目 錄
題型綜述
解題攻略
題組01 反應熱+化學平衡的小綜合
題組02 反應熱+反應速率+化學平衡的小綜合
題組03 反應熱+反應機理+反應速率+化學平衡大綜合
題組04 反應熱+反應速率+化學平衡+電化學大綜合
題組05 反應熱+反應速率+化學平衡+電解質(zhì)溶液大綜合
高考練場
化學反應原理綜合題是高考必考題型，承載著宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知等核心素養(yǎng)，及變化觀、微粒觀等重要學科思想，常與生產(chǎn)、生活、科技等緊密聯(lián)系的物質(zhì)為背景材料，把熱化學、電化學及四大平衡知識融合在一起命制，題目設問較多，涉及內(nèi)容也較多，多數(shù)題目含有圖像或圖表，導致思維轉(zhuǎn)換角度較大，對考生思維能力的要求較高。根據(jù)對近幾 年的高考試題分析來看，從考點設置的角度，可將本專題分為四個題組：一是反應熱+化學平衡的小綜合；二是反應熱+反應速率+化學平衡的小綜合；三是反應熱+反應機理+反應速率+化學平衡大綜合,四是反應熱+反應速率+化學平衡+電化學大綜合,五是反應熱+反應速率+化學平衡+電解質(zhì)溶液大綜合。
題組01 反應熱+化學平衡的小綜合
【例1-1】（2024·山東卷）水煤氣是的主要來源，研究對體系制的影響，涉及主要反應如下：
回答下列問題：
（1）的焓變 (用代數(shù)式表示)。
（2）壓力p下，體系達平衡后，圖示溫度范圍內(nèi)已完全反應，在溫度時完全分解。氣相中，和摩爾分數(shù)隨溫度的變化關系如圖所示，則a線對應物質(zhì)為 (填化學式)。當溫度高于時，隨溫度升高c線對應物質(zhì)摩爾分數(shù)逐漸降低的原因是 。
（3）壓力p下、溫度為時，圖示三種氣體的摩爾分數(shù)分別為0.50，0.15，0.05，則反應的平衡常數(shù) ；此時氣體總物質(zhì)的量為，則的物質(zhì)的量為 ；若向平衡體系中通入少量，重新達平衡后，分壓將 (填“增大”“減小”或“不變”)，將 (填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】（1）++
（2） 當溫度高于T1，已完全分解，只發(fā)生反應Ⅱ，溫度升高，反應Ⅱ逆向移動，所以的摩爾分數(shù)減小。
（3） 0.5 不變 不變
【解析】（1）已知三個反應：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
設目標反應為Ⅳ，根據(jù)蓋斯定律，Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，所以++。
（2）圖示溫度范圍內(nèi)已完全反應，則反應Ⅰ已經(jīng)進行完全，反應Ⅱ和Ⅲ均為放熱反應，從開始到T1，溫度不斷升高，反應Ⅱ和Ⅲ逆向移動，依據(jù)反應Ⅱ，量減小，摩爾分數(shù)減小，量升高，摩爾分數(shù)增大，且二者摩爾分數(shù)變化斜率相同，所以a曲線代表的摩爾分數(shù)的變化，則c曲線代表的摩爾分數(shù)隨溫度的變化，開始到T1，的摩爾分數(shù)升高，說明在這段溫度范圍內(nèi)，反應Ⅲ占主導，當溫度高于T1，已完全分解，只發(fā)生反應Ⅱ，所以的摩爾分數(shù)減小。
（3）①壓力p下、溫度為時，、、和摩爾分數(shù)分別為0.50、0.15、0.05，則H2O(g)的摩爾分數(shù)為：，則反應的平衡常數(shù) ；
②氣體總物質(zhì)的量為4.0ml，則H2、CO、CO2、H2O(g)的物質(zhì)的量依次為2ml、0.6ml、0.2ml、1.2ml，設反應Ⅰ生成CO和H2物質(zhì)的量都為xml，反應Ⅱ消耗CO物質(zhì)的量為yml、生成H2物質(zhì)的量為yml，則x+y=2、x-y=0.6，解得x=1.3、y=0.7，反應Ⅱ生成CO2物質(zhì)的量為0.7ml，反應Ⅲ消耗CO2物質(zhì)的量為0.7ml-0.2ml=0.5ml，則由反應Ⅲ知，此時CaCO3(s)物質(zhì)的量為0.5ml；
③若向平衡體系中通入少量，重新達平衡后，反應的Kp=，溫度不變，Kp不變，則分壓不變；將反應Ⅰ-反應Ⅱ得C(s)+CO2(g)=2CO(g)，溫度不變，該反應的Kp=不變，則不變。
【例1-2】（2024·江西卷）石油開采的天然氣含有H2S。綜合利用天然氣制氫是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。CH4和H2S重整制氫的主要反應如下：
反應Ⅰ：CH4(g)+2H2S(g)?CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/ml
反應Ⅱ：CH4(g)?C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/ml
反應Ⅲ：2H2S(g)?S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/ml
回答下列問題：
（1）H2S分子的電子式為 。
（2）反應Ⅳ：CS2(g)?S2(g)+C(s)?ΔH4= kJ/ml。
（3）保持反應器進料口總壓為100kPa．分別以8kPaCH4、24kPaH2S(He作輔氣)與25kPaCH4、75kPaH2S進料。CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關系如圖1，含有He的曲線為 ，理由是 。
（4）假設在10L的恒溫剛性容器中，通入0.3ml CH4和0.15ml H2S發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始總壓為P0.CH4和H2S的轉(zhuǎn)化率與時間的關系如圖2，0～5min內(nèi)H2的化學反應速率為 ml/(L?min)；5min時，容器內(nèi)總壓為 。
（5）假設H2S和CH4的混合氣體在某固體催化劑上的吸附服從Langmuir等溫吸附(吸附分子彼此不發(fā)生相互作用，且氣體分子為單分子層吸附)。吸附等溫式為：。其中a是氣體的吸附系數(shù)，Vm是氣體在固體表面的飽和吸附量(標態(tài))，P是氣體的分壓，V是氣體分壓為P時的平衡吸附量(標態(tài))。在一定溫度下，H2S的吸附系數(shù)是CH4的4倍，當H2S的分壓為2MPa及4MPa，CH4和H2S的分壓相同時，H2S平衡吸附量分別為0.6m3/kg和0.8m3/kg(已換算成標態(tài))，則H2S的吸附系數(shù)為 MPa﹣1。
（6）與傳統(tǒng)天然氣制氫中需要脫硫?qū)2S轉(zhuǎn)化為硫黃和水相比，上述方法優(yōu)點是 。
【答案】（1）
（2）+11
（3）M 總壓一定，充入氦氣，反應物分壓減小，相當于減壓，反應Ⅰ、Ⅱ均正向移動，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大
（4）1.2×10-3 P0
（5）0.4
（6）H2S得到了綜合利用，3步反應均生成了H2
【解析】（1）H2S為共價化合物，其電子式為；
（2）根據(jù)蓋斯定律可知，反應Ⅱ+Ⅲ﹣Ⅰ＝Ⅳ，則CS2(g)?S2(g)+C(s)?ΔH4＝ΔH2+ΔH3﹣ΔH1＝(90+181－260)kJ/ml＝+11kJ/ml；
（3）保持反應器進料口總壓為100kPa。分別以8kPaCH4、24kPaH2S（He作輔氣）與25kPaCH4、75kPaH2S進料。CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關系如圖1，含有He的曲線為M，理由是總壓一定，充入氦氣，反應物分壓減小，相當于減壓，反應Ⅰ、Ⅱ均正向移動，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大
（4）由圖可知，0～5min內(nèi)消耗的CH4為0.3ml×5%＝0.015ml，消耗的H2S為0.15ml×20%＝0.03ml，根據(jù)氫原子守恒，則生成H2的物質(zhì)的量為n(H2)＝2×0.015ml+0.03＝0.06ml，0～5min內(nèi)H2的化學反應速率為v(H2)1.2×10-3ml/(L?min)；
設反應Ⅰ轉(zhuǎn)化了xmlCH4，則反應Ⅱ轉(zhuǎn)化了(0.015－x)mlCH4，反應Ⅰ轉(zhuǎn)化了2xmlH2S，反應Ⅲ轉(zhuǎn)化了(0.03-2x) mlH2S，列三段式有
，5min時，n(CH4)=0.285ml，n(H2S)=0.12ml，n(H2)＝0.06ml，n(CS2)=xml，n(S2)=(0.015-x)ml，n(總)=0.48ml，起始總壓為P0，氣體總量為0.45ml，根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，可得5min時，容器內(nèi)總壓為×P0=P0；
（5）根據(jù)題意可知方程：①，②，聯(lián)立方程①與②，解得：α1＝0.4MPa﹣1；
（6）與傳統(tǒng)天然氣制氫中需要脫硫?qū)2S轉(zhuǎn)化為硫黃和水相比，上述方法優(yōu)點是H2S得到了綜合利用，3步反應均生成了H2。
【提分秘籍】
一、利用蓋斯定律書寫熱化學方程式的步驟和方法
1.計算步驟：
