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1 . Mn3O4可用于电子工业生产软磁铁氧体，用作电子计算机中存储信息的磁芯、磁盘等。软锰矿主要成分是MnO2，还含有少量的Fe2O3、SiO2、Al2O3，采用以下工艺流程可由软锰矿制得Mn3O4。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
回答下列问题：
(1)“酸浸、还原”时，为了加快化学反应速率，可以采取的措施有_______ (只需填一种)，“酸浸、还原”后溶液中含有的金属阳离子主要有_______ ，铁屑与MnO2发生反应的离子方程式为________ 。
(2)“调节pH”时加入H2O2溶液的目的是_________ ，“调节pH”的范围为______ 。
(3)“沉锰”时，其他条件一定，沉锰过程中锰离子的沉淀率与溶液温度的关系如图所示。
①50℃后，溶液温度越高，锰离子的沉淀率越低的原因是_______ 。
②配制氨水时，要用脱氧蒸馏水，原因是________ 。
(4)“氧化”时一般控制温度在80℃~85℃，可以采取的加热方法是_______ ，反应化学方程式为_______ 。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
| 金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | Mn2+ |
| 开始沉淀pH | 1.9 | 7.0 | 3.0 | 8.1 |
| 完全沉淀pH | 3.2 | 9.0 | 4.7 | 10.1 |
(1)“酸浸、还原”时，为了加快化学反应速率，可以采取的措施有
(2)“调节pH”时加入H2O2溶液的目的是
(3)“沉锰”时，其他条件一定，沉锰过程中锰离子的沉淀率与溶液温度的关系如图所示。
①50℃后，溶液温度越高，锰离子的沉淀率越低的原因是
②配制氨水时，要用脱氧蒸馏水，原因是
(4)“氧化”时一般控制温度在80℃~85℃，可以采取的加热方法是
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解题方法
2 . 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，目前有以下制取氢气的方法：
(1)水煤气变换制氢：
已知：
水煤气变换制氢体系中，一定时间内，
的添加情况与
的体积分数关系如图。
①水煤气变换制氢反应的
___________ 
。
②添加后的体积分数增大的原因是___________ (用化学方程式表达)。
③对比纳米和微，前者的体积分数更大的原因是___________ 。
(2)甲醇水蒸气重整制氢：
。控制原料气
，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图。
①甲醇水蒸气重整制氢反应在___________ 条件(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
②图中的压强由小到大的顺序是___________ ，理由是___________ 。
③温度为250℃、压强为P2时，该反应的压力平衡常数Kp=___________ (列出算式)。
(3)乙醇重整制氢两条途径的机理如下图，
和
催化剂(酸性
)在反应中表现出良好的催化活性和氢气选择性，但经长期反应后，催化剂表面均发现了积碳，积碳量
，试分析
表面的积碳量最大的原因___________ 。
(1)水煤气变换制氢：
已知：
水煤气变换制氢体系中，一定时间内，
的添加情况与的体积分数关系如图。①水煤气变换制氢反应的
。②添加
后的体积分数增大的原因是③对比纳米
和微，前者的体积分数更大的原因是(2)甲醇水蒸气重整制氢：
。控制原料气，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图。①甲醇水蒸气重整制氢反应在
②图中的压强由小到大的顺序是
③温度为250℃、压强为P2时，该反应的压力平衡常数Kp=
(3)乙醇重整制氢两条途径的机理如下图，
和催化剂(酸性)在反应中表现出良好的催化活性和氢气选择性，但经长期反应后，催化剂表面均发现了积碳，积碳量，试分析表面的积碳量最大的原因
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2024-01-13更新
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336次组卷
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2卷引用：福建省厦门双十中学2023-2024学年高三上学期12月月考化学试题
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3 . 甲醚是重要的有机合成原料，甲醇制备甲醚的反应：
；工业上常用CO2或CO催化氢化法合成CH3OH。回答下列问题：
(1)CO2和H2在某催化剂表面合成CH3OH：
，反应历程如图甲所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。该反应历程中活化能最小步骤的化学方程式为___________ 。已知
(△H、△S随温度的变化不大)，随温度的变化关系如图乙所示，图中表示该反应的直线是___________ (填代号)。
(2)CO催化加氢法合成CH3OH，进而制备CH3OCH3的过程中涉及如下反应：
