资源简介 2023全国高考真题化学汇编化学反应的调控一、单选题1.(2023重庆高考真题)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:反应Ⅰ:反应Ⅱ:在恒容条件下,按投料比进行反应,平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A.反应Ⅰ的,反应Ⅱ的B.点反应Ⅰ的平衡常数C.点的压强是的3倍D.若按投料,则曲线之间交点位置不变2.(2023河北高考真题)在恒温恒容密闭容器中充入一定量,发生如下反应:反应②和③的速率方程分别为和,其中分别为反应②和③的速率常数,反应③的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表。0 1 2 3 4 50.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028下列说法正确的是A.内,X的平均反应速率为B.若增大容器容积,平衡时Y的产率增大C.若,平衡时D.若升高温度,平衡时减小二、多选题3.(2023山东高考真题)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:已知反应初始E的浓度为0.10mol L-1,TFAA的浓度为0.08mol L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是 A.t1时刻,体系中有E存在B.t2时刻,体系中无F存在C.E和TFAA反应生成F的活化能很小D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol L-1三、解答题4.(2023海南高考真题)磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用质量分数为85%的磷酸与反应制备,反应方程式为一定条件下的实验结果如图1所示。 回答问题:(1)该条件下,反应至1h时KCl的转化率为 。(2)该制备反应的随温度变化关系如图2所示。该条件下反应为 反应(填“吸热”或“放热”),且反应热随温度升高而 。 (3)该小组为提高转化率采用的措施中有:使用浓磷酸作反应物、向系统中不断通入水蒸气等。它们能提高转化率的原因是:不使用稀磷酸 ;通入水蒸气 。(4)298K时,的平衡常数 。(已知的)5.(2023全国高考真题)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题:(1)已知下列反应的热化学方程式:① ② 反应③的 ,平衡常数 (用表示)。(2)电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应,结果如下图所示。图中的曲线是 (填“a”或“b”。、时的转化率为 (列出算式)。 (3)分别与反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。 (ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。(ⅲ)与反应,氘代甲醇的产量 (填“>”“<”或“=”)。若与反应,生成的氘代甲醇有 种。6.(2023浙江高考真题)水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。水煤气变换反应: 该反应分两步完成: 请回答:(1) 。(2)恒定总压和水碳比[]投料,在不同条件下达到平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:条件1 0.40 0.40 0条件2 0.42 0.36 0.02①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数 。②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式 。(3)下列说法正确的是______。A.通入反应器的原料气中应避免混入B.恒定水碳比,增加体系总压可提高的平衡产率C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。 ①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是 。A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气) C.通过热交换器换热②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线 。(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是 。7.(2023浙江高考真题)“碳达峰碳中和”是我国社会发展重大战略之一,还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:Ⅰ:Ⅱ:请回答:(1)有利于提高平衡转化率的条件是___________。A.低温低压 B.低温高压 C.高温低压 D.高温高压(2)反应的 , (用表示)。(3)恒压、时,和按物质的量之比投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。①下列说法正确的是 。A.可循环利用,不可循环利用B.过程ⅱ,吸收可促使氧化的平衡正移C.过程ⅱ产生的最终未被吸收,在过程ⅲ被排出D.相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原需吸收的能量更多②过程ⅱ平衡后通入,测得一段时间内物质的量上升,根据过程ⅲ,结合平衡移动原理,解释物质的量上升的原因 。(4)还原能力可衡量转化效率,(同一时段内与的物质的量变化量之比)。①常压下和按物质的量之比投料,某一时段内和的转化率随温度变化如图1,请在图2中画出间R的变化趋势,并标明时R值 。②催化剂X可提高R值,另一时段内转化率、R值随温度变化如下表:温度/℃ 480 500 520 550转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8R 2.6 2.4 2.1 1.8下列说法不正确的是A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率B.