1 . 甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。
甲烷水蒸气催化重整发生如下反应：
反应i．
反应ⅱ．
(1)已知反应ⅱ中相关的化学键键能数据如下：
由此计算
______ 
。
(2)为了提高反应中甲烷的平衡转化率，理论上可采取的措施是______。
(3)把甲烷和水蒸气按物质的量之比1∶3通入反应器中，其他条件不变，在不同温度下探究CaO对平衡时干燥出口气中
物质的量分数的影响，结果如下：______ K（700℃）（填“大于”、“等于”或“小于”）。
②在400~600℃范围内，反应器中有CaO能大幅提高物质的量分数，原因是______ （用化学方程式表示）。
(4)某温度下，在体积为1L的容器中加入1mol
、3mol水蒸气进行催化重整反应，达到平衡时的总转化率为80%，CO的浓度为
。
的平衡浓度为______ 
，反应i的平衡常数为______ 
（保留一位小数）。
(5)一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图所示。理论上当正极消耗气体的体积为44.8L（标准状况）时，电路中转移的电子数为______ 
。
甲烷水蒸气催化重整发生如下反应：
反应i．
反应ⅱ．
(1)已知反应ⅱ中相关的化学键键能数据如下：
化学键 | H―H | H―O | C―H | C=O |
E/（ | 436 | 465 | 413 | 745 |
。(2)为了提高反应中甲烷的平衡转化率，理论上可采取的措施是______。
| A．恒容时通入氮气 | B．升高温度 | C．及时分离氢气 | D．选择合适的催化剂 |
(3)把甲烷和水蒸气按物质的量之比1∶3通入反应器中，其他条件不变，在不同温度下探究CaO对平衡时干燥出口气中
物质的量分数的影响，结果如下：
②在400~600℃范围内，反应器中有CaO能大幅提高
物质的量分数，原因是(4)某温度下，在体积为1L的容器中加入1mol
、3mol水蒸气进行催化重整反应，达到平衡时的总转化率为80%，CO的浓度为。的平衡浓度为，反应i的平衡常数为（保留一位小数）。(5)一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图所示。理论上当正极消耗气体的体积为44.8L（标准状况）时，电路中转移的电子数为
。
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2 . 烯丙醇是生产甘油、医药、农药、香料和化妆品的中间体。已知烯丙醇与水在一定条件下发生加成反应的原理如下：
Ⅰ：CH2=CHCH2OH(g)+H2O(g)
HOCH2CH2CH2OH(g) △H1 △S1
Ⅱ：CH2=CHCH2OH(g)+H2O(g)CH3CH(OH)CH2OH(g) △H2
已知：相关物质在298K时的标准摩尔生成焓(101kPa时，该温度下由最稳定单质生成1 mol某纯物质的焓变)如下表所示：
(1)△H2=_______ kJ/mol；反应CH2=CHCH2OH(g)+H2O(g)HOCH2CH2CH2OH(l)的熵变为△S1'，则△S1_______ △S1' (填“>”“=”或“<”)。
(2)若向绝热恒容容器中加入CH2=CHCH2OH(g)和H2O(g)，发生反应Ⅰ和Ⅱ，下列事实不能说明体系达到平衡状态的是_______(填选项字母)。
(3)已知：反应的压强平衡常数(K)满足方程Kp=
+C(e为自然对数的底数， R、C均为常数)。据此判断，下图所示曲线L1~L5中，能分别代表反应Ⅰ和Ⅱ的Kp与温度T关系的曲线为_______ 和_______ 。
①该温度下，反应Ⅱ的压强平衡常数K=_______ 。
②若其他条件不变，初始时不充入He(g)，而是按1：1的体积比充入CH2=CHCH2OH(g)和H2O(g)，达到新平衡时，H2O(g)的转化率将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)，解释其原因为_______ 。
(5)烯丙醇的电氧化过程有重要应用。其在阳极放电时，同时存在三种电极反应(烯丙醇→丙烯酸、烯丙醇→丙烯醛、烯丙醇→丙二酸)，各反应决速步骤的活化能如下表所示。
①该条件下，相同时间内，阳极产物中含量最多的为_______ 。
②碱性条件下，烯丙醇在电极上生成丙烯醛(CH2=CHCHO)的电极反应式为_______ 。
Ⅰ：CH2=CHCH2OH(g)+H2O(g)
HOCH2CH2CH2OH(g) △H1 △S1Ⅱ：CH2=CHCH2OH(g)+H2O(g)
CH3CH(OH)CH2OH(g) △H2 已知：相关物质在298K时的标准摩尔生成焓(101kPa时，该温度下由最稳定单质生成1 mol某纯物质的焓变)如下表所示：
| 物质 | CH2=CHCH2OH(g) | H2O(g) | HOCH2CH2CH2OH(g) | CH3CH(OH)CH2OH(g) |
| 标准摩尔生成焓/(kJ/mol) | -171.8 | -241.8 | -464.9 | -485.7 |
(1)△H2=
HOCH2CH2CH2OH(l)的熵变为△S1'，则△S1(2)若向绝热恒容容器中加入CH2=CHCH2OH(g)和H2O(g)，发生反应Ⅰ和Ⅱ，下列事实不能说明体系达到平衡状态的是_______(填选项字母)。
| A．容器内气体的压强不变 | B．容器内温度不变 |
| C．容器内气体的密度不变 | D．容器内气体的平均相对分子质量不变 |
(3)已知：反应的压强平衡常数(K)满足方程Kp=