2.計算方法
二、平衡轉(zhuǎn)化率大小變化分析技巧
1.轉(zhuǎn)化率問題首先看是否是平衡轉(zhuǎn)化率，若為非平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率，則側(cè)重分析溫度、壓強、濃度對反應快慢、催化劑對反應快慢及選擇性(主副反應)的影響；若為平衡轉(zhuǎn)化率，則側(cè)重分析溫度、壓強、濃度對化學平衡的影響，有時也涉及溫度對催化活性的影響。
2.判斷反應物轉(zhuǎn)化率的變化時，不要把平衡正向移動與反應物轉(zhuǎn)化率提高等同起來，要視具體情況而定。常見有以下幾種情形：
【變式演練】
【變式1-1】（2024·河南·三模）氨是重要化工原料，其工業(yè)合成原理為 ?；卮鹣铝袉栴}：
（1）已知：ⅰ. ；
ⅱ. (a、b都大于0)。
則反應的 (用含a、b的代數(shù)式表示)，利于該反應正向進行的條件為 (填“低溫”“高溫”或“任意溫度”)。
（2）向恒溫恒容密閉容器中充入體積比的和，發(fā)生反應。下列情況表明該反應一定達到平衡狀態(tài)的是___________(填字母，下同)。
A．氣體密度不隨時間變化B．氣體平均摩爾質(zhì)量不隨時間變化
C．氣體總壓強不隨時間變化D．體積分數(shù)不隨時間變化
（3）下列關于 的敘述正確的是 。
A．生成速率等于消耗速率的2倍
B．若加入高效催化劑，平衡常數(shù)和反應熱都會增大
C．若起始按體積比投入和，則和的轉(zhuǎn)化率相等
（4）向剛性密閉容器中充入和合成氨，經(jīng)歷相同時間測得轉(zhuǎn)化率與溫度及時間的關系如圖1所示。
①溫度： (填“>”或“ ②8.33
（5）①壓強增大，反應速率加快，平衡正向移動，平衡時NH3的體積分數(shù)增大 ②壓強過大，此時氨液化(或壓強過大，催化劑活性降低等)
【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，得N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的ΔH=；合成氨為放熱反應，正反應為體積減小反應，即、，根據(jù)可知低溫利于該反應正向進行。
（2）A．氣體總質(zhì)量不變、容器體積不變，密度是恒量，混合氣體密度不隨時間變化，反應不一定平衡， A錯誤；B．氣體總質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量減少，混合氣體平均摩爾質(zhì)量是變量，混合氣體平均摩爾質(zhì)量不隨時間變化，反應一定達到平衡狀態(tài)， B正確；C．容器體積不變、氣體物質(zhì)的量減少，壓強是變量，混合氣體總壓強不隨時間變化，反應一定達到平衡狀態(tài)， C正確；D．若投入、，的轉(zhuǎn)化量為，由，可知N2體積分數(shù)，即其始終為定值，不隨時間變化，反應不一定平衡；D錯誤，故選BC。
（3）A．同一反應方向的速率之比等于化學計量數(shù)之比，A正確；B．催化劑能改變化學反應速率，不能改變平衡常數(shù)和反應熱，B錯誤；C．起始按化學計量數(shù)比投料，轉(zhuǎn)化按化學計量數(shù)比反應，故轉(zhuǎn)化率相等，C正確，故答案選AC。
（4）①根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”可知，>。
②根據(jù)圖像可知，平衡時轉(zhuǎn)化率為，用三段式計算：。。
。
（5）①由圖像可知，ab段NH3體積分數(shù)增大，原因是壓強增大，反應速率加快，平衡正向移動，平衡時NH3的體積分數(shù)增大；
②由圖像可知，cd段 NH3體積分數(shù)急減，其原因可能是壓強過大，此時氨液化(或壓強過大，催化劑活性降低等)。
【變式1-2】（2024·廣西·模擬預測）先進的甲醇低壓羰基合成乙酸工藝的普及推廣，導致我國乙酸產(chǎn)能過剩。使用特定催化劑進行乙酸直接加氯制備乙醇，反應原理如下：
主反應： ；
副反應： 。
回答下列問題：
（1）如下表所示，一定溫度下，將不同量的原料通入到恒壓密閉容器中，反應平衡時，熱量的變化情況。已知副反應熱效應小，可忽略，則該溫度下主反應的 。
（2）250℃下，恒壓密閉容器中充入一定量和，下列條件能判斷反應達到平衡狀態(tài)的是___________。(填選項標號)
A．混合氣體的密度保持不變
B．的體積分數(shù)不變
C．
D．反應體系的熱效應為0
（3）S表示選擇性。在時，2MPa下，平衡時S(乙醇)和S(乙酸乙酯)隨溫度的變化；250℃下，平衡時S(乙醇)和S(乙酸乙酯)隨壓強的變化如右圖所示：
已知：。
①250℃下，乙醇選擇性隨壓強變化的曲線是 。
②曲線b變化的原因是 。
③150℃時，在催化劑作用下和反應一段時間后，乙醇的選擇性位于m點，不改變反應時間和溫度，—定能提高乙醇選擇性的措施 (填一條)。
（4）一定溫度和壓強下，向初始體積為1L的密閉容器中通入2ml 和1ml ，同時發(fā)生主反應和副反應，測得平衡時，體積減小20%，則平衡時， ，該溫度下主反應的平衡常數(shù) 。
【答案】（1）-(2x+y) （2）ABD
（3）①a ②主反應與副反應均為放熱反應，溫度升高，平衡均逆向移動，主反應逆向移動的程度大于副反應 ③使用對主反應催化活性更高的催化劑(或“增大壓強”)
（4）1ml/L 2
【解析】（1）0.5ml 與1ml 發(fā)生反應，達到平衡時放熱x kJ，1ml 與1ml 發(fā)生反應，達到平衡時吸熱y kJ，則1ml 與2ml 完全反應生成1ml 與1ml ，放熱，即；
（2）A．根據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣體的質(zhì)量始終不變，容器體積發(fā)生改變，則恒容容器中混合氣體的密度是變量，當混合氣體的密度保持不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，A選項正確；
B．反應過程中體積分數(shù)不斷變化，當體積分數(shù)不變，反應達到平衡狀態(tài)，B選項正確；C．反應進行至某時刻，可能恰好有，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，C選項錯誤；D．反應體系的熱效應為0是達到平衡狀態(tài)，D選項正確；答案選ABD；
（3）①主反應為氣體體積減小的放熱反應，增大壓強，平衡正向移動，乙醇的選擇性上升，則250℃下，乙醇選擇性隨壓強變化的曲線是a；
②主反應和副反應均為放熱反應，升高溫度，平衡均逆向移動，主反應逆向移動的程度大于副反應，所以乙醇的選擇性隨著溫度升高而減小；
③主反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，反應正向移動，可以提高乙醇選擇性；
（4）平衡時，體系中氣體物質(zhì)的量減小20%，列化學平衡三段式，則：
體積減小20%，說明平衡時容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量減少20%，即為3m01×80%=2.4ml，平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為，結(jié)合，解得，，；平衡時，，，。
題組02 反應熱+反應速率+化學平衡的小綜合
【例2-1】（2024·貴州卷）在無氧環(huán)境下，CH4經(jīng)催化脫氫芳構(gòu)化可以直接轉(zhuǎn)化為高附加值的芳烴產(chǎn)品。一定溫度下，CH4芳構(gòu)化時同時存在如下反應：
?。?br>ⅱ．
回答下列問題：
（1）反應ⅰ在1000K時 (選填“能”或“不能”)自發(fā)進行。
（2）已知25℃時有關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表，則反應ⅱ的 (用含的代數(shù)式表示)。
（3）受反應ⅰ影響，隨著反應進行，單位時間內(nèi)甲烷轉(zhuǎn)化率和芳烴產(chǎn)率逐漸降低，原因是 。
（4）對催化劑在不同的pH條件下進行處理，能夠改變催化劑的活性。將催化劑在5種不同pH條件下處理后分別用于催化CH4芳構(gòu)化，相同反應時間內(nèi)測定相關數(shù)據(jù)如下表，其中最佳pH為 ，理由是 。
（5）下，在某密閉容器中按充入氣體，發(fā)生反應，平衡時與的分壓比為4:1，則的平衡轉(zhuǎn)化率為 ，平衡常數(shù)Kp= (用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓物質(zhì)的量分數(shù)，列出計算式即可)。
（6）引入丙烷可促進甲烷芳構(gòu)化制備苯和二甲苯，反應如下：
(兩個反應可視為同級數(shù)的平行反應)
對于同級數(shù)的平行反應有，其中v、k分別為反應速率和反應速率常數(shù)，Ea為反應活化能，A1、A2為定值，R為常數(shù)，T為溫度，同一溫度下是定值。已知，若要提高苯的產(chǎn)率，可采取的措施有 。
【答案】（1）能
（2）6a-b-9c
（3）反應ⅰ有積炭生成，隨著反應的進行，生成的積炭逐漸增多，覆蓋在催化劑表面，使催化劑催化性能逐漸降低，化學反應速率減小
