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专题15 化学反应原理综合1．（2021·山东卷）2−甲氧基−2−甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。
在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：反应Ⅰ：+CH 3OH1K △H 1反应Ⅱ：+CH 3OH2K △H 2反应Ⅲ：3K △H 3回答下列问题：（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数K x 与温度T 变化关系如图所示。
据图判断，A 和B中相对稳定的是__(用系统命名法命名)；12ΔH ΔH 的数值范围是___(填标号)。
A ．<−1B ．−1～0C ．0～1D ．>1（2）为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME ，控制温度为353K ，测得TAME 的平衡转化率为α。
已知反应Ⅲ的平衡常数K x3=9.0，则平衡体系中B 的物质的量为___mol ，反应Ⅰ的平衡常数K x1=___。
同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A 与CH 3OH 物质的量浓度之比c(A)：c(CH 3OH)=___。
（3）为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A 、B 和CH 3OH 。
控制温度为353K ，A 、B 物质的量浓度c 随反应时间t 的变化如图所示。
代表B 的变化曲线为__(填“X”或“Y”)；t=100s 时，反应Ⅲ的正反应速率v 正__逆反应速率v 逆(填“＞”“＜”或“=)。
【答案】（1）2−甲基−2−丁烯 D （2）0.9α()()21011ααα-+ 逆向移动 1:10（3）X ＜ 【解析】（1）由平衡常数K x 与温度T 变化关系曲线可知，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高（要注意横坐标为温度的倒数）而减小，说明3个反应均为放热反应，即△H 1＜0、△H 2＜0、△H 3＜0，因此，A 的总能量高于B 的总能量，能量越低越稳定，A 和B 中相对稳定的是B ，其用系统命名法命名为2−甲基−2−丁烯；由盖斯定律可知，Ⅰ−Ⅱ=Ⅲ，则△H 1−△H 2=△H 3＜0，因此△H 1＜△H 2，由于放热反应的△H 越小，其绝对值越大，则12ΔH ΔH 的数值范围是大于1，选D 。
专题15 化学反应原理综合1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题：（1）Shibata 曾做过下列实验：①使纯H 2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H 2（填“大于”或“小于”）。
（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H 2的物质的量分数为_________（填标号）。
A ．＜0.25B ．0.25C ．0.25~0.50D ．0.50E ．＞0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注。
可知水煤气变换的ΔH ________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E 正=_________eV ，写出该步骤的化学方程式_______________________。
（4）Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的2H O p 和CO p 相等、2CO p 和2H p 相等。
计算曲线a 的反应在30~90 min 内的平均速率v (a)=___________kPa·min −1。
467 ℃时2H p 和CO p 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
489 ℃时2H p 和CO p 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
高考化学真题专题解析—化学反应原理综合题【母题来源】2022年全国甲卷【母题题文】金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石()2TiO 转化为4TiCl ，再进一步还原得到钛。
回答下列问题：(1)2TiO 转化为4TiCl 有直接氯化法和碳氯化法。
在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：-1-222421p1TiO (s)+2Cl (g)=TiCl (g)+O (g) ΔH =172kJ mol ,K =1.010⋅⨯(ⅱ)碳氯化：-1122242p2TiO (s)+2Cl (g)+2C(s)=TiCl (g)+2CO(g)ΔH =-51kJ mol ,K =1.210Pa ⋅⨯①反应22C(s)+O (g)=2CO(g)的ΔH 为_______-1kJ mol ⋅，p K =_______Pa 。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在51.010Pa ⨯，将2TiO 、C 、2Cl 以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。
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。
①反应2C(s)CO (g)2CO(g)+=的平衡常数()p K 1400=℃_______Pa 。
②图中显示，在200℃平衡时2TiO 几乎完全转化为4TiCl ，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是_______。
(3)2TiO 碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于2TiO C -“固—固”接触的措施是_______。
【答案】(1) -223 1.2×1014 碳氯化反应气体分子数增加，∆H 小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程 向左 变小(2) 7.2×105 为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl 4产品，提高效益 (3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl 2，使固体粉末“沸腾”【试题解析】(1)①根据盖斯定律，将“反应ⅱ-反应ⅰ”得到反应2C(s)+O 2(g)=2CO(g)，则∆H=-51kJ/mol-172kJ/mol=-223kJ/mol ；则Kp=p p1K K 2=12-21.210Pa1.010⨯⨯=1.2×1014Pa ； ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增加，∆H 小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程；③对应碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡往气体分子数减少的方向移动，即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡往吸热方向移动，即向左移动，则平衡转化率变小。
2017-2019三年高考全国卷化学试题 2019-2017年全国Ⅰ卷化学2019-2017年全国Ⅱ卷化学2019-2017年全国Ⅲ卷化学2019年高考全国卷Ⅰ化学试题7．陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。