+C(e为自然对数的底数， R、C均为常数)。据此判断，下图所示曲线L1~L5中，能分别代表反应Ⅰ和Ⅱ的Kp与温度T关系的曲线为
①该温度下，反应Ⅱ的压强平衡常数K=
②若其他条件不变，初始时不充入He(g)，而是按1：1的体积比充入CH2=CHCH2OH(g)和H2O(g)，达到新平衡时，H2O(g)的转化率将
(5)烯丙醇的电氧化过程有重要应用。其在阳极放电时，同时存在三种电极反应(烯丙醇→丙烯酸、烯丙醇→丙烯醛、烯丙醇→丙二酸)，各反应决速步骤的活化能如下表所示。
| 反应 | 烯丙醇→丙烯酸 | 烯丙醇→丙烯醛 | 烯丙醇→丙二酸 |
| 活化能(单位：eV) | 8.6a | 2.5 a | 13.7a |
②碱性条件下，烯丙醇在电极上生成丙烯醛(CH2=CHCHO)的电极反应式为
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解题方法
3 . NH3是一种重要的化工原料。
(1)液氨是重要的非水溶剂。和水类似，液氨的电离平衡为
。
①写出（NH4）2SO4与KNH2在液氨中恰好完全中和时的化学方程式：__________ 。
②以KNH2的液氨溶液为电解液，通过电解可得高纯氢气（原理如图所示）。阴极反应式为___________ 。理论上生成1molN2的同时，电解液减少的质量为____________ g。
。该反应常温下能自发进行的原因是___________ 。
(3)现有两个容积相等的恒容容器实验室合成氨气：
a．向恒温（320℃）的容器1中通入一定量的H2和N2，NH3的产率随时间变化关系如图所示。
时刻达到平衡。此后保持体系恒温（320℃），在
时刻重新达到平衡。
请在图中补充画出容器2从投料后到时刻的NH3的产率随时间变化关系曲线___________ 。
(4)NH3热分解也可制得H2：
，将一定量NH3（g）置于恒压密闭容器中，不同温度（T）下平衡混合物中N2物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
___________ 
（填“>”“<”或“=”）。
②
____________ [对于反应
，
，x为物质的量分数]。
③NH3热分解反应速率方程为
，式中
为正反应的速率常数（只与温度有关）。将C点增大压强后，平衡发生移动，直至达到新的平衡，正反应速率的变化情况为__________ （填字母）。
a．逐渐减小直至不变 b．逐渐增大直至不变
c．先减小，后逐渐增大直至不变 d．先增大，后逐渐减小直至不变
(1)液氨是重要的非水溶剂。和水类似，液氨的电离平衡为
。①写出（NH4）2SO4与KNH2在液氨中恰好完全中和时的化学方程式：
②以KNH2的液氨溶液为电解液，通过电解可得高纯氢气（原理如图所示）。阴极反应式为
。该反应常温下能自发进行的原因是(3)现有两个容积相等的恒容容器实验室合成氨气：
a．向恒温（320℃）的容器1中通入一定量的H2和N2，NH3的产率随时间变化关系如图所示。
时刻达到平衡。此后保持体系恒温（320℃），在时刻重新达到平衡。请在图中补充画出容器2从投料后到
时刻的NH3的产率随时间变化关系曲线(4)NH3热分解也可制得H2：
，将一定量NH3（g）置于恒压密闭容器中，不同温度（T）下平衡混合物中N2物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
（填“>”“<”或“=”）。②
，，x为物质的量分数]。③NH3热分解反应速率方程为
，式中为正反应的速率常数（只与温度有关）。将C点增大压强后，平衡发生移动，直至达到新的平衡，正反应速率的变化情况为a．逐渐减小直至不变 b．逐渐增大直至不变
c．先减小，后逐渐增大直至不变 d．先增大，后逐渐减小直至不变
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2024-04-13更新
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270次组卷
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2卷引用：2024届河北省部分示范性高中2023-2024学年高三下学期一模化学试题
4 . 合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。回答下列问题：
(1)如图所示为利用和空气中的
以
超薄纳米为催化剂在光催化作用下合成氨的原理。
Ⅱ．
则上述合成氨的热化学方程式为___________ 。
(2)合成尿素
的反应为
。向恒容密闭容器中按物质的量之比
充入
和
，使反应进行，保持温度不变，测得的转化率随时间的变化情况如图所示。的浓度变化表示反应速率，则
点的逆反应速率___________ B点的正反应速率(填“>”“<”或“=”)。
②下列叙述中不能说明该反应达到平衡状态的是___________ (填序号)。
A．体系压强不再变化
B．气体平均摩尔质量不再变化
C．的消耗速率和的消耗速率之比为
D．固体质量不再发生变化
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源，其中存在大量
。实验发现，易发生二聚反应
并快速达到平衡。向真空钢瓶中充入一定量的NO进行反应，测得温度分别为和时NO的转化率随时间变化的结果如图所示。时，达到平衡时体系的总压强为
点
的物质的量分数为___________ (保留三位有效数字)，
点对应的平衡常数