（4）10.0 pH=10.0時，產(chǎn)物中積炭平均含量最低，CH4平均轉(zhuǎn)化率最大，芳烴平均產(chǎn)率最高
（5）20% 或
（6）加入合適的催化劑(合理即可)
【解析】（1）反應?。?000K時，ΔG=ΔH-TΔS=+74.6 kJ·ml-1-1000K×80.84×10-3kJ·ml-1·K-1=-6.24 kJ·ml-1＜0，故反應ⅰ在1000K時能自發(fā)進行。
（2）ⅱ．
由題給數(shù)據(jù)可得出以下熱化學方程式：
③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH=akJ·ml-1
④C6H6(l)+7.5O2(g)＝6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=bkJ·ml-1
⑤H2(g)+0.5O2(g)＝H2O(l) ΔH=c kJ·ml-1
依據(jù)蓋斯定律，將反應③×6-④-⑤×9得，反應ⅱ的(6a-b-9c) kJ·ml-1。
（3）由于反應ⅰ生成固態(tài)炭，會覆蓋在催化劑表面，從而減小氣體與催化劑的接觸面積，因此隨著反應進行，單位時間內(nèi)甲烷轉(zhuǎn)化率和芳烴產(chǎn)率逐漸降低。
（4）比較表中數(shù)據(jù)可以看出，pH=10.0時，CH4平均轉(zhuǎn)化率為最大值10.45%，芳烴平均產(chǎn)率為最大值6.45%，產(chǎn)物中積炭平均含量為最小值33.10%，所以最佳pH為10.0。
（5）下，在某密閉容器中按充入氣體，發(fā)生反應，平衡時與的分壓比為4:1，設起始時C6H6的物質(zhì)的量為1ml，CH4的物質(zhì)的量為5ml，參加反應C6H6的物質(zhì)的量為xml，則可建立如下三段式：
依題意，，解得x=0.2，平衡時，n(C6H6)=0.8ml，n(CH4)=4.8ml，n(C7H8)=0.2ml，n(H2)=0.2ml，則的平衡轉(zhuǎn)化率為=20%，平衡常數(shù)Kp=或。
（6）已知，加入合適的催化劑，選擇性降低Ea,苯，加快生成苯的速率，提高苯的產(chǎn)率。所以若要提高苯的產(chǎn)率，可采取的措施有：加入合適的催化劑(合理即可)。
【例2-2】（2024·湖南卷）丙烯腈()是一種重要的化工原料。工業(yè)上以為載氣，用作催化劑生產(chǎn)的流程如下：
已知：①進料混合氣進入兩釜的流量恒定，兩釜中反應溫度恒定：
②反應釜Ⅰ中發(fā)生的反應：
?。?
③反應釜Ⅱ中發(fā)生的反應：
ⅱ：
ⅲ：
④在此生產(chǎn)條件下，酯類物質(zhì)可能發(fā)生水解。
回答下列問題：
（1）總反應 (用含、、和的代數(shù)式表示)；
（2）進料混合氣中，出料中四種物質(zhì)(、、、)的流量，(單位時間內(nèi)出料口流出的物質(zhì)的量)隨時間變化關系如圖：
①表示的曲線是 (填“a”“b”或“c”)；
②反應釜Ⅰ中加入的作用是 。
③出料中沒有檢測到的原因是 。
④反應后，a、b、c曲線對應物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是 。
（3）催化劑再生時會釋放，可用氨水吸收獲得?，F(xiàn)將一定量的固體(含水)置于密閉真空容器中，充入和，其中的分壓為，在℃下進行干燥。為保證不分解，的分壓應不低于 (已知，分解的平衡常數(shù))；
（4）以為原料，稀硫酸為電解液，Sn作陰極，用電解的方法可制得，其陰極反應式 。
【答案】（1）ΔH1+ΔH2+ΔH3
（2）①c ②抑制酯的水解從而提高產(chǎn)率 ③反應iii的速率遠大于反應ii ④反應時間過長，催化劑中毒活性降低，反應速率降低，故產(chǎn)物減少
（3）40
（4）Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4
【分析】工業(yè)上以N2為載氣，用TiO2作催化劑，由HOCH2CH2COOC2H5和C2H5OH為進料氣體生產(chǎn)CH2=CHCN，在反應釜I中發(fā)生反應i：HOCH2CH2COOC2H5(g)→CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)，加入NH3后，在反應釜Ⅱ中發(fā)生反應ii：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)，反應iii：CH2=CHCONH2(g)→CH2=CHCN(g)+H2O(g)，故產(chǎn)物的混合氣體中有CH2=CHCN、未反應完的C2H5OH、CH2=CHCOOC2H5(g)和水；
【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，總反應HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)可以由反應i+反應ii+反應iii得到，故ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；
（2）①根據(jù)總反應HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)→CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)，設進料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5)=1ml，n(C2H5OH)=2ml，出料氣中CH2=CHCOOC2H5含量很少，則生成CH2=CHCN(g)、C2H5OH(g)物質(zhì)的量約為1ml，生成H2O(g)的物質(zhì)的量約為2ml，故出料氣中C2H5OH(g)物質(zhì)的量共約3ml，故出料氣中CH2=CHCN、C2H5OH、H2O物質(zhì)的量之比約為1:3:2，故曲線c表示CH2=CHCN的曲線；
②反應釜Ⅰ中發(fā)生反應i生成丙烯酸乙酯和水，若丙烯酸乙酯水解會生成乙醇，因此，加入C2H5OH可以抑制酯的水解從而提高產(chǎn)率；
③反應釜Ⅱ中發(fā)生的兩個反應是競爭反應，其選擇性由速率決定，出料中沒有檢測到CH2=CHCONH2的原因是：反應iii的速率遠大于反應ii；
④反應11h后，a、b、c曲線對應物質(zhì)的流量逐漸降低的原因是反應時間過長，催化劑中毒活性降低，反應速率降低，故產(chǎn)物減少；
（3）0.72g水的物質(zhì)的量為0.04ml，故p(H2O)=2.5×102kPa?ml?1×n(H2O)=10kPa，NH4HCO3分解的反應式為NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑，故NH4HCO3分解的平衡常數(shù)Kp=p(NH3)p(CO2)p(H2O)=4×104(kPa)3，解得p(NH3)=40kPa，故為保證NH4HCO3不分解，NH3的分壓應不低于40kPa；
（4）Sn(CH2CH2CN)4是有機化合物，與水不溶，水中不電離，以CH2=CHCN為原料在Sn做的陰極得電子制得Sn(CH2CH2CN)4，故陰極的電極反應式為Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4。
【提分秘籍】
一、三種平衡常數(shù)的計算
a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g）
1.濃度平衡常數(shù)：Kc＝
①平衡量必須為平衡時的濃度
②等體積反應：可以用平衡時的物質(zhì)的量代替平衡時的濃度
③恒壓條件下：先計算平衡體積，再算平衡常數(shù)
2.壓強平衡常數(shù)：Kp＝
①平衡量為平衡時的濃度、物質(zhì)的量、體積等均可
②分壓Pi＝P總×xi＝P總×＝（P1+P2+P3+…）×
③恒容條件下：先計算平衡總壓，再算平衡常數(shù)或直接根據(jù)分壓計算
3.物質(zhì)的量分數(shù)平衡常數(shù)：Kx＝
①平衡量為平衡時的濃度、物質(zhì)的量、體積等均可
②物質(zhì)的量分數(shù)：xi＝
二、多重平衡體系化學平衡常數(shù)的計算
1.多重平衡是指相互關聯(lián)的若干平衡同時存在于一個平衡系統(tǒng)中，且至少有一種物質(zhì)同時參與幾個相互關聯(lián)的平衡。
多重平衡涉及的反應多，看似雜亂，但各個平衡之間存在內(nèi)在聯(lián)系，要么連續(xù)，要么競爭，這樣可將三個平衡簡化為兩個平衡，從而快速解答。也可以從元素守恒入手，只要抓住起始狀態(tài)與平衡狀態(tài)即可，可以忽略復雜的反應過程，從而使復雜問題簡單化。
2.同一容器內(nèi)的多平衡體系，相同組分的平衡濃度相同
①化學平衡：a A（g）b B（g）+c C（g），c C（g）d D（g）+e E（g）
②特點：計算K1、K2時，用到的c（C）相同
3.計算方法
（1）元素守恒法：根據(jù)某元素守恒，計算出平衡時相應組分的濃度
（2）設未知數(shù)法
①有幾個平衡假設幾個未知數(shù)（變化量）
②用這些未知數(shù)表示出平衡時相應組分的濃度
③根據(jù)相關等量計算出未知數(shù)，帶入平衡常數(shù)表達式求解
【變式演練】