下列说法错误的是A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点8．关于化合物2−苯基丙烯（），下列说法正确的是A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色B．可以发生加成聚合反应C．分子中所有原子共平面D．易溶于水及甲苯9．实验室制备溴苯的反应装置如下图所示，关于实验操作或叙述错误的是A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开KB．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C．装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯10．固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。
下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图。
下列叙述错误的是A．冰表面第一层中，HCl以分子形式存在B．冰表面第二层中，H+浓度为5×10−3 mol·L−1（设冰的密度为0.9 g·cm−3）C．冰表面第三层中，冰的氢键网格结构保持不变D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HCl垐?噲?H++Cl−11．NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾（邻苯二甲酸氢钾H2A的K a1=1.1×10−3 ，K a2=3.9×10−6）溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b点为反应终点。
下列叙述错误的是A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关B．Na+与A2−的导电能力之和大于HA−的C．b点的混合溶液pH=7D．c点的混合溶液中，c(Na+)>c(K+)>c(OH−)12．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
1．【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。
下列说法不正确．．．的是①C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1A．反应①、②为反应③提供原料气B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一C．反应CH3OH(g)CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1D．反应2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1【答案】C【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。
2．【2016海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)＝57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。
油酸甘油酯的燃烧热△H为A．3.8×104kJ·mol-1B．－3.8×104kJ·mol-1C．3.4×104kJ·mol-1D．－3.4×104kJ·mol-1【答案】D【解析】试题分析：燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。
高考化学真题专项汇编卷（2017—2019）知识点12：化学反应原理综合学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、填空题1.由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下：在298K下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为10.180mol L-⋅，测得γ-丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。
回答下列问题：(1)该反应在50～80min内的平均反应速率为mol L min⋅⋅。
(2)120min时γ-羟基丁酸的转化率为。
(3)298K时该反应的平衡常数K=。
(4)为提高γ-羟基丁酸的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是1.答案：（1）0.0007 （2）0.5（50%）（3）114（4）将γ-内酯移走解析：(1)在50∼80min内v(γ−丁内酯)=(0.050−0.071)/30mol/l(L.min)=0.0007mol/(L.min)，故答案为：0.0007；(2)120min时γ−丁内酯浓度为0.090mol/L,根据方程式知,120min内消耗γ−羟基丁酸的物质的量浓度为0.090mol/L,120min时γ−羟基丁酸的转化率=△cc(初始)×100%=0.090mol/L/0.180mol/L×100%=50%或0.5，故答案为：50%或0.5；(3)220min时反应达到平衡状态，可逆反应开始(mol/L)0.180 0反应(mol/L)0.132 0.132平衡(mol/L)0.048 0.132化学平衡常数K=(γ−丁内酯)c(γ−羟基丁酸)=0.132/0.048=11/4,故答案为：11/4；(4)为提高γ−羟基丁酸的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可以通过减小生成物浓度实现，所以可以通过将γ−内酯移走实现，故答案为：γ−内酯移走。
2.CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
知识点12化学反应原理综合应用1、[2019江苏]CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
(1).CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。
CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式：。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是。
(2).电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。
电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式：。
②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是。
(3).CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。
其中：CH3OCH3的选择性=332CH OCHC2O的物质的量反应的的物质的量×100％①温度高于300 ℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是。
②220 ℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。
不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有。
2、[2019北京]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。
