CO2相 比,(填 化 学 式)更 稳 定。吸 附 在 催 化 剂 表 面 上 的 物 种 用*标 注，图 中 第 一 步 反 应 为 CO2+e-+H+COOH,则 第 二 步 反 应 为 03.(2022广 东 肇 庆 第 三 次 质 检)随 着 我 国 碳 达 峰、碳 中 和 目 标 的 确 定，含 碳 化 合 物 的 综 合 利 用 备 受 关 注。回 答 下 列 问 题：(1)已 知 某 反 应 体 系

7、中 主 要 涉 及 如 下 反 应：I.HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)A/i=-66 kJ mol-1;*I V1 一 s历 程 中 生 成(填“TS1”或“TS2”)的 反 应 步 骤 为 总 反 应 的 决 速 步，反 应 过 程 的 催 化 剂 为。反 应 n 的 催 化 剂 活 性 会 因 为 甲 烷 分 解 产 生 积 碳 而 降 低，同 时 二 氧 化 碳 可 与 碳 发 生 消 碳 反 应 而 降 低 积 碳 量，设 计 如 下 反 应：III.CH4(g)C(s)+2H2(g)”3=+74.5 kJ mol-1;IV.C(s)+CO2(g)2CO(g)AW4O反 应

8、 IV的 为 o 其 他 条 件 相 同 时，催 化 剂 表 面 积 碳 量 与 温 度 的 关 系 如 图 所 示,7b 之 后，温 度 升 高 积 碳 量 减 小 的 主 要 原 因 为。II.CH4(g)+CO2(g),CO(g)+2H2(g)AW2=+247 kJ-mol-1。反 应 i和 反 应 n 中，在 热 力 学 上 趋 势 更 大 的 是(填 I”或 H”)。反 应 I 的 一 种 溶 剂 化 催 化 反 应 历 程 如 图 所 示(其 中 T S 表 示 过 渡 态)。-4 5.3 4 3.5 I号 TS1 TS28-4 苫 苫 H-M HI ffZi QO T o温 度/

9、C（2）甲 烷 部 分 催 化 氧 化 剂 制 备 乙 快 是 目 前 研 究 的 热 点 之 一，反 应 原 理 为 2cH4（g）C 2H2（g）+3H2（g）AH=+754.8 kJ-mol-1。该 反 应 在（填“较 高”或“较 低”）温 度 下 能 自 发 进 行。一 定 温 度 下，将 1 mol C H4充 入 10 L 的 固 定 容 积 容 器 中 发 生 上 述 反 应，实 验 测 得 反 应 前 容 器 内 压 强 为“okPa,容 器 内 各 气 体 分 压 与 时 间 的 关 系 如 图 所 示。0 6 8Z/m in68 min 时,H2 的 浓 度 为 _ mol

10、 L1,反 应 的 平 衡 常 数 K=;若 8 min时 改 变 的 条 件 是 缩 小 容 器 容 积 到 5L,其 中 C2H2分 压 与 时 间 的 关 系 可 用 图 中 曲 线（填“L1”“L2”“L3”或“L4”）表 示。4.（2022湖 南 衡 阳 二 模）CH4-CO2重 整 技 术 是 实 现“碳 中 和”的 一 种 理 想 的 CC）2利 用 技 术，具 有 广 阔 的 市 场 前 景、经 济 效 应 和 社 会 意 义。该 过 程 中 涉 及 的 反 应 如 下：主 反 应:CH4（g）+CO2（g）=2 C O（g）+2H2（g）AWi副 反 应:CO2（g）+H2（

11、g）=iC 0（g）+H20（g）”2=+41.0 kJ mor1回 答 下 列 问 题：已 知 CH4、C O 和 H2 的 燃 烧 热 A H 分 别 为-890.3 kJ-mol-283.0 kJ mor1 和-285.8kJ.mol”,该 催 化 重 整 主 反 应 的&=kJ-mol o有 利 于 提 高 C Ch平 衡 转 化 率 的 条 件 是（填 字 母）。A.高 温 高 压 B.高 温 低 压 C.低 温 高 压 D.低 温 低 压 在 刚 性 密 闭 容 器 中，进 料 比 喀 分 别 等 于 1.0、1.5、2.0,且 反 应 达 到 平 衡 状 态。n（CH4）0.25