反应I：
反应II：
反应III：
①在298K，101kPa时，CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的摩尔燃烧焓如下表：
则△H2=___________ 。
②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO(g)和4molH2(g)制备，初始压强为p0Pa，5min达到平衡时CO(g)的转化率为70%，c(CH3OH)=2c(CH3OCH3)，且c(H2)=0.9mol⋅L-1.则0~5min内，v(CO)=___________ mol。L-1.min-1；反应I的平衡常数Kp=___________ (用p0表示)；平衡后，保持温度和容器体积不变，向容器中再充入1molCO(g)和2molH2(g)，重新达到平衡后，CH3OCH3(g)的物质的量分数___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
；工业上常用CO2或CO催化氢化法合成CH3OH。回答下列问题：(1)CO2和H2在某催化剂表面合成CH3OH：
，反应历程如图甲所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。该反应历程中活化能最小步骤的化学方程式为(△H、△S随温度的变化不大)，随温度的变化关系如图乙所示，图中表示该反应的直线是(2)CO催化加氢法合成CH3OH，进而制备CH3OCH3的过程中涉及如下反应：
反应I：
反应II：
反应III：
①在298K，101kPa时，CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的摩尔燃烧焓如下表：
| 物质 | CO(g) | H2(g) | CH3OH(g) |
| 摩尔燃烧焓(△H)/(kJ·mol-1) | -283.0 | -285.8 | -726.5 |
②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO(g)和4molH2(g)制备，初始压强为p0Pa，5min达到平衡时CO(g)的转化率为70%，c(CH3OH)=2c(CH3OCH3)，且c(H2)=0.9mol⋅L-1.则0~5min内，v(CO)=
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4 . 低碳烷烃脱氢制低碳烯烃对有效利用化石能源有重要意义。
(1)乙烷脱氢制乙烯
主反应：
副反应：
①标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa，由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。利用下表数据计算
______ 。
②恒容条件下，有利于提高
平衡转化率的措施是______ （填标号）。
A．高温 B．高压 C．原料气中掺入
D原料气中掺入
③在800℃、恒容条件下加入1mol，此时压强为100kPa，进行脱氢反应，若测得平衡体系中气体有0.3mol、0.6mol
、0.1mol
和0.7mol，则主反应
______ 。
(2)乙烷裂解中各基元反应及对应活化能如下表。根据表格数据判断：
①链引发过程中，更容易断裂的化学键是______ 。
②链传递的主要途径为反应______ →反应______ （填序号），造成产物甲烷含量不高。
(3)使用
进行乙烷脱氢催化性能研究。不同温度下，乙烷转化率及乙烯选择性随反应时间的变化曲线分别如图a、图b。
①550~620℃，在反应初始阶段，温度越高，乙烷转化率越大的原因是__________________ 。
②该催化剂的最佳工作温度为______ 。
(1)乙烷脱氢制乙烯
主反应：
副反应：
①标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa，由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。利用下表数据计算
物质 |
|
|
|
标准摩尔主成焓/ |
| +52.3 |
|
平衡转化率的措施是A．高温 B．高压 C．原料气中掺入
D原料气中掺入③在800℃、恒容条件下加入1mol
，此时压强为100kPa，进行脱氢反应，若测得平衡体系中气体有0.3mol、0.6mol、0.1mol和0.7mol，则主反应(2)乙烷裂解中各基元反应及对应活化能如下表。根据表格数据判断：
反应类型 | 反应 | 活化能 |
链引发 | ⅰ | 451 |
ⅱ | 417 | |
链传递 | ⅲ | 47 |
ⅳ | 54 | |
ⅴ | 181 | |
链终止 | ⅵ | 0 |
ⅶ | 0 |
②链传递的主要途径为反应
(3)使用
进行乙烷脱氢催化性能研究。不同温度下，乙烷转化率及乙烯选择性随反应时间的变化曲线分别如图a、图b。 ①550~620℃，在反应初始阶段，温度越高，乙烷转化率越大的原因是
②该催化剂的最佳工作温度为
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5 . 温室气体让地球发烧，倡导低碳生活，是一种可持续发展的环保责任，将
应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
(1)在催化作用下由和转化为
的反应历程示意图如下图。
在合成的反应历程中，下列有关说法正确的是___________ (填字母)。
a．该催化剂使反应的平衡常数增大