温度越低,含氢产物中占比越高C.温度升高,转化率增加,转化率降低,R值减小D.改变催化剂提高转化率,R值不一定增大8.(2023全国高考真题)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:(1)在气氛中,的脱水热分解过程如图所示:根据上述实验结果,可知 , 。(2)已知下列热化学方程式:则的 。(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应 (Ⅱ),平衡时 (用表示)。在时,,则 , (列出计算式)。9.(2023辽宁高考真题)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO45H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO45H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、 和 (填化学式)。 (2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述过程中NO2的作用为 。(ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是 (答出两点即可)。(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=-98.9kJmol-1(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是 。 a.温度越高,反应速率越大b.α=0.88的曲线代表平衡转化率c.α越大,反应速率最大值对应温度越低d.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是 (填标号)。 (ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe,用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。10.(2023湖北高考真题)纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下: 回答下列问题:(1)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和,H-H键能为。估算的 。(2)图示历程包含 个基元反应,其中速率最慢的是第 个。(3)纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为 、 。(4)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数为 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。(5)及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是 。 (6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是 (填标号)。a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂参考答案1.C【详解】A.随着温度的升高,甲烷含量减小、一氧化碳含量增大,则说明随着温度升高,反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动,则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零,A错误;B.点没有甲烷产物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料,则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等,反应Ⅰ的平衡常数,B错误;C.点一氧化碳、甲烷物质的量相等,结合反应方程式的系数可知,生成水的总的物质的量为甲烷的3倍,结合阿伏伽德罗定律可知,的压强是的3倍,C正确;D.反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应;若按投料,相当于增加氢气的投料,会使得甲烷含量增大,导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变,D错误;故选C。【点睛】2.D【详解】A.由表知内 c(W)=0.16-0.08=0.08mol/L,生成 c(X)=2 c(W)=0.16mol/L,但一部分X转化为Z,造成 c(X)<0.16mol/L,则v(X)<,故A错误;B.过程①是完全反应,过程②是可逆反应,若增大容器容积相当于减小压强,对反应平衡向气体体积增大的方向移动,即逆向移动,X的浓度增大,平衡时Y的产率减小,故B错误;C.由速率之比等于系数比,平衡时v逆(X)=2v正(Z),即,=,若,平衡时,故C错误;D.反应③的活化能大于反应②, H=正反应活化能-逆反应活化能<0,则,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡时减小,故D正确;故选D。3.AC【分析】一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径中,共发生三个反应:①E+TFAAF ②FG ③GH+TFAAt1之后的某时刻,H为0.02 mol L-1,此时TFAA的浓度仍为0,则表明0.10mol L-1E、起始时的0.08mol L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol L-1 TFAA全部参加反应,生成0.10mol L-1F;在t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,则F为0.01 mol L-1。【详解】A.由图可知,反应0时刻后,TFAA的浓度由0.08mol/L降为0,说明E与TFAA反应极快,根据合成路线可知,E与TFAA以1:1进行反应,E的起始浓度为0.1 mol/L,则反应后E的浓度降为0.02 mol/L,故t1时刻体系中有E存在,A正确;B.