12、00.2000.1500.1000.0500.0006006507007508008509009501 000 1 050温 度/笛 6006507007508008509009501 000 1 050温 度 C图 乙 甲 烷 的 质 量 分 数 随 温 度 变 化 的 关 系 如 图 甲 所 示，曲 线 C对 应 的 n(CO2)_n(CH4)-，反 应 体 系 中，喘 随 温 度 变 化 的 关 系 如 图 乙 所 示，随 着 进 料 比 喘 的 增 加，喘 的 值 n(CO)n(CH4)n(CO)(填“增 大”“不 变”或“减 小”)，其 原 因 是 O 在 800,101 kPa时，

13、按 投 料 比 喘 gl.O加 入 刚 性 密 闭 容 器 中，达 平 衡 时 甲 烷 的 转 化 n(Cri4)率 为 90%,二 氧 化 碳 的 转 化 率 为 95%,则 副 反 应 的 压 强 平 衡 常 数 5(计 算 结 果 保 留 3位 有 效 数 字)。我 国 科 学 家 设 计 了 一 种 电 解 装 置 如 图 丙 所 示,能 将 二 氧 化 碳 转 化 成 合 成 气 C O 和 H2,同 时 获 得 甘 油 醛。则 催 化 电 极 a为 极，催 化 电 极 b产 生 C O 的 电 极 反 应 式 为5.（2022湖 北 黄 冈 二 模）苯 是 一 种 重 要 的 工

14、业 原 料，可 利 用 环 己 烷 脱 氢 制 取。环 己 烷 脱 氢 制 苯 的 反 应 过 程 如 下:Hi=a kJ-mol-1H2=b kJ mor1(g)+2H2(g)(g)(g)+3H2(g)0 3“30（1）则 反 应 的 A“3为（用 含。、的 代 数 式 表 示），有 利 于 提 高 上 述 反 应 的 平 衡 转 化 率 的 条 件 是（填 字 母）。A.高 温 高 压 B.低 温 低 压 C.高 温 低 压 D.低 温 高 压（2）不 同 压 强 和 温 度 下 反 应 的 平 衡 转 化 率 如 图 甲 所 示。近*W/图，AI.在 相 同 压 强 下 升 高 温 度，

15、未 达 到 新 平 衡 前,v（正）（填“大 于”“小 于”或“等 于）v（逆）。n.研 究 表 明，既 升 高 温 度 又 增 大 压 强,c6H12的 平 衡 转 化 率 也 升 高，理 由 可 能 是 O（3）T 向 2 L 的 密 闭 反 应 器 中 充 入 1 mol C6H12进 行 催 化 脱 氢，测 得 CeHio和 C6H6的 产 率 加 和 2（以 物 质 的 量 分 数 计）随 时 间 的 变 化 关 系 如 图 乙 所 示。在 8 min时，反 应 体 系 内 氢 气 的 物 质 的 量 为 mol（忽 略 其 他 副 反 应）。08 min内 C6H6的 平 均 化

16、学 反 应 速 率 为。反 应 的 化 学 平 衡 常 数 K=（只 代 入 数 据 即 可,不 需 要 计 算 结 果）。图 乙 6.(2022山 东 泰 安 三 模)清 洁 能 源 的 综 合 利 用 可 有 效 降 低 碳 排 放,是 实 现“碳 中 和、碳 达 峰”的 重 要 途 径。(1)以 环 己 烷 为 原 料 通 过 芳 构 化 反 应 生 产 苯，同 时 可 获 取 氢 气。图 甲 是 该 反 应 过 程 中 几 种 物 质 间 的 能 量 关 系。237.10(g)+2Hz(g)028.71(g)+Hz(g)/O(g)+Hz(g)/1.6反 应 过 程 图 甲 芳 构 化