专题15 化学反应原理综合1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题：（1）Shibata 曾做过下列实验：①使纯H 2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H 2（填“大于”或“小于”）。
（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H 2的物质的量分数为_________（填标号）。
A ．＜0.25B ．0.25C ．0.25~0.50D ．0.50E ．＞0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注。
可知水煤气变换的ΔH ________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E 正=_________eV ，写出该步骤的化学方程式_______________________。
（4）Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的2H O p 和CO p 相等、2CO p 和2H p 相等。
计算曲线a 的反应在30~90 min 内的平均速率v (a)=___________kPa·min −1。
467 ℃时2H p 和CO p 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
489 ℃时2H p 和CO p 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
2017-2019高考化学真题分类解析---反应速率、化学平衡1．[2019江苏]在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。
下列说法正确的是A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000【答案】BD【解析】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；B.根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C.Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D.设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=2222242c(NO)0.5)c(NO)c(O)0.5)(5100.5)aa a-=⋅⨯⨯-((>41510-⨯=2000，故D正确；故选BD。
【点睛】解本题时需要注意：实线中在最高点之前反应没有达到平衡状态，主要讨论温度对化学反应速率的影响；最高点之后反应达到平衡状态，可以研究温度对化学平衡的影响。
2．[2019浙江4月选考]下列说法正确的是A．H(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变B．C(s)＋H2O(g) ⇌ H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)＋B(g) ⇌ 2C(?)已达平衡，则A、C不能同时是气体D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1【答案】B【解析】A.该可逆反应的反应前后气体计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，A项错误；B.在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B项正确；C.若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的计量数不等，故A、C不可能均为气体，C项错误；D.易知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)=3×10％=0.3mol，因而Q1=0.3/3×|ΔH|=0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)=2×10％=0.2mol，Q2=0.2/2×|ΔH|=0.1|ΔH|，则Q1=Q2，D项错误。
知识点12化学反应原理综合应用1、[2019江苏]CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
(1).CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。
CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式：。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是。
(2).电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。
电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式：。
②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是。
(3).CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。
其中：CH3OCH3的选择性=332CH OCHC2O的物质的量反应的的物质的量×100％①温度高于300 ℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是。
②220 ℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。
不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有。
2、[2019北京]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。
专题跟踪检测 化学反应原理综合题注意事项：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
答卷前，考生务必将自已的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
写在本试巻上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
4．考试结東后，将本试题卷和答题卡一并交回。
1．目前，处理烟气中SO 2常采用两种方法：液吸法和还原法。
Ⅰ.碱液吸收法25 ℃时，K b (NH 3·H 2O)＝1.8×10－5；H 2SO 3：K a1＝1.5×10－2，K a2＝1.0×10－7； K sp (CaSO 4)＝7.1×10－5。
第1步：用过量的浓氨水吸收SO 2，并在空气中氧化；第2步：加入石灰水，发生反应Ca 2＋＋2OH －＋2NH ＋4＋SO 2－4CaSO 4↓＋2NH 3·H 2O K 。
(1)25 ℃时，0.1 mol ·L －1(NH 4)2SO 3溶液的pH________(填“>”“<”或“＝”)7。
(2)计算第2步中反应的K ＝__________________。
Ⅱ.水煤气还原法已知：①2CO(g)＋SO 2(g)S(l)＋2CO 2(g) ΔH 1＝－37.0 kJ ·mol －1； ②2H 2(g)＋SO 2(g)S(l)＋2H 2O(g) ΔH 2＝＋45.4 kJ ·mol －1；③CO 的燃烧热ΔH 3＝－283 kJ ·mol －1。
(3)表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为___________________________________。
(4)反应②中，正反应活化能E 1________(填“>”“<”或“＝”)ΔH 2。
