近三年高考化学真题分类汇编：化学反应与能量（2022年）2

①若反应为基元反应，且反应的$\text{Δ}\text{H}$与活化能(Ea)的关系为$\left|\text{Δ}\text{H}\right|\text{>}{\text{E}}_{\text{a}}$。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。

②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入$\text{0}\text{.}\text{1}\text{m}\text{o}\text{l}\text{C}{\text{O}}_{\text{2}}$和$\text{0}\text{.}\text{4}\text{m}\text{o}\text{l}{\text{H}}_{\text{2}}$ ， 反应平衡后测得容器中$\text{n}\left(\text{C}{\text{H}}_{\text{4}}\right)\text{=}\text{0}\text{.}\text{0}\text{5}\text{m}\text{o}\text{l}$。则$\text{C}{\text{O}}_{\text{2}}$的转化率为 ， 反应温度t约为℃。

在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，$\text{0}\text{~}\text{2}\text{m}\text{i}\text{n}$生成$\text{C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{O}\text{H}$的平均反应速率为$\text{μ}\text{m}\text{o}\text{l}\cdot {\text{L}}^{\text{-}\text{1}}\cdot \text{m}\text{i}{\text{n}}^{\text{-}\text{1}}$；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是。

$2H_{2}S\mathrm{(}g\mathrm{)}+S{O}_2\mathrm{(}g\mathrm{)}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\frac{3}{8}{S}_8\mathrm{(}s\mathrm{)}+2H_{2}O\mathrm{(}g\mathrm{)}$

在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为$\text{c}\left(H_{2}S\right)=2\mathrm{.}0\times 10^{-5}mol\cdot L^{-1}$、$\text{c}\left(S{O}_2\right)=5\mathrm{.}0\times 10^{-5}mol\cdot L^{-1}$、$\text{c}\left(H_{2}O\right)=4\mathrm{.}0\times 10^{-3}mol\cdot L^{-1}$ ， 计算该温度下的平衡常数K=。

Ⅰ  $2H_{2}S\mathrm{(}g\mathrm{)}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}2H_2\mathrm{(}g\mathrm{)}+S_2\mathrm{(}g\mathrm{)}\text{Δ}{H}_1=170kJ\cdot mo{l}^{-1}$

Ⅱ  $C{H}_4\mathrm{(}g\mathrm{)}+S_2\mathrm{(}g\mathrm{)}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}C{S}_2\mathrm{(}g\mathrm{)}+2H_2\mathrm{(}g\mathrm{)}\text{Δ}{H}_2=64kJ\cdot mo{l}^{-1}$

总反应：

Ⅲ  $2H_{2}S\mathrm{(}g\mathrm{)}+C{H}_4\mathrm{(}g\mathrm{)}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}C{S}_2\mathrm{(}g\mathrm{)}+4H_2\mathrm{(}g\mathrm{)}$

投料按体积之比$V\left(H_{2}S\right)\mathrm{：}V\left(C{H}_4\right)=2\mathrm{：}1$ ， 并用$N_2$稀释；常压、不同温度下反应相同时间后，测得$H_2$和$C{S}_2$的体积分数如下表：

请回答：

①反应Ⅲ能自发进行的条件是。

②下列说法正确的是。

A．其他条件不变时，用$Ar$替代$N_2$作稀释气体，对实验结果几乎无影响

B．其他条件不变时，温度越高，$H_{2}S$的转化率越高

C．由实验数据推出$H_{2}S$中的$S-H$键强于$C{H}_4$中的$C-H$键

D．恒温恒压下，增加$N_2$的体积分数，$H_2$的浓度升高

③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图。

④在$1000\text{℃}$、常压下，保持通入的$H_{2}S$体积分数不变，提高投料比$\left[V\left(H_{2}S\right)\mathrm{：}V\left(C{H}_4\right)\right]$ ， $H_{2}S$的转化率不变，原因是。

⑤在$950\text{℃}\mathrm{~}1150\text{℃}$范围内（其他条件不变），$S_2\mathrm{(}g\mathrm{)}$的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分析原因。