b．
过程中，有
键断裂和
键形成
c．生成乙酸的反应原子利用率等于100%
d．
(2)以
为原料合成
涉及的主要反应如下：
(主反应)
(副反应)
①主反应的反应历程可分为如下两步，反应过程中能量变化如图所示：
i．
ii．
___________ ，主反应的决速步骤为___________ (填“反应i”或“反应ii”)。
②向恒压密闭容器中充入和
，温度对催化剂K—Fe—Mn/Si—2性能的影响如图所示，工业生产中主反应应选择的温度是___________ 。
应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。(1)在催化作用下由
和转化为的反应历程示意图如下图。在合成
的反应历程中，下列有关说法正确的是a．该催化剂使反应的平衡常数增大
b．
过程中，有键断裂和键形成c．生成乙酸的反应原子利用率等于100%
d．
(2)以
为原料合成涉及的主要反应如下：(主反应) (副反应)①主反应的反应历程可分为如下两步，反应过程中能量变化如图所示：
i．
ii．
②向恒压密闭容器中充入
和，温度对催化剂K—Fe—Mn/Si—2性能的影响如图所示，工业生产中主反应应选择的温度是
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6 . 乙烯产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，羟基氮化硼可高效催化乙烷氧化脱氢制乙烯。
主反应：
副反应：
(1)的燃烧热
的燃烧热
，
，则
___________ 。
(2)主反应的部分反应历程如下图所示(图中IS表示起始态，TS表示过渡态，FS表示终态)。这一部分反应中慢反应的活化能
___________ 
。
(3)提高乙烯平衡产率的方法是___________ (任写两条)，提高乙烯单位时间产量的关键因素是___________ 。
(4)工业上催化氧化制乙烯时，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体，即将一定比例的
和
混合气体以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测得乙烯的产率如下图所示。
①曲线1中，a点右侧乙烯产量随温度升高而降低的原因是___________ 。
②两种催化剂比较，催化剂Ⅱ的优点与不足是___________ 。
(5)一定温度下，维持压强始终为p，向反应装置中通入
、
和
的混合气体，经过
后，反应达到平衡，此时乙烷的转化率为
，乙烯选择性为
，(乙烯选择性
)。
①反应速率
___________ 
。
②已知：气体分压
气体总压
气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
，则主反应在该温度下的
___________ (列出计算式即可，不必化简)。
主反应：
副反应：
(1)
的燃烧热的燃烧热，，则(2)主反应的部分反应历程如下图所示(图中IS表示起始态，TS表示过渡态，FS表示终态)。这一部分反应中慢反应的活化能
。(3)提高乙烯平衡产率的方法是
(4)工业上催化氧化制乙烯时，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体，即将一定比例的
和混合气体以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测得乙烯的产率如下图所示。①曲线1中，a点右侧乙烯产量随温度升高而降低的原因是
②两种催化剂比较，催化剂Ⅱ的优点与不足是
(5)一定温度下，维持压强始终为p，向反应装置中通入
、和的混合气体，经过后，反应达到平衡，此时乙烷的转化率为，乙烯选择性为，(乙烯选择性)。①反应速率
。②已知：气体分压
气体总压气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数，则主反应在该温度下的
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7 . 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
已知：
为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。在
下，丙烷单独进料时，平衡体系中各组分的体积分数
见下表。
(1)比较反应自发进行（∆G=∆H-T∆S＜0）的最低温度，反应 ⅰ_____ 反应 ⅱ（填“＞”或“＜”）。
(2)①在该温度下，Kp2远大于 Kp1，但φ（C3H6)和φ（C2H4)相差不大，说明反应 ⅲ 的正向进行有利于反应 ⅰ 的__________ 反应和反应 ⅱ 的_________ 反应（填“正向”或“逆向”）。
②从初始投料到达到平衡，反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为：__________ 。
③平衡体系中检测不到，可认为存在反应：
，下列相关说法正确的是_______ (填标号)。
a．
b．
c．使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率
d．平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算：丙烯选择性
_______ (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时，还发生反应：
ⅳ．