【變式2-1】（2024·山西晉中·二模）煤的氣化與液化是實現(xiàn)煤清潔利用的基本途徑；的資源化利用有利于碳中和目標的實現(xiàn)?；卮鹣铝袉栴}：
（1）煤制備乙烯的途徑之一如下：
；
；
。
已知：① ；
② 。
則 ，反應的自發(fā)性與溫度的關系是 。
（2）催化加氫可得到甲烷： ，從速率與平衡移動兩方面考慮，反應溫度不宜過低或過高，理由是 。
（3）向某密閉容器中充入一定量的和，在條件下發(fā)生反應：。當充入量時的平衡轉(zhuǎn)化率~的關系與時的平衡轉(zhuǎn)化率~的關系如圖所示：
①表示時平衡轉(zhuǎn)化率~的關系是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②當充入量、溫度為時，反應開始后經(jīng)過達到平衡狀態(tài)，若最初充人，則內(nèi) ；實際生產(chǎn)中從反應爐出來的氣體中的轉(zhuǎn)化率總是低于圖中表示的相應值，最可能的原因是 。
③下列事實不能說明在一定溫度下該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是 (填選項字母)。
A．容器中氣體總體積保持不變
B．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
C．相同時間內(nèi)鍵與鍵斷裂的數(shù)目相等
D．與比值保持不變
【答案】（1）-29 任意溫度下均可自發(fā)進行
（2）溫度過低反應速率慢，溫度過高不利于反應正向進行
（3）①Ⅱ ②4 0.0025 反應爐中的反應沒有達到平衡狀態(tài) ③D
【解析】（1）已知：① ；
② 。
③ ；
④ ；
⑤ 。
根據(jù)蓋斯定律，反應⑤=①+2×②-④×2，-29，根據(jù)自發(fā)進行，的，自發(fā)性與溫度的關系是任意溫度下均可自發(fā)進行。
（2）由于正反應是放熱反應，因此溫度不能過低也不能過高，過低反應速率慢；過高不利于化學平衡向生成的方向移動。
（3）①相同溫度下，的平衡轉(zhuǎn)化率隨的增大而降低，由圖可知，曲線Ⅱ符合此特征。
②當、溫度為時，因曲線是表示當時，的平衡轉(zhuǎn)化率的關系，由曲線I可看出在時的平衡轉(zhuǎn)化率為，
列三段式：
平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為3.2ml，，各物質(zhì)平衡分壓分別為、，故；實際生產(chǎn)中不可能等到反應達到平衡狀態(tài)時才將混合物從反應爐中轉(zhuǎn)移出來。
③A．為反應前后氣體分子數(shù)目發(fā)生變化，故溫度、壓強不變時容器容積肯定發(fā)生變化，當其不變時表明反應達到平衡狀態(tài)，A項不符合題意；B．由及氣體分子數(shù)目在反應沒有達到平衡時是不斷地發(fā)生變化的，故當不變時反應達到平衡狀態(tài)，項不符合題意；C．相同時間內(nèi)鍵與鍵斷裂的數(shù)目相等，說明正逆反應速率相等，反應已達到平衡狀態(tài)，C項不符合題意；D．由方程式可知，與比值始終是1：2，不能說明反應已達到平衡狀態(tài)，D項符合題意。故選D。
【變式2-2】（2024·山東濟南·一模）天然氣、石油鉆探過程會釋放出CO2、H2S等氣體。某種將CO2和H2S共活化的工藝涉及如下反應：
①
②
③
④
回答下列問題：
（1）已知：298K時，18g氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水釋放出44kJ的能量；H2S(g)的標準摩爾燃燒焓(△H)為-586kJ·ml-1，則COS(g)的標準摩爾燃燒焓()為 kJ·ml-1，反應②在 (填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)下能自發(fā)進行。
（2）一定條件下，向起始壓強為200kPa的恒容密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CO2(g)和H2S(g)混合氣體，發(fā)生上述反應，25min時，測得體系總壓強為210kPa，S2(g)的平均反應速率為 kPa·min-1.達到平衡時，測得體系總壓強為230kPa，，此時H2S(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為 ，反應②的標準平衡常數(shù) (已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分數(shù)，對于反應，，其中，、、、為各組分的平衡分壓)。
（3）將等物質(zhì)的量的CO2(g)和H2S(g)混合氣體充入恒壓密閉容器中，發(fā)生上述反應，反應物的平衡轉(zhuǎn)化率、COS或H2O的選擇性與溫度關系如圖所示。COS的選擇性，H2O的選擇性。
①表示“COS的選擇性”的曲線是 (填“曲線a”或“曲線b”)；
②溫度低于500℃時，H2S的轉(zhuǎn)化率與CO2的相等，原因是 。
【答案】（1）-577 高溫
（2）0.4 80% 2.7
（3）曲線b 溫度低于500℃時，反應③和反應④幾乎不發(fā)生或者反應④正向進行的程度是反應③的兩倍
【解析】（1）298K時，18g氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水釋放出44kJ的能量；H2S(g)的標準摩爾燃燒焓(△H)為-586kJ·ml-1，可得：；；
COS(g)的標準摩爾燃燒焓的反應為：；根據(jù)蓋斯定律可知，該反應可由⑥-①-⑤得到，則；反應②正向氣體分子數(shù)增加，，該反應可由③+2×④得到，則該反應，，則反應在高溫條件下能自發(fā)進行。
（2）由反應可知①和④反應前后氣體分子數(shù)相等，則反應前后不會導致壓強變化，②和③反應前后氣體分子數(shù)均增加，且增加量恰好等于生成的S2(g)的物質(zhì)的量，根據(jù)壓強之比等于氣體物質(zhì)的量的之比可得，反應后體系內(nèi)壓強的增加量即為S2(g)的分壓，則，S2(g)的平均反應速率為；
設起始時CO2(g)和H2S(g)的物質(zhì)的量均為1ml，則兩者的起始分壓均為100kPa，平衡時，測得體系總壓強為230kPa，則平衡時氣體的物質(zhì)的量之和為2.3ml，結(jié)合以上分析可得n (S2)=0.3ml，其平衡分壓為30 kPa，設平衡時n(H2)=x，則n(COS)=x, n(CO2)=2x，根據(jù)S原子守恒可得：2n(S2)+ n(COS)+ n(H2S)平衡= n(H2S)初始，得n(H2S)平衡=(1-x-0.3×2)=(0.4-x)ml；根據(jù)氫原子守恒可得：2n(H2S)平衡+2n(H2O)+2n(H2)= 2n(H2S) 初始，則得2(0.4-x)+2 n(H2O)+2x=2：解得：n(H2O)=0.6ml，根據(jù)C原子守恒得：n(COS)+ n(CO2)平衡+ n(CO)= n(CO2)初始，可得：n(CO)=(1-3x)ml，在結(jié)合O原子守恒：n(COS)+ 2n(CO2)平衡+ n(CO)+ n(H2O)= 2n(CO2)初始，解得：x=0.2，則平衡時各氣體的物質(zhì)的量：n(CO2)=0.4 ml，n(COS)=0.2 ml，n(CO)=0.4 ml，n (S2)=0.3ml，n(H2O)=0.6 ml，n(H2S)=0.2 ml, n(H2)=0.2 ml，總氣體為2.3ml；此時H2S(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為；反應②的標準平衡常數(shù)==2.7；
（3）①由反應可知COS只在反應①中生成，且該反應同時生成等量的水，而水在①②④中均生成，則相同條件下，H2O的選擇性高于COS的選擇性，故曲線b表示COS的選擇性；
②溫度低于500℃時，反應③和反應④幾乎不發(fā)生或者反應④正向進行的程度是反應③的兩倍，從而使H2S的轉(zhuǎn)化率與CO2的相等。
題組03 反應熱+反應機理+反應速率+化學平衡大綜合
【例3-1】（2023·河北卷）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性質(zhì)以及氮的循環(huán)利用對解決環(huán)境和能源問題都具有重要意義。
已知：物質(zhì)中的化學鍵斷裂時所需能量如下表。
回答下列問題：
（1）恒溫下，將空氣(和的體積分數(shù)分別為0.78和0.21，其余為惰性組分)置于容積為的恒容密閉容器中，假設體系中只存在如下兩個反應：
i
ii
① 。
②以下操作可以降低上述平衡體系中濃度的有 (填標號)。
A．縮小體積 B．升高溫度 C．移除 D．降低濃度
③若上述平衡體系中，則 (寫出含a、b、V的計算式)。
（2）氫氣催化還原作為一種高效環(huán)保的脫硝技術備受關注。高溫下氫氣還原反應的速率方程為為速率常數(shù)。在一定溫度下改變體系中各物質(zhì)濃度，測定結(jié)果如下表。
表中第4組的反應速率為 。(寫出含r的表達式)
（3）①以空氣中的氮氣為原料電解合成氨時，在 (填“陰”或“陽”)極上發(fā)生反應，產(chǎn)生。
②氨燃料電池和氫燃料電池產(chǎn)生相同電量時，理論上消耗和的質(zhì)量比為，則在堿性介質(zhì)中氨燃料電池負極的電極反應式為 。