17、反 应：O(g)一(g)+3H2(g)H=,kJ mol1 o(2)H2和 C02合 成 乙 醇 的 反 应 为 2co2(g)+6H2(g)=C2H50H(g)+3H2O(g)。将 等 物 质 的 量 的 C02和 H2充 入 一 刚 性 容 器 中，测 得 平 衡 时 C2H50H的 体 积 分 数 随 温 度 和 压 强 的 关 系 如 图 乙。o 温 度/-c(1 一 0 y/(10-3K)图 丙 压 强 p i(填 或 下 同)P2,a、b 两 点 的 平 衡 常 数 KaKb。已 知 Arrhenius经 验 公 式 为 Rink 争 C(Ea为 活 化 能,上 为 速 率 常 数

18、,R 和 C 为 常 数)。为 探 究 m、n 两 种 催 化 剂 的 催 化 效 能，进 行 了 实 验 探 究，依 据 实 验 数 据 获 得 图 丙 曲 线。在 m 催 化 剂 作 用 下，该 反 应 的 活 化 能 Ea=J mol o从 图 中 信 息 获 知 催 化 效 能 较 高 的 催 化 剂 是(填“m”或 n”),判 断 理 由 是(3)H2和 C O 合 成 甲 烷 反 应 为 2CO(g)+2H2(g)-C H4(g)+CO2(g)o T 将 等 物 质 的 量 CO和 H2充 入 恒 压(200 kPa)的 密 闭 容 器 中。已 知 逆 反 应 速 率 可 逆 尸

19、网 逆)p(CH4p(CO2),其 中 为 分 压，该 温 度 下 网 逆)=5.0 xl(y4kPaLsL反 应 达 平 衡 时 测 得 v(正)=kPa-sL CO的 平 衡 转 化 率 为，该 温 度 下 反 应 的 Kk(用 组 分 的 分 压 计 算 的 平 衡 常 数)。7.(2022河 北 石 家 庄 二 模)甲 醛(CH30cH3)被 称 为“21世 纪 的 清 洁 燃 料”。以 CO2、比 为 原 料 制 备 甲 醛 涉 及 的 主 要 反 应 如 下：I.2CO2(g)+6H2(g)CH30cH3(g)+3H2O(g)AHi0II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O

20、(g)Hi回 答 下 列 问 题：将 C O 与 H2O混 合 气 体 置 于 绝 热 恒 容 密 闭 容 器 中 发 生 反 应 II，逆 反 应 速 率 随 时 间 变 化 的 趋 势 如 图 所 示(不 考 虑 催 化 剂 的 影 响)。0则(填，域“”)0;a、b、c三 点 对 应 反 应 体 系 温 度 北、八、，由 高 到 低 的 顺 序 为 o 在 恒 压 条 件 下，按 CO2与 H2的 物 质 的 量 之 比 为 1：3 投 料，测 得 CO2平 衡 转 化 率 和 平 衡 时 C O 的 选 择 性(转 化 的 C O2中 生 成 C O 的 物 质 的 量 分 数)随 温

21、 度 的 变 化 曲 线 如 图 所 Z j oae/举 靴 烟 赛 爵 造 7k8060402520200 7240 280 320 360温 度 TC 曲 线 n 随 温 度 升 高 显 示 如 图 所 示 的 变 化 趋 势 的 原 因 是 T C 时 反 应 II的 平 衡 常 数 K=(保 留 两 位 有 效 数 字);合 成 甲 醛 的 适 宜 温 度 为 260 C 理 由 是 o 其 他 条 件 不 变，改 为 恒 容 条 件,C O 平 衡 选 择 性 比 恒 压 条 件 下 的 平 衡 选 择 性(填“高”“低”或“不 变8.(2022广 东 汕 头 二 模)C O 2是

22、一 种 温 室 气 体,C O 2的 产 生 会 影 响 人 类 生 存 的 环 境，将 CO2作 为 原 料 转 化 为 有 用 的 化 学 品，对 实 现 碳 中 和 及 生 态 环 境 保 护 有 着 重 要 意 义。I.工 业 上 以 C O2和 N H 3为 原 料 合 成 尿 素,在 合 成 塔 中 存 在 如 下 转 化：气 相 2NH3(g)CO2(g)HQ(g)-H-液 相 2烟 纥 9 式 1)J A 产-109.2 kJ-mol-1,rNHzCOONHXl)H2O(1)+NH2CONH2(1)A/J=+15.5 kJ,mol(1)液 相 中，合 成 尿 素 的 热 化 学