___________ 
(用分压表示，保留小数点后三位)；提高NO平衡转化率的条件为___________ (任写两点)。
②如图所示，利用电解原理，可将废气中的转化为
，阳极的电极反应式为___________ ，通入的目的是___________ 。
(1)如图所示为利用
和空气中的以超薄纳米为催化剂在光催化作用下合成氨的原理。
Ⅱ．
则上述合成氨的热化学方程式为
(2)合成尿素
的反应为 。向恒容密闭容器中按物质的量之比充入和，使反应进行，保持温度不变，测得的转化率随时间的变化情况如图所示。
的浓度变化表示反应速率，则点的逆反应速率②下列叙述中不能说明该反应达到平衡状态的是
A．体系压强不再变化
B．气体平均摩尔质量不再变化
C．
的消耗速率和的消耗速率之比为 D．固体质量不再发生变化
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源，其中存在大量
。实验发现，易发生二聚反应并快速达到平衡。向真空钢瓶中充入一定量的NO进行反应，测得温度分别为和时NO的转化率随时间变化的结果如图所示。
时，达到平衡时体系的总压强为点的物质的量分数为点对应的平衡常数(用分压表示，保留小数点后三位)；提高NO平衡转化率的条件为②如图所示，利用电解原理，可将废气中的
转化为，阳极的电极反应式为的目的是
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解题方法
5 . 利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇有利于减少二氧化碳的排放，又可为甲醇的合成提供一条绿色的合成路线，意义重大。
Ⅰ．在某恒容密闭容器中充入
和
发生反应合成甲醇：
，不同催化剂作用下，相同时间内的转化率随温度变化如图所示：
时，为了提高生产效率，应选用的催化剂是_______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)
点的正反应速率_______ (填“>”“<”或“=”，下同)逆反应速率；
两点对应容器内压强：
_______ 
。
(3)下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
(4)若
下，反应达到平衡时，容器内压强为
，则该温度下的平衡常数
_______ 
。(用平衡分压代替平衡浓度计算，物质的分压
总压
物质的量分数)
Ⅱ．制备的甲醇可用于燃料电池，甲醇一空气燃料电池电解
溶液的装置如图所示，闭合开关
时，电极
增重了
。
为_______ 极，物质
为_______ (写化学式)。
(6)
时，甲池中消耗的
的物质的量为_______ mol。
Ⅰ．在某恒容密闭容器中充入
和发生反应合成甲醇：，不同催化剂作用下，相同时间内的转化率随温度变化如图所示：
时，为了提高生产效率，应选用的催化剂是(2)
点的正反应速率两点对应容器内压强：。(3)下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A． |
| B．容器内压强不再发生改变 |
C． 的体积分数不再发生改变 |
D．每断裂 键的同时断裂 键 |
(4)若
下，反应达到平衡时，容器内压强为，则该温度下的平衡常数。(用平衡分压代替平衡浓度计算，物质的分压总压物质的量分数) Ⅱ．制备的甲醇可用于燃料电池，甲醇一空气燃料电池电解
溶液的装置如图所示，闭合开关时，电极增重了。
为为(6)
时，甲池中消耗的的物质的量为
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6 . 资源化利用和转化已成为当今科学研究的热点。将转化为甲醇燃料是减排、环保的一种科学方法，其原理为：
(1)
时，在体积为
的固定容积密闭容器中充入
、
，测得浓度与甲醇浓度随时间变化如图所示。浓度变化的是___________ 。
②从反应开始至10min达到平衡，的反应速率
___________ 
；
③平衡时的转化率为___________ ；
④该反应的平衡常数
___________ 。
(2)制甲醇的总反应可表示为：
。该反应一般认为通过如下步骤来实现：
Ⅰ．
Ⅱ．
①总反应的
___________ 
；
___________ 0(填“大于”或“小于”)；
②反应Ⅰ与反应Ⅱ比较，Ⅰ为慢反应，请在体系能量与反应进程的示意图中画出Ⅰ、Ⅱ反应的能量变化；___________ 和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示，阴极上的反应式为___________ 。
资源化利用和转化已成为当今科学研究的热点。将转化为甲醇燃料是减排、环保的一种科学方法，其原理为：(1)
时，在体积为的固定容积密闭容器中充入、，测得浓度与甲醇浓度随时间变化如图所示。
浓度变化的是②从反应开始至10min达到平衡，
的反应速率；③平衡时
的转化率为④该反应的平衡常数
(2)制甲醇的总反应可表示为：
。该反应一般认为通过如下步骤来实现：Ⅰ．
Ⅱ．
①总反应的
；②反应Ⅰ与反应Ⅱ比较，Ⅰ为慢反应，请在体系能量与反应进程的示意图中画出Ⅰ、Ⅱ反应的能量变化；
和都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示，阴极上的反应式为
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7 . 工业上先将金红石 (TiO2)转化为
，然后可制得在医疗等领域具有重要用途的钛(Ti)。按要求回答下列问题。
(1)已知在一定条件下如下反应的热化学方程式及平衡常数：