③我國科學家研究了水溶液中三種催化劑(a、b、c)上電還原為(圖1)和電還原為(圖2)反應歷程中的能量變化，則三種催化劑對電還原為的催化活性由強到弱的順序為 (用字母a、b、c排序)。
【答案】（1）①181 ②CD ③
（2）
（3）①陰 ② ③bac
【解析】（1）①ΔH1=反應物總鍵能-生成物總鍵能=；
故答案為：+181；
②A．縮小體積，所有物質(zhì)濃度均增大，A不符合題意； B．升高溫度，平衡向著吸熱方向進行，反應i為吸熱反應，則升溫平衡正向進行，NO濃度增大，B不符合題意；C．移除NO2，平衡ii向正向進行，NO濃度降低，C符合題意；D．降低N2濃度，平衡逆向進行，消耗NO，NO濃度降低，D符合題意；故答案為：CD；
③根據(jù)三段式
，；
故答案為：；；
（2）實驗1與實驗2相比，，y=1，實驗1與實驗3相比，，x=2，代入實驗3，，根據(jù)實驗4計算，；故答案為：0.75r；
（3）①N2生成NH3，化合價降低，得電子，發(fā)生還原反應，則N2在陰極反應；故答案為：陰；
②燃料電池中，氨氣作負極發(fā)生氧化反應，生成N2，生成1個N2轉(zhuǎn)移6個電子，在堿性下發(fā)生，；故答案為：；
③催化劑通過降低反應活化能提高反應速度，則催化活性由強到弱的順序為b＞a＞c；故答案為：bac。
【例3-2】（2023·湖北卷）納米碗是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，可以由分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應生成。的反應機理和能量變化如下：

回答下列問題：
（1）已知中的碳氫鍵和碳碳鍵的鍵能分別為和，H-H鍵能為。估算的 。
（2）圖示歷程包含 個基元反應，其中速率最慢的是第 個。
（3）納米碗中五元環(huán)和六元環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)目分別為 、 。
（4）1200K時，假定體系內(nèi)只有反應發(fā)生，反應過程中壓強恒定為(即的初始壓強)，平衡轉(zhuǎn)化率為α，該反應的平衡常數(shù)為 (用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
（5）及反應的(為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關系如圖所示。已知本實驗條件下，(R為理想氣體常數(shù)，c為截距)。圖中兩條線幾乎平行，從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因是 。

（6）下列措施既能提高反應物的平衡轉(zhuǎn)化率，又能增大生成的反應速率的是 (填標號)。
a．升高溫度 b．增大壓強 c．加入催化劑
【答案】（1）128 （2）3 3 （3）6 10 （4）
（5）因這兩個反應化學鍵變化相同，使得焓變數(shù)值相近，Lnk的斜率取決于焓變，所以兩條線幾乎平行。
（6）a
【解析】（1）由和的結(jié)構(gòu)式和反應歷程可以看出，中斷裂了2根碳氫鍵，形成了1根碳碳鍵，所以的=，故答案為：128；
（2）由反應歷程可知，包含3個基元反應，分別為：，,,其中第三個的活化能最大，反應速率最慢，故答案為：3；3；
（3）由的結(jié)構(gòu)分析，可知其中含有1個五元環(huán)，10個六元環(huán)，每脫兩個氫形成一個五元環(huán)，則總共含有6個五元環(huán)，10個六元環(huán)，故答案為：6；10；
（4）1200K時，假定體系內(nèi)只有反應發(fā)生，反應過程中壓強恒定為(即的初始壓強)，平衡轉(zhuǎn)化率為α，設起始量為1ml，則根據(jù)信息列出三段式為：
則，，，該反應的平衡常數(shù)=，故答案為：；
（5）及反應的(為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關系如圖。圖中兩條線幾乎平行，說明斜率幾乎相等，根據(jù)(R為理想氣體常數(shù)，c為截距)可知，斜率相等，則說明焓變相等，因為在反應過程中，斷裂和形成的化學鍵相同，故答案為：因這兩個反應化學鍵變化相同，使得焓變數(shù)值相近，Lnk的斜率取決于焓變，所以兩條線幾乎平行。
（6）a．由反應歷程可知，該反應為吸熱反應，升溫，反應正向進行，提高了平衡轉(zhuǎn)化率反應速率也加快，a符合題意；b．由化學方程式可知，該反應為正向體積增大的反應，加壓，反應逆向進行，降低了平衡轉(zhuǎn)化率，b不符合題意；c．加入催化劑，平衡不移動，不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，c不符合題意；故答案為：a。
【提分秘籍】
一、能量圖像的分析方法
二、“環(huán)式”反應催化機理的分析
“環(huán)式”反應過程圖如下：
“入環(huán)”的物質(zhì)為反應物，如圖中的 = 1 \* GB3 ① = 4 \* GB3 ④；位于“環(huán)上”的物質(zhì)為催化劑或中間體，如圖中的 = 5 \* GB3 ⑤ = 6 \* GB3 ⑥ = 7 \* GB3 ⑦ = 8 \* GB3 ⑧；“出環(huán)”的物質(zhì)為生成物，如圖中的 = 2 \* GB3 ② = 3 \* GB3 ③；由反應物和生成物可快速得出總反應方程式。
1.明確反應物：最重要的要看清圖示中的箭頭，明確哪些物質(zhì)進行循環(huán)體系，哪些物質(zhì)離子循環(huán)體系，進行循環(huán)體系的物質(zhì)為總反應的反應物，離子循環(huán)體系的物質(zhì)為總反應的生成物。
2.明確催化劑和中間產(chǎn)物：從循環(huán)圖示中找出分解的若干反應，通過分步反應區(qū)分哪些是催化劑，哪些是中間產(chǎn)物。
3.寫出總反應：依據(jù)質(zhì)量守恒定律，確定循環(huán) 圖示中沒標出的物質(zhì)，利用氧化還原反應的配平方法進行配平，寫出總反應，同時標出催化劑和反應條件。
三、 “直線式”催化劑表面“吸附”“脫附”機理分析
1.過程分析
上述是合成氨的催化反應機理的一般過程(簡化的過程)：
①反應物擴散到催化劑表面；
②反應物被吸附在催化劑表面；
③被吸附的反應物發(fā)生化學反應生成產(chǎn)物；
④產(chǎn)物的解吸。
2.過程中能量變化分析
催化劑的催化過程是一個能量變化的過程，其中有能量升高（稱為吸熱）、也有能量降低（稱為放熱）。吸熱的過程就是“爬坡”的過程，就是能壘，最大能壘就是活化能。能壘是指必須要克服的能量障礙，才能達到化學反應的轉(zhuǎn)化狀態(tài)。催化劑吸附一般是吸熱的，而催化劑脫附是表征催化劑反應過程中，催化劑表面上被吸附物質(zhì)釋放出去的反應步驟之一。脫附并非是必須要克服的能量障礙，因此，催化劑脫附不能算作是能壘。但是，在實際的催化劑反應中，由于催化劑的活性中心部分與反應物之間的相互作用強度較大，因此，在某些情況下，催化劑脫附所需要的能量也是催化反應中的一種能壘之一。
例如：我國科學家結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了在鐵摻雜W18049納米反應器催化劑表面上實現(xiàn)常溫低電位合成氨，獲得較高的氮產(chǎn)量和法拉第效率。反應歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用*標注。
需要吸收能量最大的能量（活化能）E= ev，該步驟的化學方程式為 。若通入體積分數(shù)過大時導致催化劑效率降低的原因是 。
【答案】1.54 NH3*+NH3=2NH3 H2占據(jù)催化劑活性中心過多或H2體積分數(shù)過大時，催化劑吸附了較多的H2，阻礙了N2與催化劑的接觸，導致催化劑催化效率降低。
【解析】根據(jù)圖示，吸收能量最大能壘，即相對能量的差最大為-1.02-(-2.56)=1.54；根據(jù)圖示，該步反應的方程式為NH3*+NH3=2NH3；若通入H2的體積分數(shù)過大，H2占據(jù)催化劑活性中心過多或H2體積分數(shù)過大時，催化劑吸附了較多的H2，阻礙了N2與催化劑的接觸，導致催化劑催化效率降低；
也就是說，脫附就看是吸熱還是放熱，吸熱的話考慮能壘問題。
四、能壘與決速步驟的關系
能壘：簡單可以理解為從左往右進行中，向上爬坡最高的為能壘，而包含此能壘的反應我們稱之為決速步驟，也稱為慢反應。例如下圖中，從第一個中間態(tài)到過渡態(tài)2的能量就是能壘，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化劑時該歷程的決速步驟 。
【特別提醒】①最大能壘是指反應歷程各步變化中起始相對能量和過渡態(tài)相對能量的最大差值。
②能壘越大，反應速率越小，即多步反應中能壘最大的反應為決速反應。
③用不同催化劑催化化學反應，催化劑使能壘降低幅度越大，說明催化效果越好。
④相同反應物同時發(fā)生多個競爭反應，其中能壘越小的反應，反應速率越大，產(chǎn)物占比越高。
⑤書寫總反應化學方程式只看始態(tài)和終態(tài)的物質(zhì)，并刪去二者中相同的物質(zhì)，不考慮各步驟中的“中間物質(zhì)”。