23、 方 程 式 为 2NH3+C O 2(1)-H2O(1)+NH2coNH2 AH=_kJ mol1 o 在 恒 容 密 闭 容 器 中 发 生 反 应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)2)V(逆 尸 公/(C O)上 述 反 应 中 C(ads)为 吸 附 性 活 性 炭，反 应 历 程 的 能 量 变 化 如 图 所 示:反 应 历 程 反 应 速 率 快 慢 比 较:反 应(填“”“”或“=”)反 应，请 依 据 有 效 碰 撞 理 论 微 观 探 析 其 原 因 O 一 定 温 度 下，反 应 CH4(g)+CO2(g)=2co(g)+2H2(g)的 平

24、 衡 常 数 K=(用 kl、Ic2、女 3、k4 表 ZjS)o参 考 答 案 大 题 突 破 练 3 化 学 反 应 原 理 综 合 题 1.答 案(1)+19.6(2)a 不 加 催 化 剂,N 2 0分 解 的 活 化 能 大 不 是 温 度 相 同 条 件 下,催 化 剂 不 影 响 N2O的 平 衡 转 化 率，在 A 点 对 应 温 度 下,A 点 对 应 转 化 率 不 是 最 大 值 0.03()8.0(3)2NO2-2NO+Ch解 析(1)由 盖 斯 定 律,反 应+反 应=反 应，则 A/2=A/7I+A/7=(-163.0 kJ-mor)+(+182.6 kJ moF)

25、=+19.6 kJ m o l1 o 由 题 图 可 知，未 平 衡 时,反 应 进 行 相 同 时 间,a 对 应 N2O 的 转 化 率 最 大，则 a 对 应 的 反 应 速 率 最 大，反 应 所 需 活 化 能 最 低 的 曲 线 是 a。B 点 N,0 的 转 化 率 为 60%,则 Ac(N,O)=60%x嘿=0.30 mol L,i，(N,O)=阴 叱=0.0302.0 L 10mmmol-L min”。平 衡 时，测 得 N O完 全 转 化 为 NO2,则 平 衡 后 有 0.20 mol NCh、N2O、0.25 mol O2 4 共 四 种 物 质，根 据 氧 原 子

26、守 恒,(N2O)=1.()mol 0.20 mol X2-0.25 mol x2=0.10 mol,根 据 氮 原 子 守 恒,例 2)=(1.0 mol x2-0.20 mol-0.10 molx2)xi=0.80 m o l,即 平 衡 时 有 0.20 mol NCh、0.10 mol(0.80)20.25N2O、0.25 mol O2、0.80 mol N2,反 应 的 平 衡 常 数 长=旦 喘 仔=8.0。(T T)(3)Step3 的 反 应 方 程 式=总 反 应-2(Stepl+Step2),为 2NCh-2NO+O2。2.答 案“2-2A”I(或 A43-2A“4)(2)

27、CD(3)大 于 相 同 温 度 下，氢 碳 比 增 大，该 体 系 加 氢 反 应 的 平 衡 向 右 移 动,C O和 CO2的 平 衡 转 化 率 均 增 大，故 x 3 0.8 0.75(4)CO2*COOH+H+e H2O+*CO解 析 根 据 盖 斯 定 律,II-I X 2可 得 V JH-2XIV也 可 得 V,所 以 A/75=AH2-2AHI或 氏-2卜 小(2)催 化 剂 可 以 加 快 反 应 速 率，但 不 能 改 变 平 衡 转 化 率,A 错 误;降 低 温 度，正 逆 反 应 速 率 均 减 小,B错 误;增 大 C O的 浓 度，反 应 I、H平 衡 正 向

28、移 动,CH30H(g)、C2H50H(g)的 浓 度 增 大，反 应 HI、IV的 平 衡 均 向 左 移 动,C 正 确;氨 气 不 参 与 反 应，恒 温 恒 容 充 入 氮 气，反 应 I、11中 的 反 应 物 和 生 成 物 的 浓 度 均 不 改 变,平 衡 不 移 动,D 正 确。(3)相 同 温 度 下，氢 碳 比 增 大，即 氢 气 的 物 质 的 量 增 大,该 体 系 加 氢 反 应 的 平 衡 向 右 移 动,C O和 CO2的 平 衡 转 化 率 均 增 大，故 x3。Q 点 CO+CO2 的 总 平 衡 转 化 率 为 80%,乙 醇 和 甲 醇 的 选 择 性