在下，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)
(甲醇)
时，体系总反应：
_______
②随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是_______ 。
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
已知：
为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。在下，丙烷单独进料时，平衡体系中各组分的体积分数见下表。| 物质 | 丙烯 | 乙烯 | 甲烷 | 丙烷 | 氢气 |
| 体积分数(%) | 21 | 23.7 | 55.2 | 0.1 | 0 |
(2)①在该温度下，Kp2远大于 Kp1，但φ（C3H6)和φ（C2H4)相差不大，说明反应 ⅲ 的正向进行有利于反应 ⅰ 的
②从初始投料到达到平衡，反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为：
③平衡体系中检测不到
，可认为存在反应：，下列相关说法正确的是a．
b．
c．使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率
d．平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算：丙烯选择性
(3)丙烷甲醇共进料时，还发生反应：
ⅳ．
在
下，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。①进料比n(丙烷)
(甲醇)时，体系总反应：②随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是
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8 . 汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理会污染环境。
(1)①已知：6g碳完全被氧气氧化放出197kJ的热量，则该反应的热化学方程式可表示为：___________ 。
②
则反应
___________ 。
(2)运用电化学方法可以进行NO的消除和CO含量检测。
①用电化学气敏传感器测定汽车尾气中CO含量，原理如图所示。A电极为___________ 极，电极反应式为___________ 。当O2消耗1.12L(标准状况下)，电路中理论上过的电子数目为___________ 。
②间接电解法除NO。其原理如图所示，从A中出来的气体是___________ ，电解池阴极的电极反应式___________ 。用离子方程式表示吸收柱中除去NO的原理___________ 。
(1)①已知：6g碳完全被氧气氧化放出197kJ的热量，则该反应的热化学方程式可表示为：
②
则反应
(2)运用电化学方法可以进行NO的消除和CO含量检测。
①用电化学气敏传感器测定汽车尾气中CO含量，原理如图所示。A电极为
②间接电解法除NO。其原理如图所示，从A中出来的气体是
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9 . 全球大气CO2浓度升高对人类生产生活产生了影响，研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义，碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题：
(1)已知CO2和H2在一定条件下能发生反应
，反应物与生成物的能量与活化能的关系如图所示，该反应的ΔH=_______ kJ/mol(用含Ea1和Ea2的代数式表示)。
(2)恒温恒容条件下，为了提高反应中CO2的平衡转化率，可采取的措施为_______ (任写一项)。下列不能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A.v(CO2)正=v(H2)逆
B.HCOOH的体积分数不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.c(CO2)：c(H2)：c(HCOOH)=1：1：1
(3)已知25℃时，大气中的CO2溶于水存在以下过程：
①CO2(g)⇌CO2(aq) ②CO2(aq)+H2O(l) ⇌H+(aq)+
(aq) K
溶液中CO2的浓度与其在大气中的分压(分压=总压×物质的量分数)成正比，比例系数为ymol•L-1•kPa-1。当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+的浓度为_______ mol•L-1(忽略和水的电离)。
(4)CO2在Cu-ZnO催化下同时发生如下反应I、II，是解决温室效应和能源短缺的重要手段。
I.CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g)
II.CO2(g) + H2(g) ⇌CO(g) + H2O(g)
保持温度T时，在体积不变的密闭容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及达平衡时容器内各气体物质的量如表所示：
已知起始时容器内的压强为p0kPa，达平衡时容器内总压强为pkPa。
若反应I、II均达平衡时，p0=1.4 p，则表中n=_______ ；反应I的平衡常数Kp=_______ (用含p的式子表示)。