Ⅰ． $C(s)+H_{2}O(g)\rightleftharpoons CO(g)+H_2(g)\Delta H_1=+131.4kJ\cdot mo{l}^{-1}$

Ⅱ． $CO(g)+H_{2}O(g)\rightleftharpoons C{O}_2(g)+H_2(g)\Delta H_2=-41.1kJ\cdot mo{l}^{-1}$

①下列说法正确的是；

A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动

B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

C．平衡时 $H_2$ 的体积分数可能大于 $\frac{2}{3}$

D．将炭块粉碎，可加快反应速率

②反应平衡时， ${\text{H}}_2\text{O}(\text{g})$ 的转化率为 $50\text{\%}$ ， $\text{CO}$ 的物质的量为 $0.1\text{mol}$ 。此时，整个体系（填“吸收”或“放出”）热量 $\text{kJ}$ ，反应Ⅰ的平衡常数 $K_{\text{p}}=$ （以分压表示，分压=总压×物质的量分数）。

①某温度下，吸收塔中 $K_{2}C{O}_3$ 溶液吸收一定量的 $C{O}_2$ 后， $c\left(C{O}_3^{2-}\right)：c\left(HC{O}_3^{-}\right)=1：2$ ，则该溶液的 $pH=$ （该温度下 $H_{2}C{O}_3$ 的 $K_{al}=4.6\times {10}^{-7}，K_{a2}=5.0\times {10}^{-11}$ ）；

②再生塔中产生 $C{O}_2$ 的离子方程式为；

③利用电化学原理，将 $C{O}_2$ 电催化还原为 $C_2{H}_4$ ，阴极反应式为。

①该温度下， ${\text{TiO}}_2$ 与C、 $C{l}_2$ 反应的总化学方程式为；

②随着温度升高，尾气中 $\text{CO}$ 的含量升高，原因是。

②“操作X”的过程为：先 ， 再固液分离。

①还原 ${\text{YCl}}_3$ 和 ${\text{PtCl}}_4$ 熔融盐制备 ${\text{Pt}}_3\text{Y}$ 时，生成 转移 $\text{mol}$ 电子。

② ${\text{Pt}}_3\text{Y}/\text{C}$ 用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化 ${\text{O}}_2$ 的还原，发生的电极反应为。

①完成化学方程式： ${\left({\text{NH}}_4\right)}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7\underset{\_}{\underset{\_}{\Delta }}{\text{Cr}}_2{\text{O}}_3+$ $+$ 。

② ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_3$ 催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图1， $\text{X}(\text{g})\to \text{Y}(\text{g})$ 过程的焓变为（列式表示）。

③ ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_3$ 可用于 ${\text{NH}}_3$ 的催化氧化。设计从 ${\text{NH}}_3$ 出发经过3步反应制备 ${\text{HNO}}_3$ 的路线（用“→”表示含氮物质间的转化）；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为。

（ⅰ） ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}(\text{aq})+{\text{H}}_2\text{O}(\text{l})\stackrel{}{\rightleftharpoons }2{\text{HCrO}}_4^{-}(\text{aq})$       $K_1=3.0\times {10}^{-2}\left(25°\text{C}\right)$

（ⅱ） ${\text{HCrO}}_4^{-}(\text{aq})\stackrel{}{\rightleftharpoons }{\text{CrO}}_4^{2-}(\text{aq})+{\text{H}}^{+}(\text{aq})$        $K_2=3.3\times {10}^{-7}\left(25°\text{C}\right)$

①下列有关 ${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$ 溶液的说法正确的有。

A．加入少量硫酸，溶液的pH不变

B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加

C．加入少量 $\text{NaOH}$ 溶液，反应（ⅰ）的平衡逆向移动

D．加入少量 ${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$ 固体，平衡时 $c^2\left({\text{HCrO}}_4^{-}\right)$ 与 $c\left({\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}\right)$ 的比值保持不变