29、均 为 50%,所 以 n(CH3OH)=(lmol+1 mol)x80%x50%=0.8 mol;n(C2H5OH)=(l mol+1 mol)x80%x50%x1=0.4 m o l,设 生 成H2(D(g)的 物 质 的 量 为 xmol,H2转 化 了 4 mol,则 根 据 H 元 素 守 恒 有 4x0.8 mol+6x0.4 mol+2x mol=4 molx2,解 得 x=1.2,该 反 应 前 后 气 体 体 积 不 变，所 以 可 以 用 物 质 的 量 代 替 分 压 计 算 平 衡 常 数 断 则 平 衡 常 数 Kk 崎 票=0.75。(4)据 题 图 可 知 CO?

30、的 能 量 低 于 CO,所 以 CO2更 稳 定。据 题 图 可 知 第 二 步 反 应 中*C O O H 结 合 H+和 U 转 化 为 H2O 和*CO,方 程 式 为*COOH+tT+e-H2O+*CO O3.答 案(1)1 TS2 XFeH+172.5 kJ-mor1消 碳 反 应 速 率 增 大 的 程 度 大 于 积 碳 反 应 速 率 增 大 的 程 度(2)较 高 0.06 0.001 2 L2解 析(1)反 应 放 热 有 利 于 反 应 的 进 行,反 应 放 出 的 热 量 越 多，在 热 力 学 上 的 趋 势 越 大，故 选 I;由 题 图 可 知 历 程 经 过

31、 TS2步 骤 的 活 化 能 较 大，为 总 反 应 的 控 速 步 骤;由 图 示 可 知,总 反 应 过 程 中 XFeH+没 有 消 耗，故 催 化 剂 为 XFeH+;由 盖 斯 定 律 可 知，反 应 IV=反 应 II-反 应 Hl,A”4=(+247 kJ.mor)-(+74.5 kJ-moH)=+172.5 kJ-mol1;To C之 后，温 度 升 高，对 消 碳 反 应 的 反 应 速 率 影 响 更 大，故 积 碳 量 减 小 的 主 要 原 因 为 消 碳 反 应 速 率 增 大 的 程 度 大 于 积 碳 反 应 速 率 增 大 的 程 度。(2)该 反 应 的 A

32、”0、ASX),由 G=AH-7AS0有 利 于 反 应 自 发 进 行 推 知,该 反 应 在 较 高 温 度 下 能 自 发 进 行。起 始 充 入 C E 的 物 质 的 量 为 1 mol,压 强 为 pokPa;由 题 图 可 知,平 衡 时 CH4、C2H2、氏 的 压 强 分 别 为 0.6pokPa、0.2pokPa、O.6pokPa,平 衡 时 由 压 强 比 等 于 物 质 的 量 之 比 推 知 CH4、C2H2、H2的 物 质 的 量 之 比 为 6：2：6;设 反 应 的 CH4的 物 质 的 量 为 2rmol,则 剩 余 CH4、生 成 C2H2、生 成 比 的

33、物 质 的 量 分 别 为(l-2x)mol、xmoR 3x mol,(l-2x)：x=6：2,则 x=0.2,故 CH4、C2H2、H2的 物 质 的 量 分 别 为 0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol,氏 的 浓 度 为 答=0.06 mol L,则 反 应 的 平 衡 常 数 22x 竺；K=1 0 _ W.=0 001 2。容 器 的 容 积 缩 小 到 5 L 时,乙 烘 分 压 瞬 间 增 大 到 原 来 的 2 倍,该 反 应 为 气 体 翳 分 子 总 数 增 大 的 反 应，缩 小 容 器 容 积 平 衡 逆 向 移 动，故 曲 线 L2表 示 C2H2分 压 与