⑥若吸附在催化劑表面的物種用“*”標注，則物種“吸附”放熱，而“脫附”吸熱。
【變式演練】
【變式3-1】（2024·河北滄州·二模）二氧化碳和甲烷是兩種溫室效應氣體，將二者進行轉(zhuǎn)化，可得到具有高附加值的化學品或清潔燃料。
（1）和催化重整制取和
主反應：①
副反應：②
③
④
主反應的 ，該反應在 (填“較高溫度”或“較低溫度”)下可自發(fā)進行。
（2）和反應可制取乙烯，反應的化學方程式為。一定溫度下，向某恒容密閉容器中充入和，體系的初始壓強為，若平衡時的轉(zhuǎn)化率為，不考慮副反應的發(fā)生，的平衡分壓為 (用表示，下同)，該反應的壓強平衡常數(shù) 。
（3）過光電化學轉(zhuǎn)化可制得乙二醇，在某催化劑作用下該反應的機理如圖所示。圖中表示催化劑被光激發(fā)出電子之后產(chǎn)生的空穴。
①下列說法錯誤的是 (填標號)。
A．該反應為自由基型反應
B．生成的反應為
C．該反應的副產(chǎn)物
D．該機理中存在極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成
②以乙二醇為燃料的燃料電池工作時，乙二醇在電池 (填“負極”或“正極”)發(fā)生反應，若以溶液為電解液，則該電極的反應式為 。
（4）銅基催化劑電催化還原制乙醇的兩種途徑(分別以和作催化劑)的相對能量變化如圖所示，標“”的為吸附在催化劑上的物質(zhì)。分析可知，以 作催化劑的催化效率更高。
【答案】（1） 較高溫度
（2）
（3）BD 負極
（4）
【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，主反應=③-④，；該反應為，，較高溫度下可以使反應自發(fā)進行；
故答案為：；較高溫度；
（2）利用三段式分析:，平衡時氣體總物質(zhì)的量為，氣體總壓強為，的平衡分壓為；壓強平衡常數(shù)；
故答案為：；；
（3）①A．從該反應的機理圖中可看出，有、、自由基，該反應為自由基型反應，A正確；
B．從該反應的機理圖中可看出，在催化劑的空穴位置產(chǎn)生，沒有產(chǎn)生，生成的反應不是，B錯誤；
C．圖中顯示有生成，該物質(zhì)為制備乙二醇反應的副產(chǎn)物，C正確；
D．該機理中存在、分子中極性鍵的斷裂，不存在非極性鍵的斷裂，有分子中極性鍵的形成及、分子中非極性鍵的形成，D錯誤；
故選BD。
②燃料電池工作時，正極為通入氧氣的電極，通入燃料的一極為負極，故乙二醇在電池負極發(fā)生失電子、氧化反應，以溶液為電解液，電極產(chǎn)物為，故電極反應式為；
故答案為：BD；負極；；
（4）從兩種途徑的相對能量變化圖可看出，以作催化劑時反應活化能更大，反應速率慢，催化效果差，以作催化劑時反應活化能小，反應速率快，催化效率更高；
故答案為：。
【變式3-2】（2024·四川德陽·二模）我國承諾在2030年實現(xiàn)“碳達峰”，2060年實現(xiàn)“碳中和”，資源化利用具有重要意義，回答下列問題：
I．和在鎳基催化作用下重整模型如圖所示(已知：*表示催化劑活性位點，表示活性亞甲基)。
（1）和在鎳基催化作用下發(fā)生重整反應的化學方程式為 。該反應在高溫下才能自發(fā)進行，判斷反應焓變 (填“大于”“小于”或“等于”)0，判斷理由是 。
（2）已知經(jīng)驗公式：(為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù))，該反應的速率常數(shù)、活化能與溫度的關系如圖：
該反應的活化能 。(用含有的式子表示)
Ⅱ．已知二氧化碳和氫氣合成甲醇可能發(fā)生如下反應：
i．
ii．
（3）為提高甲醇平衡產(chǎn)率，可采取的措施有 (至少答兩條)。
（4）若以為催化劑，其活性溫度范圍通常為。向裝有催化劑的密閉容器按投料比為通入反應物，保持壓強為，若只發(fā)生反應i，其他條件相同，不同溫度下。5分鐘內(nèi)，測得溫度與甲醇的產(chǎn)率關系如圖，實際產(chǎn)率呈現(xiàn)先升高后降低的原因是 。
（5）時的壓強平衡常數(shù) 。(寫出計算式)
【答案】（1）； 大于； ?S>0，高溫自發(fā)，焓變大于0；
（2）；
（3）降低溫度，增加壓強反應，及時分離出產(chǎn)物，增大反應物濃度等；
（4）反應ii為吸熱反應，反應i為放熱反應，低溫反應i正向進行程度較大，高溫反應ii正向進行程度較大甲醇的產(chǎn)率先升高后降低；
（5）；
【解析】（1）分析反應物生成物如圖；和在鎳基催化作用下發(fā)生重整反應的化學方程式為： ；由方程式可知 ?S>0，該反應在高溫下才能自發(fā)進行，?G=?H-T?S0，高溫自發(fā)，焓變大于0；
（2）根據(jù)圖象并結(jié)合公式可得：y1= -x1Ea+C、 y2= -x2Ea+C，聯(lián)立方程解得Ea=；
（3）為提高甲醇平衡產(chǎn)率，可采取的措施有，降低溫度，增加壓強反應，及時分離出產(chǎn)物，增大反應物濃度等；
（4）反應i為放熱反應，低溫時，反應i正向進行程度較大，甲醇的產(chǎn)率高，高溫時，反應i逆向進行程度較大，甲醇的產(chǎn)率降低，所以實際產(chǎn)率呈現(xiàn)先先升高后降低；
（5）保持壓強為，，設CO2物質(zhì)的量為1ml，H2物質(zhì)的量為3ml，時甲醇的產(chǎn)率為14%，
則平衡時壓強為，P(CO2)=，P(H2)=，P(CH3OH)=，P(H2O)=，時的壓強平衡常數(shù)==；
題組04 反應熱+反應速率+化學平衡+電化學大綜合
【例4-1】（2024·浙江卷）氫是清潔能源，硼氫化鈉()是一種環(huán)境友好的固體儲氫材料，其水解生氫反應方程式如下：(除非特別說明，本題中反應條件均為，)
請回答：
（1）該反應能自發(fā)進行的條件是_______。
A．高溫B．低溫C．任意溫度D．無法判斷
（2）該反應比較緩慢。忽略體積變化的影響，下列措施中可加快反應速率的是_______。
A．升高溶液溫度B．加入少量異丙胺
C．加入少量固體硼酸D．增大體系壓強
（3）為加速水解，某研究小組開發(fā)了一種水溶性催化劑，當該催化劑足量、濃度一定且活性不變時，測得反應開始時生氫速率v與投料比之間的關系，結(jié)果如圖1所示。請解釋ab段變化的原因 。
（4）氫能的高效利用途徑之一是在燃料電池中產(chǎn)生電能。某研究小組的自制熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖2所示，正極上的電極反應式是 。該電池以恒定電流工作14分鐘，消耗體積為，故可測得該電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為 。[已知：該條件下的摩爾體積為；電荷量電流時間；；。]
（5）資源的再利用和再循環(huán)有利于人類的可持續(xù)發(fā)展。選用如下方程式，可以設計能自發(fā)進行的多種制備方法，將反應副產(chǎn)物偏硼酸鈉()再生為。(已知：是反應的自由能變化量，其計算方法也遵循蓋斯定律，可類比計算方法；當時，反應能自發(fā)進行。)
I．
II．
III．
請書寫一個方程式表示再生為的一種制備方法，并注明 。(要求：反應物不超過三種物質(zhì)；氫原子利用率為。)
【答案】（1）C
（2）AC
（3）隨著投料比增大，NaBH4的水解轉(zhuǎn)化率降低
（4）O2+4e-+2CO2=2 70%
（5）
【解析】（1）反應， ，由可知，任意溫度下，該反應均能自發(fā)進行，故答案選C；
（2）A．升高溫度，活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增大，反應速率加快，A符合題意；
B．該反應的本質(zhì)是NaBH4與H+反應，加入少量異丙胺，異丙胺水溶液呈堿性，溶液中H+濃度減小，化學反應速率降低，B不符合題意；
C. 加入少量固體硼酸，硼酸溶液呈酸性，溶液中H+濃度增大，化學反應速率加快，C符合題意；
D．增大體系壓強，忽略體積變化，則氣體濃度不變，化學反應速率不變，D不符合題意；
答案選AC。
（3）隨著投料比增大，NaBH4的水解轉(zhuǎn)化率降低，因此生成氫氣的速率不斷減小。
（4）根據(jù)題干信息，該燃料電池中H2為負極，O2為正極，熔融碳酸鹽為電解質(zhì)溶液，故正極的電極反應式為：O2+4e-+2CO2=2， 該條件下，0.49L H2的物質(zhì)的量為，工作時，H2失去電子：H2-2e-=2H+，所帶電荷量為：2×0.02ml×6.0×1023ml-1×1.60×10-19= 3840C，工作電荷量為：3.2×14×60=2688C，則該電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為：；
（5）結(jié)合題干信息，要使得氫原子利用率為100%，可由（2×反應3）-（2×反應Ⅱ+反應Ⅰ）得， 。
【例4-2】（2024·浙江卷）通過電化學、熱化學等方法，將轉(zhuǎn)化為等化學品，是實現(xiàn)“雙碳”目標的途徑之一。請回答：
（1）某研究小組采用電化學方法將轉(zhuǎn)化為，裝置如圖。電極B上的電極反應式是 。
（2）該研究小組改用熱化學方法，相關熱化學方程式如下：
：
Ⅱ：
Ⅲ：
① 。