i．
ii．
K2
iii．
①
___________ 。
②反应iii自发进行的条件为___________ (填“低温”“高温”或“任意温度”)。
___________ (用含
的代数式表示)。
(2)在
的密闭容器中，投入一定量的
、C、
，进行反应iii的模拟实验。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。
时平衡体系气体总物质的量为n，反应
的平衡常数的值
___________ (用含n、V的代数式表示)。
(3)用如图所示装置电解
可制硼氢化钠(
，强还原性，硼为
价)，为了防止NaBH4被氧化，则交换膜的种类为___________ 交换膜(填“阳离子”或者“阴离子”)，写出阴极室的电极反应式：___________ 。
，然后可制得在医疗等领域具有重要用途的钛(Ti)。按要求回答下列问题。(1)已知在一定条件下如下反应的热化学方程式及平衡常数：
i．
ii．
K2iii．
①
②反应iii自发进行的条件为
的代数式表示)。(2)在
的密闭容器中，投入一定量的、C、，进行反应iii的模拟实验。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。
时平衡体系气体总物质的量为n，反应的平衡常数的值(3)用如图所示装置电解
可制硼氢化钠(，强还原性，硼为价)，为了防止NaBH4被氧化，则交换膜的种类为
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2024-04-11更新
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41次组卷
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2卷引用：四川省南充市嘉陵第一中学2023-2024学年高二下学期第一次月考化学试题
8 . 碳中和的目标是减少含碳气体的排放。CH4与CO2都能引起温室效应，将二者联合处理不仅可以减缓温室气体排放，还可以转化为CH3OH、CH3COOH、H2等高附加值产品。
(1)CH4与CO2在一定条件下能发生如下两个反应：
Ⅰ．CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247kJ/mol
Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
若CH4与CO2按物质的量之比1∶3投料在某恒容密闭容器中发生上述反应，一定时间内CH4与CO2的转化率随温度的变化如图所示，其中CO2在1000℃时的平衡转化率为60%，CH4在1000℃时的平衡转化率几乎为100%。_______ 下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②温度高于700℃ 时，随温度升高，平衡产物中H2O的体积分数_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③1000℃时反应Ⅱ 的平衡常数K=_______ (保留3位有效数字，下同)，平衡时CO的体积分数为_______ 。
(2)CH4与CO2在催化剂作用下反应可生成CH3COOH，其反应机理如图所示。_______ 。
②转化过程中经历了i→ii的变化，该变化过程_______ (填“吸热”或“放热”)。产物CH3COOH中碳原子的杂化方式为_______ 。
③甲醇(CH3OH)与氧气形成的燃料电池是新能源汽车等领域常用的电池。通常以石墨为电极，KOH溶液为电解质溶液，该电池放电时，负极反应式为_______ 。
(1)CH4与CO2在一定条件下能发生如下两个反应：
Ⅰ．CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247kJ/molⅡ．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol若CH4与CO2按物质的量之比1∶3投料在某恒容密闭容器中发生上述反应，一定时间内CH4与CO2的转化率随温度的变化如图所示，其中CO2在1000℃时的平衡转化率为60%，CH4在1000℃时的平衡转化率几乎为100%。
②温度高于700℃ 时，随温度升高，平衡产物中H2O的体积分数
③1000℃时反应Ⅱ 的平衡常数K=
(2)CH4与CO2在催化剂作用下反应可生成CH3COOH，其反应机理如图所示。
②转化过程中经历了i→ii的变化，该变化过程
③甲醇(CH3OH)与氧气形成的燃料电池是新能源汽车等领域常用的电池。通常以石墨为电极，KOH溶液为电解质溶液，该电池放电时，负极反应式为
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9 . 氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用，按要求回答下列问题：
(1)工业合成氨的反应
是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂
相应化学键需要的能量如下。若反应生成
，可_____ (填“吸收”或“放出”)热量_____ 
。
(2)恒温下，将1molN2和3molH2置于体积为2L的密闭容器中进行反应。若5min时测得氢气浓度为0.9mol/L，则用氨气表示5min内的化学反应速率为_____ mol/(L·min)，5min时反应过程体系总压强与初始时的总压强之比为_____