(5)光催化还原法能实现CO2甲烷化，其可能的反应机理如图所示，g-C3N4为催化剂，在紫外光照射下，VB端光产生带正电荷的空穴(h+)，形成光生电子一空穴对，与所吸附的物质发生氧化还原反应。
①光催化H2O转化O2为时，在VB端发生的反应为_______ 。
②催化剂的催化效率和CH4的生成速率随温度的变化关系如图所示。300~400℃之间，CH4生成速率加快的原因是_______ 。
(1)已知CO2和H2在一定条件下能发生反应
，反应物与生成物的能量与活化能的关系如图所示，该反应的ΔH= (2)恒温恒容条件下，为了提高
反应中CO2的平衡转化率，可采取的措施为A.v(CO2)正=v(H2)逆
B.HCOOH的体积分数不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.c(CO2)：c(H2)：c(HCOOH)=1：1：1
(3)已知25℃时，大气中的CO2溶于水存在以下过程：
①CO2(g)⇌CO2(aq) ②CO2(aq)+H2O(l) ⇌H+(aq)+
(aq) K溶液中CO2的浓度与其在大气中的分压(分压=总压×物质的量分数)成正比，比例系数为ymol•L-1•kPa-1。当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+的浓度为
和水的电离)。(4)CO2在Cu-ZnO催化下同时发生如下反应I、II，是解决温室效应和能源短缺的重要手段。
I.CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g)
II.CO2(g) + H2(g) ⇌CO(g) + H2O(g)
保持温度T时，在体积不变的密闭容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及达平衡时容器内各气体物质的量如表所示：
| CO2(g) | H2(g) | CH3OH(g) | CO(g) | H2O(g) | |
| 起始/mol | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 |
| 平衡/mol | n | 0.3 |
若反应I、II均达平衡时，p0=1.4 p，则表中n=
(5)光催化还原法能实现CO2甲烷化，其可能的反应机理如图所示，g-C3N4为催化剂，在紫外光照射下，VB端光产生带正电荷的空穴(h+)，形成光生电子一空穴对，与所吸附的物质发生氧化还原反应。
①光催化H2O转化O2为时，在VB端发生的反应为
②催化剂的催化效率和CH4的生成速率随温度的变化关系如图所示。300~400℃之间，CH4生成速率加快的原因是
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解题方法
10 . 硫化氢为易燃危化品。油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍应为：
。
回答下列问题：
(1)已知：ⅰ．
ⅱ．
则总反应的
________ 。
(2)下列叙述能说明总反应达到平衡状态的是________ (填标号)。
a．
b．恒温恒容条件下，体系压强不再变化
c．气体的总质量不再变化
d．混合气体平均摩尔质量不再变化
(3)常温下
在水溶液中的物质的量分数(
)随
变化的分布曲线如图所示，
时，溶液中最主要的含硫微粒是________ ，向其中加入一定浓度的
溶液，加酸产生淡黄色沉淀，反应的离子方程式为________ 。
(4)压强恒定条件下，进料比
分别为
，总反应中
的平衡转化率随温度变化情况如图所示，则由大到小的顺序为________ ；的平䚘转化率随温度升高而增大的原因是_____ 。
(5)在
反应条件下，将物质的量分数之比为
的、
混合气进行甲烷处理硫化氢反应，平衡时混合气中
分压与的分压相同，的平衡转化率为________ 
(保留小数点后一位)，平衡常数
________ 
(以分压表示，分压总压物质的量分数)。
(6)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图1所示，图2为该晶胞的俯视图，该物质的化学式为________ ，晶体密度为________ 
(设
为阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。
。回答下列问题：
(1)已知：ⅰ．
ⅱ．
则总反应的
。(2)下列叙述能说明总反应达到平衡状态的是
a．
b．恒温恒容条件下，体系压强不再变化
c．气体的总质量不再变化
d．混合气体平均摩尔质量不再变化
(3)常温下
在水溶液中的物质的量分数()随变化的分布曲线如图所示，时，溶液中最主要的含硫微粒是溶液，加酸产生淡黄色沉淀，反应的离子方程式为 (4)压强恒定条件下，进料比
分别为，总反应中的平衡转化率随温度变化情况如图所示，则由大到小的顺序为的平䚘转化率随温度升高而增大的原因是 (5)在
反应条件下，将物质的量分数之比为的、混合气进行甲烷处理硫化氢反应，平衡时混合气中分压与的分压相同，的平衡转化率为(保留小数点后一位)，平衡常数(以分压表示，分压总压物质的量分数)。(6)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图1所示，图2为该晶胞的俯视图，该物质的化学式为
(设为阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。
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