②反應Ⅲ在恒溫、恒容的密閉容器中進行，和的投料濃度均為，平衡常數(shù)，則的平衡轉(zhuǎn)化率為 。
③用氨水吸收，得到氨水和甲酸銨的混合溶液，時該混合溶液的 。[已知：時，電離常數(shù)、]
（3）為提高效率，該研究小組參考文獻優(yōu)化熱化學方法，在如圖密閉裝置中充分攪拌催化劑M的(有機溶劑)溶液，和在溶液中反應制備，反應過程中保持和的壓強不變，總反應的反應速率為v，反應機理如下列三個基元反應，各反應的活化能(不考慮催化劑活性降低或喪失)。
Ⅳ：
V：
VI：
①催化劑M足量條件下，下列說法正確的是 。
A．v與的壓強無關 B．v與溶液中溶解的濃度無關
C．溫度升高，v不一定增大 D．在溶液中加入，可提高轉(zhuǎn)化率
②實驗測得：，下，v隨催化劑M濃度c變化如圖。時，v隨c增大而增大：時，v不再顯著增大。請解釋原因 。
【答案】（1）
（2）+14.8 2.4×10?8 10.00
（3）CD 當c≤c0時，v隨c增大而增大，因M是基元反應IV的反應物(直接影 響基元反應VI中反應物L的生成)； c>c0時，v不再顯著增加，因受限 于CO2(g)和H2 (g)在溶液中的溶解速度(或濃度)
【解析】（1）①電極B是陰極，則電極反應式是；
（2）①ΔH3= ΔH2 -ΔH1=-378 .7 kJ /ml+393 .5 kJ/ml =+14.8 kJ/ ml；
②根據(jù)三段式，設轉(zhuǎn)化的CO2為x，則：
，則，，則轉(zhuǎn)化率= ；
③用氨水吸收HCOOH，得到1.00 ml?L-1氨水和0.18 ml?L-1甲酸銨的混合溶液，得出=0.18ml/L， 根據(jù)，則，，；
（3）①A．v與CO2(g)的壓強有關，壓強越大，溶液中CO2的濃度越大，v越大，A錯誤；
B．v與溶液中溶解H2的濃度有關，氫氣濃度越大，速率越快，B錯誤；
C．溫度升高，v不一定增大，反應Ⅳ和Ⅴ是快反應，而Ⅵ是慢反應（決速步驟），Ⅳ和Ⅴ可以快速建立平衡狀態(tài)，隨著溫度升高氣體在溶液中溶解度減小，氣體濃度減小、L的濃度減小，若L的濃度減小對反應速率的影響大于溫度升高對總反應速率的影響，則總反應速率減小，故總反應的速率不一定增大，C錯誤；
D．在溶液中加入的N(CH2CH3)3會與HCOOH反應，使得三個平衡正向移動，可提高CO2轉(zhuǎn)化率，D正確；
故選CD。
②各反應的活化能，反應IV為絕速步驟，但L的濃度取決于反應V和VI，所以速率與催化劑M的濃度和反應物CO2、H2的濃度有關。當c≤c0時，催化劑M的活性位點數(shù)量不夠，速率取決于催化劑M的濃度，即v隨c增大而增大，因M是基元反應IV的反應物(直接影 響基元反應VI中反應物L的生成)； c>c0時，催化劑M的活性位點數(shù)量足夠，速率取決于反應物CO2和H2的濃度，即v不再顯著增加，因受限 于CO2(g)和H2 (g)在溶液中的溶解速度(或濃度)。
【提分秘籍】
一、燃料電池電極反應式的書寫
第一步：寫出電池總反應式。
燃料電池的總反應與燃料燃燒的反應一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應，則總反應為加合后的反應。如甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的反應如下：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②
①＋②可得甲烷燃料電池的總反應式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：寫出電池的正極反應式。
根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質(zhì)都是O2，因電解質(zhì)溶液不同，故其電極反應也會有所不同：
第三步：電池的總反應式－電池的正極反應式＝電池的負極反應式。
二、電解池電極反應式的書寫步驟
微提醒：通常電極反應可以根據(jù)陽極材料和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)進行判斷，但在高考題中往往需要結(jié)合題給信息進行判斷。
三、有關離子交換膜的類型及其應用
（1）陽離子交換膜(只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過)
（2）陰離子交換膜(只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過)
（3）質(zhì)子交換膜(只允許H＋和水分子通過)
（4）雙極膜
【變式演練】
【變式4-1】（2024·河南·三模）幾種物質(zhì)的燃燒熱如下表所示。
回答下列問題：
（1）寫出表示燃燒熱的熱化學方程式： 。
（2） 。
（3）某水煤氣含、、和，其中、體積分數(shù)分別為、。標準狀況下，這種水煤氣完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳時放出的熱量為。該水煤氣中、的物質(zhì)的量分別為 、 。
（4）在如圖1坐標系中補全燃燒反應的能量變化圖 。
（5）已知：催化氫化制的反應歷程及能量變化如圖2所示。
①控速反應式為 。
②下列敘述正確的是 (填字母)。
A．升高溫度，總反應平衡常數(shù)變大
B．正反應在任何溫度下都能自發(fā)
C．總反應分六個基元反應
（6）工業(yè)上用甲醇燃料電池采用電解法處理含和的堿性廢水，將轉(zhuǎn)化為、，其工作原理如圖3、圖4所示。
①極電極反應式為 。
②轉(zhuǎn)化為、的離子方程式為 。
【答案】（1）
（2）-128.1
（3）0.4ml 0.4ml
（4）
（5） C
（6）
【解析】（1）甲烷的燃燒熱指完全燃燒生成、時放出的熱量，故表示燃燒熱的熱化學方程式： ；
（2）根據(jù)燃燒熱寫出熱化學方程式，再根據(jù)蓋斯定律計算：
①
②
③
得目標反應： ；
（3）依題意，混合氣體為，其中為，為，和共。設的物質(zhì)的量為，則，解，即和都為；
（4）
由的燃燒熱可知，燃燒反應的能量變化圖如圖所示：
（5）①能壘最大的反應對應的是③到④，最慢反應就是控速反應，反應方程式為；
②總反應為
A．總反應是放熱反應，升溫，平衡常數(shù)減小，A項錯誤；B．正反應是熵減、焓減反應，在較低溫度下能自發(fā)進行，B項錯誤；C．總反應分六個過渡態(tài)，即有6個基元反應，C項正確，
故選C。
（6）①如圖可知，極電極為與失去電子生成和，電極反應式為；
②根據(jù)電子守恒、元素質(zhì)量守恒，轉(zhuǎn)化為、的離子方程式為。
【變式4-2】（2025·四川·一模）乙醛、乙醇都是常見的有機物，在生產(chǎn)、生活中都有廣泛的用途。請回答下列問題：
（1）在25℃，101kPa下，取一定量的無水乙醇完全燃燒，放出的熱量為QkJ，燃燒產(chǎn)生的通入過量飽和石灰水中，生成了。則表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式為 。
（2）已知：的速率方程(k為速率常數(shù)，只與溫度、催化劑有關；n為反應級數(shù))。為了測定反應級數(shù)(n)，實驗測得在一系列不同濃度時的初始反應速率數(shù)據(jù)如下：
則該總反應為 ，級反應；速率常數(shù)
（3）一定溫度下，保持總壓強為100kPa，向反應器充入和的混合氣體(不參與反應)發(fā)生反應，測得平衡轉(zhuǎn)化率與起始投料比的關系如圖所示。
①由圖可知：的平衡轉(zhuǎn)化率隨著投料比增大而減小，其原因是 。
②該溫度下，上述反應在A點的平衡常數(shù) kPa(為用分壓計算的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
（4）用乙醇電催化氧化制備乙醛的原理如下圖所示。
①電解過程中電極室A中溶液的pH (填“增大”、“減小”或“不變”)。
②電極A的電極反應式為 。
③當生成時，理論上A、B兩室溶液質(zhì)量變化之和為 g。
【答案】（1）C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH=-4Q kJ·ml-1
（2）二 2
（3）①對于恒壓條件下，增大投料比，相當于是加壓，平衡向逆反應方向移動 ②20
（4）①不變 ② ③4
【解析】（1）50g白色沉淀的物質(zhì)的量為，由Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O可知乙醇燃燒生成的二氧化碳為n(CO2)= 0.5ml，根據(jù)原子守恒，即0.25ml乙醇放出的熱量為Q，所以1ml乙醇放出的熱量為4Q，則表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式為：C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH=-4Q kJ·ml-1。
（2）由速率表達式可知，代入表格任意兩組數(shù)據(jù)，，，n=2，則總反應為二級反應，代入任意一組數(shù)據(jù)計算，。
（3）對于恒壓條件下，增大投料比，相當于是加壓，平衡向逆反應方向移動；的平衡轉(zhuǎn)化率降低；
取起始CH3CHO、N2各1ml，則A點代表平衡狀態(tài)下，各物質(zhì)分壓：，。