34、 时 间 的 关 系。4.答 案+247.3 B 2.0 减 小 随 着 投 料 比 嚅 的 增 加,(CO2)增 大，副 反 应 平 衡 正 向 移 动,导 致(CO)增 多,(H2)减 少，喘 减 小(3)1.06(4)阳 C O2+H2O+2e-CO+20H(或 2co2+2e-C(X+CO)解 析 根 据 题 中 所 给 条 件，可 以 列 出 CH4(g)+2O2(g)-C O2(g)+2H2O(l)刈=-89().3 kJ-mol,CO(g)+io2(g)=C O2(g)A/4=-283.0kJ-mor1,H2(g)+jo2(g)H2O(1)A/75=-285.8 kJ-mo,根

35、据 盖 斯 定 律 可 得”产 A“3-2X(AH4+A45)=-890.3 kJ-mol-2x(-283.0-285.8)kJ-mol=+247.3kJ-mo;主 反 应:CH4(g)+CC2(g)=2 co(g)+2H2(g)化 学 方 程 式 反 应 物 系 数 之 和 小 于 生 成 物 系 数 之 和，并 且 该 反 应 为 吸 热 反 应，故 高 温 低 压 有 利 于 二 氧 化 碳 的 转 化。(2)甲 烷 的 质 量 分 数=吧?3、，由 a、b、c 三 条 线 的 起 始 投 入 甲 烷 的 质 量 44n(C02)+16n(CH4)九(匕)匚 4 4?i(CH+l b分

36、数 可 知,甲 烷 的 质 量 分 数 越 大，华 兴 越 小，故 曲 线 c 对 应 的 平 察=2.0;可 对 比 同 一 温 度 下，三 条 线 的 横 坐 标 的 大 小，由 题 图 可 知 随 着 进 料 比 喘 的 增 加，喘 的 值 减 n(CH4)n(C0)小，其 原 因 是 随 着 投 料 比 华 兴 的 增 加,(CO2)增 大,副 反 应 平 衡 正 向 移 动，导 致”(CO)增 多,(比)减 少，喘 减 小。(3)设 开 始 时(CC)2)=1 mol,/?(CH4)=l mol,列 出 三 段 式:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2Hz(g)开 始/mol

37、 1 1 0 0转 化/mol 1X90%1X90%2X90%2X90%平 衡/mol 0.1 0.1 1.8 1.8C E 转 化 率 为 90%,反 应 了 0.9 mol;对 于 副 反 应 来 说 开 始 二 氧 化 碳 是 0.1 mol,氢 气 是 1.8 mol,一 氧 化 碳 是 1.8 mol,二 氧 化 碳 的 转 化 率 为 95%,则 副 反 应 中 反 应 的 二 氧 化 碳 物 质 的 量=1 molx95%-lmolx90%=0.05 mol,列 出 三 段 式：8 2(g)4-H2(g)CO(g)+H2O(g)开 始/mol 0.1 1.8 1.8 0转 化/m

38、ol 0.05 0.05 0.05 0.05平 衡/mol 0.05 1.75 1.85 0.05反 应 平 衡 后,9%)=0.1 mol,n(C02)=0.05 mol,H(H2)=1.75 mol,n(CO)=1.85 mol,w(H20)=0.05 mol,/?0.05 1.85总=3.8 mol,设 总 压 强 为 p,则 有 际 瑞 瑞=翰 嚣 句.06。(4)催 化 电 极 b 表 面 二 氧 化 碳 还 原 为 一 氧 化 碳 为 电 解 池 的 阴 极，故 催 化 电 极 a 为 电 解 池 的 阳 极;阴 极 产 生 C O 的 电 极 反 应 式 为 C O2+H2O+2

39、 e-=C O+2 O H 2 C O2+2 e-C O 1+C O。5.答 案(1)(4+、)kJ,mol C(2)1.大 于 11.升 高 温 度 平 衡 正 向 移 动,C 6 H 12的 平 衡 转 化 率 增 大，增 大 压 强，平 衡 逆 向 移 动,c 6 H 12的 平 衡 转 化 率 减 小，温 度 升 高 对 平 衡 的 影 响 大 于 压 强 增 大 对 平 衡 的 影 响(3)2.34 0.047 5 mol-L1-min10.09解 析(1)根 据 盖 斯 定 律，由 反 应+得 到 反 应,A 4 3=A M+A H 2=m+b)kJ m o r o 已 知 反 应