由分析可知,t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,则F为0.01 mol L-1,所以体系中有F存在,B不正确;C.t1之后的某时刻,H为0.02 mol L-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA完全反应生成F,所以E和TFAA生成F的反应速率快,反应的活化能很小,C正确;D.在t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,F为0.01 mol L-1,只有F、G全部转化为H和TFAA时,TFAA的浓度才能为0.08mol L-1,而GH+TFAA为可逆反应,所以反应达平衡后,TFAA的浓度一定小于0.08mol L-1,D不正确;故选AC。4.(1)70%(2) 吸热 降低(3) 使用浓磷酸作反应物可以提高磷酸的浓度,促使反应正向进行 使得气体中氯化氢的分压减小,促使反应正向进行(4)【详解】(1)由图可知,该条件下,反应至1h时KCl的转化率为70%;(2)由图可知,焓变为正值,则该条件下反应为吸热反应,且反应热随温度升高而降低;(3)使用浓磷酸作反应物可以提高磷酸的浓度,促使反应正向进行;向系统中不断通入水蒸气,使得气体中氯化氢的分压减小,促使反应正向进行;都可以促进氯化钾的转化率的提高;(4)298K时,的离子方程式为,其平衡常数。【点睛】5.(1) 或(2) b(3) Ⅰ c <2【详解】(1)根据盖斯定律可知,反应③=(反应②-①),所以对应;根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知,对应化学平衡常数或,故答案为:;或;(2)根据图示信息可知,纵坐标表示-lg(),即与MO+的微粒分布系数成反比,与M+的微粒分布系数成正比。则同一时间内,b曲线生成M+的物质的量浓度比a曲线的小,证明化学反应速率慢,又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢,所以曲线b表示的是300 K条件下的反应;根据上述分析结合图像可知,、时-lg()=0.1,则=10-0.1,利用数学关系式可求出,根据反应可知,生成的M+即为转化的,则的转化率为;故答案为:b;;(3)(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成,步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成,所以符合题意的是步骤Ⅰ;(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则此时正反应活化能会增大,根据图示可知,与反应的能量变化应为图中曲线c;(ⅲ)与反应时,因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,步骤Ⅰ的活化能增大,反应速率会变慢,则CH2DOD更难获得,故产率:<;根据反应机理可知,若与反应,生成的氘代甲醇可能为或共2种,故答案为:<;2。6.(1)6(2) 2 CO+3H2CH4+H2O(3)AC(4) A(5)随着温度的升高,反应物分子在催化剂表面的吸附降低,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小【详解】(1)设方程式① ② ③ 根据盖斯定律可知,③=①-②,则;(2)①条件1下没有甲烷生成,只发生了水煤气变换反应,该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V,水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol和5mol,参加反应的一氧化碳为xmol,根据已知信息可得以下三段式:,解得x=4;则平衡常数;②根据表格中的数据可知,有甲烷生成,且该副反应没有二氧化碳参与,且氢气的产率降低,则该方程式为:CO+3H2CH4+H2O;(3)A.一氧化碳和氢气都可以和氧气反应,则通入反应器的原料气中应避免混入,A正确;B.该反应前后气体计量系数相同,则增加体系总压平衡不移动,不能提高平衡产率,B错误;C.通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁,水蒸气不能将铁的氧化物还原为单质铁,但过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度,从而防止铁的氧化物被还原为单质铁,C正确;D.若保持容器的体积不变,通过充入惰性气体增加体系总压,反应物浓度不变,反应速率不变,D错误;故选AC;(4)①A.按原水碳比通入冷的原料气,可以降低温度,反应物浓度增大导致CO的转化率稍减小,之后再通过催化剂层后,CO的转化率又增大且高于原来的,与图中变化相符,A正确;B.喷入冷水(蒸气),可以降低温度,但是同时水蒸气的浓度增大,会导致CO的转化率增大,与图中变化不符,B错误;C.水煤气变换反应是放热的可逆反应,通过热交换器可以与原料气进行热交换降低温度,但温度仍在催化剂活性温度范围内,由于温度对化学反应速率的影响远小于催化剂的影响,CO的转化率基本保持不变,且再通过催化剂层后CO的转化率不会高于原来的,与图中变化不相符,C不正确;故选A;②增大水蒸气的浓度,平衡正向移动,则一氧化碳的的平衡转化率增大,会高于原平衡线,故图像为: ;(5)反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程,随着温度的升高,反应物分子在催化剂表面的吸附降低,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小。7.(1)C(2)(3) BC 通入分解平衡正移,导致增大,促进还原平衡正移(4) C【详解】(1)反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应,反应Ⅱ为气体体积不变的吸热反应,△H>0,升高温度,平衡右移,CH4平衡转化率增大;降低压强,平衡右移,CH4平衡转化率增大,故有利于提高平衡转化率的条件是高温低压;答案选C;(2)已知:Ⅰ:Ⅱ:根据盖斯定律,由Ⅰ+Ⅱ2得反应;故△H1+2△H2=+329,;(3)①A.根据流程可知,转化为Fe,Fe又转化为,可循环利用;CaCO3受热分解生成和CO2, 又与CO2反应生成CaCO3,也可循环利用,选项A错误;B.