1、1(2018北京高考)我国科研人员提出了由 CO2 和 CH4 转化为高附加值产品 CH3COOH 的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A生成 CH3COOH 总反应的原子利用率为 100%BCH4CH3COOH 过程中，有 CH 键发生断裂C放出能量并形成了 CC 键D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率答案 D答案 解析 根据图示可知，CH4 与 CO2 在催化剂存在时生成 CH3COOH，总反应为 CH4CO2催化剂CH3COOH，只有 CH3COOH 一种生成物，原子利用率为 100%，A 正确；CH4 在过程中，有 1 个 CH 键发生断裂，B 正确；根据图示，的
2、总能量高于的总能量，放出能量，对比和，形成 CC 键，C 正确；催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D 错误。解析 2(2018江苏高考)(双选)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：下列说法正确的是()Av1v2，c22c1BK1K3，p22p3Cv1v3，1(SO2)3(SO2)Dc22c3，2(SO3)3(SO2)1答案 CD答案 解析 对比容器的特点，将容器 1 和容器 2 对比，将容器 1 和容器 3 对比。容器 2 中加入 4 mol
3、SO3 等效于在相同条件下反应物投入量为 4 mol SO2和 2 mol O2，容器 2 中起始反应物物质的量为容器 1 的两倍，容器 2 相当于在容器 1 达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，v2v1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时 c22c1，p22p1，1(SO2)2(SO3)1，容器 1 和容器 2 温度相同，K1K2；容器 3相当于在容器 1 达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，v3v1，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时 c3c1，p3p1，3(SO2)1(SO2)，解析 K3K1。根据上述分析，v2v1，c22c1，A 错
4、误；K3K1，p22p1，p3p1，则 p22p3，B 错误；v3v1，3(SO2)1(SO2)，C 正确；c22c1，c3c1，则 c22c3，1(SO2)2(SO3)1，3(SO2)1(SO2)，则 2(SO3)3(SO2)1，D 正确。解析 3 (2017 天 津 高 考)常 压 下 羰 基 化 法 精 炼 镍 的 原 理 为：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 时，该反应的平衡常数 K2105。已知：Ni(CO)4 的沸点为 42.2，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230
5、制得高纯镍。下列判断正确的是()A增加 c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B第一阶段，在 30 和 50 两者之间选择反应温度，选 50 C第二阶段，Ni(CO)4 分解率较低D该反应达到平衡时，v 生成Ni(CO)44v 生成(CO)答案 B答案 解析 A 错：增加 c(CO)，平衡正向移动，温度不变，反应的平衡常数不变。B 对：第一阶段，生成的 Ni(CO)4 是气态，应选择高于其沸点的反应温度，故选 50。C 错：230 时，化学平衡常数 K2105，有利于反应逆向进行，Ni(CO)4 分解率较高。D 错：反应达到平衡时，4v 生成Ni(CO)4v 生成(CO)。解析 4(2
6、017江苏高考)H2O2 分解速率受多种因素影响。实验测得 70 时不同条件下 H2O2 浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A图甲表明，其他条件相同时，H2O2 浓度越小，其分解速率越快B图乙表明，其他条件相同时，溶液 pH 越小，H2O2 分解速率越快C图丙表明，少量 Mn2存在时，溶液碱性越强，H2O2 分解速率越快D图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2对 H2O2 分解速率的影响大答案 D答案 解析 A 错：图甲表明其他条件相同时，H2O2 浓度越大，其分解速率越快。B 错：图乙表明其他条件相同时，溶液 pH 越大，分解速率越快。C 错：Mn2浓度相同时，1.0 molL1Na
7、OH 溶液中 H2O2 分解速率小于 0.1 molL1NaOH 溶液中。D 对：pH 相同时，Mn2浓度越大，分解速率越快，所以图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2对 H2O2 分解速率影响大。解析 5(2016北京高考)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是()A抗氧化剂B调味剂C着色剂D增稠剂解析 相对于食物，抗氧化剂可以更快地被氧气氧化，从而降低了包装袋中氧气的浓度，减缓食品被氧化的速率。答案 A答案 解析 6(2016天津高考改编)(双选)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)Hv(吸氢)答案 AC答案 解析 达到化学平衡时，气体的物质的量
8、不变，所以容器内气体压强保持不变，A 项正确；由于该反应是可逆反应，所以吸收 y mol H2 所需的 MHx的物质的量大于 1 mol，B 项错误；该反应的平衡常数表达式为 K1cyH2，由于该反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，c(H2)减小，故K 增大，C 项正确；向容器内通入少量氢气，平衡向正反应方向移动，v(正)v(逆)，即 v(吸氢)v(放氢)，D 项错误。解析 7(2018全国卷改编)采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：(1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到 N2O5，该反应
9、的氧化产物是一种气体，其分子式为_。(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时N2O5(g)分解反应：其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示(t时，N2O5(g)完全分解)：N2O5(g)=2NO2(g)12O2(g)H53.1 kJ/mol研究表明，N2O5(g)分解的反应速率 v2103pN2O5(kPamin1)。t62 min 时，测得体系中 pO22.9 kPa，则此时的 pN2O5_kPa，v_kPamin1。若提高反应温度至 35，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p(35)_63.1