40、 的“30,且 正 反 应 是 一 个 气 体 体 积 增 大 的 反 应，则 高 温 低 压，平 衡 正 向 移 动，有 利 于 提 高 上 述 反 应 的 平 衡 转 化 率。I.反 应 的：(),在 相 同 压 强 下 升 高 温 度,平 衡 正 向 移 动，则 未 达 到 新 平 衡 前，武 正)大 于 可 逆)。n.反 应 的 A%。,且 正 反 应 是 一 个 气 体 体 积 增 大 的 反 应，升 高 温 度 平 衡 正 向 移 动,c6H12的 平 衡 转 化 率 增 大，增 大 压 强，平 衡 逆 向 移 动,C6 H 12的 平 衡 转 化 率 减 小，研 究 表 明,既

41、升 高 温 度 又 增 大 压 强,C6H12的 平 衡 转 化 率 也 升 高，理 由 可 能 是 温 度 升 高 对 平 衡 的 影 响 大 于 压 强 增 大 对 平 衡 的 影 响。(3)在 8 m in时,CG H”)的 产 率 为 0.06,C6H6的 产 率 为 0.76,设 环 己 烷 的 转 化 量 为 xm ol,环 己 烯 的 转 化 量 为 y mol,根 据 三 段 式 分 析：环 己 烷 U 士 环 己 烯+HjESntt/mol 1 0 0$tft/mol x X XFWfi/mol 1-x X X环 己 烯 苯+2H?起 始 量/mol x 0 X转 化 量/m

42、ol yy 2y平 衡 量/mol x yy 工+2y则 有:y=0.76/-)，=0.06,则 x=0.82,则 反 应 体 系 内 氢 气 的 物 质 的 量 为 0.82 mol+2x0.76 mol=2.34mol,0 8 m in内 C6H6的 平 均 化 学 反 应 速 率 为 喘=黑=霜 黑 力 的 5 m o l U m i n L 平 衡 体 系 中，环 己 烷 的 物 质 的 量 浓 度 为 生 啜=0.09 m olL,苯 的 浓 度 为 嗡 必=0.38 m olL L H 2的 浓 度 为 襟=1.17 mol-L“,则 反 应 的 化 学 平 衡 常 数 K=.：c

43、3(Hzc(苯)_(1,17)3X0.38C(环 己 烷)0.096 答 案(1)+208.4 9.6xl()4 n 由 题 图 可 知，直 线 n 斜 率 大 昌 小，催 化 效 率 高(3)40%x lO 4(kPa)-2ol解 析 由 题 图 可 得 热 化 学 方 程 式:O(g).(g)+2 H 2(g)AM=+237.1 kJ-m ol1;O(g)-O(g)+H2(g)A”2=-28.7kJ-m o-。根 据 盖 斯 定 律，由 反 应+环 己 烷 转 化 为 苯 的 热 化 学 方 程 式 为 C j(g)-O(g)+3H2(g)4=(+237.1 kJ-mor)+(-28.7

44、kJ-mo)=+208.4 kJ moF(2)该 反 应 为 气 体 体 积 减 小 的 反 应,温 度 一 定 时 增 大 压 强，平 衡 向 正 反 应 方 向 移 动,乙 醇 的 体 积 分 数 增 大，由 题 图 可 知，压 强 为 p i时 乙 醇 的 体 积 分 数 小 于 0 2时,则 piP2；由 题 图 可 知,压 强 一 定 时 升 高 温 度，乙 醇 的 体 积 分 数 减 小,说 明 平 衡 向 逆 反 应 方 向 移 动，正 反 应 为 放 热 反 应，反 应 的 平 衡 常 数 减 小,则 温 度 较 低 的 a 点 平 衡 常 数 大 于 b 点。在 m 催 化

45、剂 作 用 下，由 题 图 中 数 据 可 得 如 下 方 程 式:56.2=-7.2xl0-3Ea+C,27.4=-7.5xl0-3Ea+C,联 立 方 程 可 得 EF9.6xl04j.mop；由 题 图 可 知，直 线 n的 斜 率 大 于 m,说 明 使 用 催 化 剂 n 的 活 化 能(a)小 于 m,催 化 效 率 高 于 mo(3)设 起 始 通 入 一 氧 化 碳 和 氢 气 的 物 质 的 量 都 为 2 mol、生 成 甲 烷 的 物 质 的 量 为 a mol,由 题 意 可 建 立 如 下 三 段 式：2C0(g)+2H2(g)=金 ai(g)+(n TcTbTa(2