过程ⅱ,吸收使浓度降低,促进氧化的平衡正移,选项B正确;C.过程ⅱ吸收而产生的最终未被吸收,在过程ⅲ被排出,选项C正确;D.焓变只与起始物质的量有关,与过程无关,故相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原需吸收的能量一样多,选项D错误;答案选BC;②通入分解平衡正移,导致增大,促进还原平衡正移,故过程ⅱ平衡后通入,测得一段时间内物质的量上升;(4)①600℃以下,甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率,该阶段R减小,600℃以上,二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率,该阶段R增大,根据图1可知时,转化率为100%,即=1mol, 转化率为60%,即=3mol60%=1.8mol,故==1.8,故间R的变化趋势如图:②A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率,使单位时间内反应Ⅱ中CO2的转化率增大,增大的倍数比大,则R提高,选项A正确;B.根据表中数据可知,温度越低,转化率越小,而R越大,增大的倍数比大,含氢产物中占比越高,选项B正确;C.温度升高,转化率增加,转化率也增大,且两个反应中的转化率均增大,增大倍数多,故R值增大,选项C不正确;D.改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高转化率,若转化率减小,则R值不一定增大,选项D正确;答案选C。8.(1) 4 1(2)(a+c-2b)(3) 3 增大(4) 46.26【详解】(1)由图中信息可知,当失重比为19.4%时,转化为,则,解之得=4;当失重比为38.8%时,转化为,则,解之得y=1。(2)①②③根据盖斯定律可知,①+③-②2可得,则(a+c-2b)。(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:由平衡时的关系图可知,时,,则,因此,该反应的平衡总压3、平衡常数。由图中信息可知,随着温度升高而增大,因此,随反应温度升高而增大。(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应 (Ⅱ),在同温同压下,不同气体的物质的量之比等于其分压之比,由于仅发生反应(Ⅰ)时,则,因此,平衡时。在时,,则、,联立方程组消去,可得,代入相关数据可求出46.26,则,。9.(1) CuO SO3(2) 催化剂 反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高(答案合理即可)(3) cd d【详解】(1)根据图示的热重曲线所示,在700℃左右会出现两个吸热峰,说明此时CuSO4发生热分解反应,从TG图像可以看出,质量减少量为原CuSO4质量的一半,说明有固体CuO剩余,还有其他气体产出,此时气体产物为SO2、SO3、O2,可能出现的化学方程式为3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑,结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定,该反应的产物为CuO、SO2、SO3、O2,故答案为CuO、SO3。(2)(i)根据所给的反应方程式,NO2在反应过程中线消耗再生成,说明NO2在反应中起催化剂的作用;(ii)近年来,铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高(答案合理即可)。(3)(i)a.根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着温度的升高反应速率先加快后减慢,a错误;b.从图中所给出的速率曲线可以看出,相同温度下,转化率越低反应速率越快,但在转化率小于88%的时的反应速率图像并没有给出,无法判断α=0.88的条件下是平衡转化率,b错误;c.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,c正确;d.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗,d正确;故答案选cd;(ii)为了提高催化剂的综合性能,科学家对催化剂进行了改良,从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好,产率最佳,故答案选d;(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数,反应的平衡常数Kp===;设SO2初始量为m mol,则平衡时n(SO2)=m-mαe=m(1-αe),n(SO3)=mαe,Kp==,故答案为。10.(1)128(2) 3 3(3) 6 10(4)(5)在反应过程中,断裂和形成的化学键相同(6)a【详解】(1)由和的结构式和反应历程可以看出,中断裂了2根碳氢键,形成了1根碳碳键,所以的=,故答案为:128;(2)由反应历程可知,包含3个基元反应,分别为:,, ,其中第三个的活化能最大,反应速率最慢,故答案为:3;3;(3)由的结构分析,可知其中含有1个五元环,10个六元环,每脱两个氢形成一个五元环,则总共含有6个五元环,10个六元环,故答案为:6;10;(4)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,设起始量为1mol,则根据信息列出三段式为:则,,,该反应的平衡常数=,故答案为:;(5)及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行,说明斜率几乎相等,根据(R为理想气体常数,c为截距)可知,斜率相等,则说明焓变相等,因为在反应过程中,断裂和形成的化学键相同,故答案为:在反应过程中,断裂和形成的化学键相同;(6)a.由反应历程可知,该反应为吸热反应,升温,反应正向进行,提高了平衡转化率反应速率也加快,a符合题意;b.由化学方程式可知,该反应为正向体积增大的反应,加压,反应逆向进行,降低了平衡转化率,b不符合题意;c.加入催化剂,平衡不移动,不能提高平衡转化率,c不符合题意;故答案为:a 展开更多...... 收起↑ 资源预览