(3)消除NO污染物，可在一定条件下，用CO与NO反应生成CO2和N2，在恒容密闭容中充入4molCO和4molNO发生2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)反应。为提高此反应的速率，下列措施可行的是_____(填字母)。
(4)汽车尾气中含有的是造成城市空气污染的主要因素之一，通过传感器可监测汽车尾气中含量，其工作原理如图所示：
电极为_____ (填“正极”或“负极”)，
电极上发生的电极反应式为_____ 。
(1)工业合成氨的反应
是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂相应化学键需要的能量如下。若反应生成，可。| 化学键 |  |  |  |
| 能量 |  |  |  |
(2)恒温下，将1molN2和3molH2置于体积为2L的密闭容器中进行反应。若5min时测得氢气浓度为0.9mol/L，则用氨气表示5min内的化学反应速率为
(3)消除NO污染物，可在一定条件下，用CO与NO反应生成CO2和N2，在恒容密闭容中充入4molCO和4molNO发生2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)反应。为提高此反应的速率，下列措施可行的是_____(填字母)。
| A．充入氦气 | B．降低温度 | C．使用适合催化剂 | D．移出CO2 |
(4)汽车尾气中含有的
是造成城市空气污染的主要因素之一，通过传感器可监测汽车尾气中含量，其工作原理如图所示：电极为电极上发生的电极反应式为
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解题方法
10 . 与氮气相关的化学变化是氮循环和转化的重要一环，对生产、生活有重要的价值。
(1)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法，其反应历程和能量变化的简图如下：
①由图可知合成氨反应
的
=___________ 对总反应速率影响较大的是步骤___________ 。(填写编号)
②若改变某一条件，使合成氨的化学反应速率加快，下列解释正确的是___________ 。
A．升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加
B．增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加
C．使用催化剂，能降低反应活化能，使单位体积内活化分子数增加
D．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加
(2)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料，利用的燃烧反应(
)能设计成燃料电池其工作原理如图所示。电极b为___________ (选填“正”或“负”)极；电极a的电极反应式为___________ ，当正负极共消耗3.136L(标准状况)气体时，通过负载的电子数为___________ 个。
(3)合成氨厂的可用于合成重要化工原料，主要反应为：
。向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同，但总量不同的和气体，的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。
①若时，向容器中充入
mol气体(3mol 和1mol )，反应至5min时达到平衡，则0～5min内的平均反应速率
___________ 。
②由上图可判断该反应是___________ (选填“吸热”或“放热”)反应，在___________ (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(1)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法，其反应历程和能量变化的简图如下：
①由图可知合成氨反应
的=对总反应速率影响较大的是步骤②若改变某一条件，使合成氨的化学反应速率加快，下列解释正确的是
A．升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加
B．增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加
C．使用催化剂，能降低反应活化能，使单位体积内活化分子数增加
D．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加
(2)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料，利用
的燃烧反应()能设计成燃料电池其工作原理如图所示。电极b为(3)合成氨厂的
可用于合成重要化工原料，主要反应为：。向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同，但总量不同的和气体，的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。①若
时，向容器中充入mol气体(3mol 和1mol )，反应至5min时达到平衡，则0～5min内的平均反应速率②由上图可判断该反应是
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