46、)升 温 时 反 应 I平 衡 逆 向 移 动,CC2的 转 化 率 降 低，秘 o,升 温 反 应 n 平 衡 正 向 移 动,CO2的 平 衡 转 化 率 升 高，升 温 过 程 中 曲 线 n 先 减 小 后 增 大，则 温 度 低 时 反 应 I对 平 衡 影 响 大，温 度 高 时 反 应 n 对 平 衡 影 响 大 0.046此 温 度 下,C O 的 选 择 性 较 低 且 反 应 速 率 不 低，若 温 度 再 高 c o 的 选 择 性 增 大，不 利 于 合 成 甲 醛 高 解 析(l)v(逆)开 始 时 逐 渐 增 大，则 c(CO2)c(H2)逐 渐 减 小，说 明 温

47、 度 升 高 逆 反 应 放 热，则 正 反 应 为 吸 热 反 应，则 A”20；由 ab 温 度 为 影 响 反 应 速 率 的 主 要 因 素，由 bc 浓 度 为 影 响 反 应 速 率 的 主 要 因 素 M 逆)一 直 在 变，说 明 未 达 到 平 衡,反 应 一 直 向 逆 反 应 方 向 进 行，逆 反 应 是 放 热 的，故 TcTbTao(2)因 AH?。,升 温 该 反 应 正 向 进 行,C O 的 选 择 性 增 大，故 m 表 示 C O 选 择 性,n 为 CCh平 衡 转 化 率，曲 线 n 随 温 度 升 高 显 示 如 题 图 所 示 变 化 的 原 因

48、是 AHK0,升 温 反 应 I 平 衡 逆 向 移 动,CO2的 平 衡 转 化 率 降 低，外 0,升 温 反 应 II平 衡 正 向 移 动,CCh的 平 衡 转 化 率 升 高，升 温 过 程 中 曲 线 n 先 减 小 后 增 大，则 温 度 低 时 反 应 I 对 平 衡 影 响 大，温 度 高 时 反 应 II对 平 衡 影 响 大。设 开 始 时 投 入/2(CO2)=x mol,(H2)=3x mol,平 衡 时 生 成 a mol CH3OCH3、b mol CO,即 2co2(g)+6%(g)=C H30cH邈)+3比 0 值)转 化/mol 2a 6a a 3aC O2

49、(g)+H2(g)-=CO(g)+H2O(g)转 化/mol b b h b则 兹 3=40%,占=25%,解 得 a=0.15x力=0.lx,x 2a+b平 衡 时(氏 0)=0.55%mol,zz(CO)=0.1x mol,(CC)2)=0.6x mol,(H2)=2x mol,K=2,：)之?=C(CO2)C(H2)0.1%0.55%0.6x2x-0 4 6 T V在 260 C下,C O 的 选 择 性 较 低 且 反 应 速 率 不 低，若 温 度 再 高 C O 的 选 择 性 增 大，不 利 于 合 成 甲 Sio 其 他 条 件 不 变,改 为 恒 容 条 件，合 成 甲 醒

50、的 反 应 为 气 体 体 积 减 小 的 反 应，压 强 减 小,不 利 于 甲 酸 的 合 成，造 成 合 成 甲 髓 更 少，从 而 增 大 了 c o 平 衡 选 择 性，故 改 为 恒 容 条 件,c o 平 衡 选 择 性 比 恒 压 条 件 下 的 平 衡 选 择 性 高。8.答 案(1)-93.7(2)AC(3)60%(4/D 反 应 活 化 能 低,同 条 件 下 单 位 体 积 内 活 化 分 子 数 多，有 效 碰 撞 几 率 大,速 率 快 詈”解 析(2)增 大 CCh的 浓 度，平 衡 正 向 移 动,有 利 于 N%的 转 化 率 增 大,A 正 确;该 反 应