（4）根據(jù)電解原理示意圖分析，A極錳離子失去電子發(fā)生氧化反應生成二氧化錳，A為陽極、B為陰極，則a為正極、b為負極；①A極錳離子失去電子發(fā)生氧化反應生成二氧化錳，二氧化錳氧化苯甲醇為苯甲醛同時生成錳離子，總反應為CH3CH2OH-2e-=CH3CHO+2H+；B極反應為氫離子放電生成氫氣：，A室氫離子遷移到B室，結(jié)合電子守恒可知，AB室pH值不變；
②A極錳離子失去電子發(fā)生氧化反應生成二氧化錳，；
③由反應CH3CH2OH-2e-=CH3CHO+2H+可知，當生成2mlCH3CHO時，轉(zhuǎn)移4ml電子，電極室A無氣體產(chǎn)生，質(zhì)量不變，電極室B質(zhì)量減輕2mlH2的質(zhì)量為4g，A、B兩室溶液質(zhì)量變化之和為4g。
題組05 反應熱+反應速率+化學平衡+電解質(zhì)溶液大綜合
【例5-1】（2022·湖北卷）自發(fā)熱材料在生活中的應用日益廣泛。某實驗小組為探究“”體系的發(fā)熱原理，在隔熱裝置中進行了下表中的五組實驗，測得相應實驗體系的溫度升高值()隨時間(t)的變化曲線，如圖所示。
回答下列問題：
（1）已知：
①
②
③
則的 。
（2）溫度為T時，，則飽和溶液中 (用含x的代數(shù)式表示)。
（3）實驗a中，后基本不變，原因是 。
（4）實驗b中，的變化說明粉與在該條件下 (填“反應”或“不反應”)。實驗c中，前的有變化，其原因是 ；后基本不變，其原因是 微粒的量有限。
（5）下列說法不能解釋實驗d在內(nèi)溫度持續(xù)升高的是___________(填標號)。
A．反應②的發(fā)生促使反應①平衡右移
B．反應③的發(fā)生促使反應②平衡右移
C．氣體的逸出促使反應③向右進行
D．溫度升高導致反應速率加快
（6）歸納以上實驗結(jié)果，根據(jù)實驗e的特征，用文字簡述其發(fā)熱原理 。
【答案】（1）-911.9
（2）ml?L-1
（3）Ca(OH)2在水中的溶解度小，反應①達到了平衡狀態(tài)
（4）不反應 Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應 OH-
（5）A
（6）實驗e中，發(fā)生反應①、②和③，反應③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應③向右進行，反應③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應②平衡右移，反應②的發(fā)生促使反應①平衡右移，這三步反應都是放熱反應，溫度升高導致反應速率加快。
【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律可得，①+②+2?③可得反應CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)，則ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17kJ?ml-1)+(-16.73kJ?ml-1)+2?(-415.0kJ?ml-1)=-911.9kJ?ml-1。
（2）溫度為T時，Ca(OH)2飽和溶液中，Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)， c(OH-)=2c(Ca2+)?，Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)?c2(OH-)=x，則c(OH-)=ml?L-1。
（3）實驗a中，CaO和H2O反應①生成Ca(OH)2，4min后ΔT基本不變，是因為Ca(OH)2在水中的溶解度小，反應①達到了平衡狀態(tài)。
（4）實驗b中，ΔT幾乎不變，說明Al粉與H2O在該條件下不反應；實驗c中，前3min的ΔT有變化，是因為Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應，3min后ΔT基本不變，是因為飽和石灰水中OH-的濃度較低，OH-的量有限。
（5）實驗d中，發(fā)生反應②和③，反應③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應③向右進行，反應③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應②平衡右移，這兩步反應都是放熱反應，溫度升高導致反應速率加快；綜上所述，實驗d在10min內(nèi)溫度持續(xù)升高與反應①無關，故選A。
（6）實驗e中，發(fā)生反應①、②和③，反應③中有氣體生成，氣體的逸出促使反應③向右進行，反應③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小，促使反應②平衡右移，反應②的發(fā)生促使反應①平衡右移，這三步反應都是放熱反應，溫度升高導致反應速率加快。
【例5-2】（2024·廣東卷）酸在多種反應中具有廣泛應用，其性能通常與酸的強度密切相關。
（1）酸催化下與混合溶液的反應(反應a)，可用于石油開采中油路解堵。
①基態(tài)N原子價層電子的軌道表示式為 。
②反應a：
已知：
則反應a的 。
③某小組研究了3種酸對反應a的催化作用。在相同條件下，向反應體系中滴加等物質(zhì)的量的少量酸，測得體系的溫度T隨時間t的變化如圖。
據(jù)圖可知，在該過程中 。
A．催化劑酸性增強，可增大反應焓變
B．催化劑酸性增強，有利于提高反應速率
C．催化劑分子中含H越多，越有利于加速反應
D．反應速率并不始終隨著反應物濃度下降而減小
（2）在非水溶劑中，將轉(zhuǎn)化為化合物ⅱ(一種重要的電子化學品)的催化機理示意圖如圖，其中的催化劑有 和 。
（3）在非水溶劑中研究弱酸的電離平衡具有重要科學價值。一定溫度下，某研究組通過分光光度法測定了兩種一元弱酸(X為A或B)在某非水溶劑中的。
a．選擇合適的指示劑其鉀鹽為，；其鉀鹽為。
b．向溶液中加入，發(fā)生反應：。起始的物質(zhì)的量為，加入的物質(zhì)的量為，平衡時，測得隨的變化曲線如圖。
已知：該溶劑本身不電離，鉀鹽在該溶劑中完全電離。
①計算 。(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
②在該溶劑中， ； 。(填“>”“0，氣體物質(zhì)的量增多ΔS>0，自發(fā)進行的條件是高溫。
（2）①正反應吸熱，升高溫度平衡正向移動，丙烯體積分數(shù)增大；正反應氣體系數(shù)和增大，增大壓強，平衡逆向移動，丙烯的體積分數(shù)降低，所以時圖中表示丙烯的曲線是i。
②、500℃時，在密閉容器中進行反應，根據(jù)圖示，達平衡時丙烷的平衡體積分數(shù)為70%，設丙烷的投料為xml，若只發(fā)生上述主反應和副反應，消耗丙烷的物質(zhì)的量為aml，則反應生成的丙烯、氫氣、乙烯、甲烷的總物質(zhì)的量為2aml，，則丙烷的轉(zhuǎn)化率為。
A．恒壓通入適量，相當于減壓，平衡正向移動，增大，故選A；B．加入適量，和氫氣反應，氫氣濃度降低，正反應正向移動，增大，故選B；C．提高的表面積，平衡不移動，不變，故不選C；D．加入浸泡了的硅藻土，氧化丙烯、乙烯等烯烴，減小，故不選D；選AB。
（3）O2濃度增大使反應速率變快，產(chǎn)率升高，后因過量的O2氧化C3H6，產(chǎn)率下降，所以產(chǎn)率先增后降。
（4）丙烯生成1，2-丙二醇，碳元素化合價升高發(fā)生氧化反應，所以丙烯在陽極得電子生成1，2-丙二醇，陽極的電極反應方程式為。
2．（2024·云南麗江·一模）CO2既是溫室氣體，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向。
（1）用活性炭還原法可以處理汽車尾氣中的氮氧化物，某研究小組向2L的密閉容器加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH，在T1℃時，反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：
①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1℃時，該反應在10～20min內(nèi)的平均反應速率ν(CO2)= 。
②平衡時測得容器的總壓強為P0KPa，則T1℃時該反應的分壓平衡常數(shù)Kp= (用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))
③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：5：5，該反應的ΔH 0(填“>”或“”“=”或“0，，當反應自發(fā)進行，故應該在高溫下進行；
（2）溫度升高，平衡向吸熱的方向移動，即反應正向移動，1-丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增大，故X表示溫度；Y代表壓強，增大壓強，平衡逆向移動，1-丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率增減小，故Y1

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