10、kPa(填“大 于”“等 于”或“小 于”)，原 因 是_(2NO2(g)N2O4(g)Hv(第二步反应)B反应的中间产物只有 NO3C第二步中 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效D第三步反应活化能较高答案(1)O2(2)30.0 6.0102 大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO2生成 N2O4 为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 13.4(3)AC答案 解析(1)氯气在反应中得到电子作氧化剂，硝酸银中只有氧元素化合价会升高，所以氧化产物是氧气，分子式为 O2。(2)根据方程式可知生成氧气与消耗 N2O5 的物质的量之比是 12，又因为压强之比等于物质的量之
11、比，所以消耗 N2O5 的压强是 2.9 kPa25.8 kPa，则此时 N2O5 的压强是 35.8 kPa5.8 kPa30.0 kPa，因此此时反应速率 v2.010330(kPamin1)6.0102(kPamin1)。解析 由于温度升高，容器体积不变，总压强提高，且 NO2 生成 N2O4 为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高，所以若提高反应温度至 35，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p(35)大于 63.1 kPa。解析 根据表中数据可知 N2O5 完全分解时的压强是 63.1 kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的 NO2 的压强是 35.8
12、kPa271.6 kPa，O2 是 35.8 kPa217.9 kPa，总压强应该是 71.6 kPa17.9 kPa89.5 kPa，平衡后压强减少了 89.5 kPa63.1 kPa26.4 kPa，所以根据方程式 2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时 N2O4 对应的压强是 26.4 kPa，NO2 对应的压强是 71.6 kPa26.4 kPa218.8 kPa，则反应的平衡常数 Kp18.8226.4 kPa13.4 kPa。解析(3)第一步反应快速平衡，所以第一步的逆反应速率大于第二步的反应速率，A 正确；根据第二步和第三步可知中间产物还有 NO，B 错误；根据第二步反应生成物中
13、有 NO2 可知 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效，C 正确；第三步为快反应，所以第三步反应的活化能较低，D 错误。解析 8(2018全国卷改编)CH4-CO2 催化重整不仅可以得到合成气(CO 和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1有利于提高 CH4 平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压 B低温高压C高温高压 D低温低压某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化剂进行重整反应，达到平衡时 CO2 的转化率是 50%，其平衡常数为_mol2L2
14、。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：由上表判断，催化剂 X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。AK 积、K 消均增加Bv 积减小，v 消增加CK 积减小，K 消增加Dv 消增加的倍数比 v 积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 vkp(CH4)p(CO2)0.5(k 为速率常数)。在 p(CH4)一定时，不同 p(CO2
15、)下积碳量随时间的变化趋势如右图所示，则 pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。答案(1)A 13(2)劣于 相对于催化剂 X，催化剂 Y 积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)答案 解析(1)正反应是体积增大的吸热反应，所以有利于提高 CH4 平衡转化率的条件是高温低压，答案选 A；某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时 CO2 的转化率是 50%，根据方程式可知解析 CH4(g)CO2(g)=
16、2CO(g)2H2(g)起始浓度molL1 1 0.5 0 0转化浓度molL1 0.25 0.25 0.5 0.5平衡浓度molL1 0.75 0.25 0.5 0.5所以平衡常数为 0.520.520.750.25 mol2L213 mol2L2。解析(2)根据表中数据可知相对于催化剂 X，催化剂 Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，所以催化剂 X 劣于 Y。正反应均是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，因此K 积、K 消均增加，A 正确，C 错误；升高温度反应速率均增大，B 错误；积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明 v 消增加
17、的倍数比 v 积增加的倍数大，D 正确。根据反应速率方程式可知在 p(CH4)一定时，生成速率随 p(CO2)的升高而降低，根据图像可知 pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为 pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。解析 9(2018天津高考改编)已知：CH4(g)CO2(g)催化剂2CO(g)2H2(g)H120 kJmol1(1)分别在 V L 恒温密闭容器 A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入 CH4和 CO2 各 1 mol 的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_(填“A”或“B”)。(2)按一定体积比加入 CH4 和 CO2，