② $25°\text{C}$ 时， $0.10\text{mol}\cdot {\text{L}}^{-1}{\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$ 溶液中 $\lg \frac{c\left({\text{CrO}}_4^{2-}\right)}{c\left({\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}\right)}$ 随pH的变化关系如图2。当 $\text{pH}=9.00$ 时，设 ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}$ 、 ${\text{HCrO}}_4^{-}$ 与 ${\text{CrO}}_4^{2-}$ 的平衡浓度分别为x、y、z $\text{mol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ ，则x、y、z之间的关系式为 $=0.10$ ；计算溶液中 ${\text{HCrO}}_4^{-}$ 的平衡浓度（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。

③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度（A）与其所吸收光的波长（ $\lambda$ ）有关；在一定波长范围内，最大A对应的波长（ ${\lambda }_{\max }$ ）取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究pH对反应（ⅰ）和（ⅱ）平衡的影响，配制浓度相同、 $\text{pH}$ 不同的 ${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$ 稀溶液，测得其A随 $\lambda$ 的变化曲线如图3。波长 ${\lambda }_1$ 、 ${\lambda }_2$ 和 ${\lambda }_3$ 中，与 ${\text{CrO}}_4^{2-}$ 的 ${\lambda }_{\max }$ 最接近的是；溶液 $\text{pH}$ 从a变到b的过程中， $\frac{c\left({\text{H}}^{+}\right)\cdot c^2\left({\text{CrO}}_4^{2-}\right)}{c\left({\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}\right)}$ 的值（填“增大”“减小”或“不变”）。

①$2H_{2}S\mathrm{(}g\mathrm{)}+3O_2\mathrm{(}g\mathrm{)}\text{=}2S{O}_2\mathrm{(}g\mathrm{)}+2H_{2}O\mathrm{(}g\mathrm{)}$    $\text{Δ}{H}_1=-1036J\cdot mo{l}^{-1}$

②$4H_{2}S\mathrm{(}g\mathrm{)}+2S{O}_2\mathrm{(}g\mathrm{)}\text{=}3S_2\mathrm{(}g\mathrm{)}+4H_{2}O\mathrm{(}g\mathrm{)}$    $\text{Δ}{H}_2=94J\cdot mo{l}^{-1}$

③$2H_2\mathrm{(}g\mathrm{)}+O_2\mathrm{(}g\mathrm{)}\text{=}2H_{2}O\mathrm{(}g\mathrm{)}$    $\text{Δ}{H}_3=-484kJ\cdot mo{l}^{-1}$

计算$H_{2}S$热分解反应④$2H_2\text{S}\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}\text{=}{\text{S}}_2\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}+2{\text{H}}_2\mathrm{(}\text{g}\mathrm{)}$的$\text{Δ}{H}_4=$$kJ\cdot mo{l}^{-1}$。

①$n\mathrm{(}{\text{H}}_2\text{S}\mathrm{)}\mathrm{：}n\mathrm{(}\text{A}\text{r}\mathrm{)}$越小，$H_{2}S$平衡转化率 ， 理由是。

②$n\mathrm{(}{\text{H}}_2\text{S}\mathrm{)}\mathrm{：}n\mathrm{(}\text{A}\text{r}\mathrm{)}=1\mathrm{：}9$对应图中曲线 ， 计算其在$0-0\mathrm{.}1s$之间，$H_{2}S$分压的平均变化率为$\text{k}Pa\cdot s^{-1}$。

反应1：C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH₁=-394kJ·mol^-1

反应2：2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH₂=-566kJ·mol^-1

反应3：2C(s)+O₂(g)=2CO(g) ΔH₃。

①       设y=ΔH-TΔS，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是。

②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO₂的物质的量之比。

A．不变            B．增大        C．减小        D．无法判断

①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、p(H₂O)=0.25MPa、p(CO₂)=0.75MPa和p(H₂)=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为。

②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为。

③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是。

A．反应温度愈高愈好             B．适当提高反应物压强

C．选择合适的催化剂             D．通入一定量的氮气

④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过程如图2所示。

用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：；步骤Ⅱ：。