18、在恒压下发生反应，温度对 CO 和H2 产率的影响如图所示。此反应优选温度为 900 的原因是_。解析(1)初始时容器 A、B 的压强相等，A 容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加)；B 容器恒压，压强不变；所以达平衡时压强一定是 A 中大，B 中小，此反应压强减小平衡正向移动，所以 B 的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。答案(1)B(2)900 时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低答案 解析(2)根据题图得到，900 时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择
19、900 为反应最佳温度。解析 10(2017高考组合题)(1)(全国卷)H2S 与 CO2 在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S 充入 2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为 0.02。H2S 的平衡转化率 1_%，反应平衡常数 K_。在 620 K 重复实验，平衡后水的物质的量分数为 0.03，H2S 的转化率2_1，该反应的 H_0。(填“”“B(2)ac 大于 小于 tm 时生成物浓度较低4y3xy2(molL1)1答案 解析(1)解：设平衡时 H2S 转化的物质的量为 x。
20、H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)初始/mol 0.40 0.10 0 0转化/mol xx x x平衡/mol 0.40 x 0.10 x x x由题意得：x0.40 molx0.10 molxxx0.02解析 解得：x0.01 molH2S 的平衡转化率 10.01 mol0.40 mol100%2.5%。KcCOScH2OcH2ScCO2 0.012.5 0.012.50.400.012.50.100.012.5 13512.8103。温度升高，水的平衡物质的量分数增大，平衡右移，则 H2S 的转化率增大，故 21。温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故 H0。解析 A 项，
21、充入 H2S，H2S 的转化率反而减小。B 项，充入 CO2，增大了一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，故 H2S 的转化率增大。C 项，充入 COS，平衡左移，H2S 的转化率减小。D 项，充入 N2，对平衡无影响，不改变 H2S 的转化率。(2)a 对：溶液 pH 不变时，则 c(OH)也保持不变，反应处于平衡状态。B 错：根据反应方程式，始终存在速率关系：v(I)2v(AsO33)，反应不一定处于平衡状态。C 对：由于 Na3AsO3 总量一定，当 c(AsO34)/c(AsO33)不再变化时，c(AsO34)、c(AsO33)也保持不变，反应建立平衡。D 错：由图可知，建立
22、平衡时 c(I)2c(AsO34)2y molL1，因此 c(I)y molL1 时，反应没有建立平衡。解析 tm 时，反应正向进行，故 v 正大于 v 逆。由于 tm 时生成物 AsO34 的浓度小于 tn 时 AsO34 的浓度，因 v 逆的大小取决于生成物浓度的大小，故 tm 时的 v 逆小于 tn 时的 v 逆。反应前，三种溶液混合后，c(Na3AsO3)3x molL120 mL20 mL20 mL20 mLx molL1，同理，c(I2)x molL1，反应情况如下：解析 解析 11(1)(2016全国卷节选)CrO24 和 Cr2O27 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1
23、.0 molL1 的 Na2CrO4 溶液中 c(Cr2O27)随 c(H)的变化如图所示。用离子方程式表示 Na2CrO4 溶液中的转化反应_。由图可知，溶液酸性增大，CrO24 的平衡转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。根据 A 点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升 高 温 度，溶 液 中 CrO 24 的 平 衡 转 化 率 减 小，则 该 反 应 的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)(2015全国卷改编)Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)H0在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t的关系
24、如下表：t/min020406080120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 根据上述实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为_。上述反应中，正反应速率为 v 正k 正x2(HI)，逆反应速率为 v 逆k 逆x(H2)x(I2)，其中 k 正、k 逆为速率常数，则 k 逆为_(以 K 和 k 正表示)。若 k 正0.0027 min1，在 t40 min 时，v 正_min1。由上述实验数据计算得到 v 正x(HI)和 v 逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平
25、衡，相应的点分别为_(填字母)。答案(1)2CrO24 2HCr2O27 H2O增大 1.01014 小于(2)0.1080.1080.7842k 正/K 1.95103 A、E答案 解析(1)Na2CrO4 溶液中的转化反应为 2CrO24 2HCr2O27 H2O。酸性增大，平衡右移，CrO24 的平衡转化率增大。由题图知，A 点c(Cr2O27)0.25 molL1，c(CrO24)(1.00.252)molL10.5 molL1，c(H)1.0107 molL1，则平衡常数 KcCr2O27 c2CrO24 c2H0.250.521.010721.01014。升温，CrO24 的平衡转
26、化率减小，说明平衡左移，即正反应为放热反应，H0。解析(2)设开始加入的 HI 为 x mol，达平衡时转化的 HI 是 a mol，则 2HI(g)H2(g)I2(g)开始/mol x 0 0转化/mol aa2a2平衡/mol xaa2a2所以xax 0.784，得 a0.216x，Ka2a2xa20.1080.1080.7842。解析 达平衡时，v 正v 逆，k 正x2(HI)k 逆x(H2)x(I2)，k 逆 k正x2HIxH2xI2k 正/K。v 正k 正x2(HI)，在 40 min 时，x(HI)0.85，所以 v 正0.0027 min10.850.851.95103 min1。升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡正向移动，HI 的物质的量分数减小，H2 的物质的量分数增大，分析题图，反应重新达到平衡时，相应的点分别是 A、E。解析