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高三化学二轮复习非选择题强化训练：大题专项训练（三）化学反应原理
基础篇
1.是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。
早期制备方法
滤液
Ⅰ为分解反应，产物除、外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是______。
Ⅱ为可逆反应，促进该反应正向进行的措施是______。
Ⅲ中生成，反应的化学方程式是______。
减压能够降低蒸馏温度，从的化学性质角度说明Ⅴ中采用减压蒸馏的原因：______。
电化学制备方法
已知反应能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由和为原料制备，如图为制备装置示意图。
极的电极反应式是______。
下列说法正确的是______。
A.该装置可以实现电能转化为化学能
B.电极连接电源负极
C.该方法相较于早期剂备方法具有原料廉价，对环境友好等优点
2.I.配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。某有机物能与形成橙红色的配离子，该配离子可被氧化成淡蓝色的配离子。
完成反应的离子方程式：___________
平衡后加水稀释，___________填增大、减小或不变，解释原因___________。
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：
___________。
恒定总压和水碳比投料，在一定条件下达到平衡时分压为某成分分压总压该成分的物质的量分数。在该条件下，水煤气变换反应的平衡常数为___________。
下列说法正确的是___________。
A.射线衍射技术可测定晶体结构
B. 恒定水碳比，增加体系总压可提高的平衡产率
C.可改变的平衡转化率
D. 通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为
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所示，保证反应在最适宜温度附近进行。
在催化剂活性温度范围内，图中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 喷入冷水蒸气 通过热交换器换热
若采用喷入冷水蒸气的方式降温，在图中作出平衡转化率随温度变化的曲线___________。
3.二氧化碳的捕捉与封存是未来实现低碳经济转型的重要途径。
I.甲醇是工业生产中一种重要的基础原料，工业上利用废气中的合成，主要有以下反应：
．
．
根据盖斯定律，_______，反应属于_______填“高温自发”或“低温自发”反应。
利用焦炉气中的和从工业废气中捕获的也可以生产甲醇。在恒容密闭容器中充入和一定量的，发生反应：。的转化率与温度、投料比的关系如图所示：
反应从开始到进行至点状态需要，则内生成的平均反应速率_______；判断_______填“”“”或“”。
一种以甲醇燃料电池为电源电解足量饱和溶液的装置如图所示。
燃料电池与燃料直接燃烧相比较，其优点是_______答出一点即可。
电极的电极反应式为_______。
当燃料电池消耗时，饱和溶液的质量减少_______。
．蛋黄型空心球催化剂技术也实现了封存和能量储存双重效果，其原理如图所示。
图发生的总反应中还原剂为_______。
提升篇
4.二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
二氧化碳加氢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：
总反应的 ______ ；若反应为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 ______ 填标号，判断的理由是 ______ 。
合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在下的、在下的 如图所示。
用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式 ______ ；
图中对应等压过程的曲线是 ______ ，判断的理由是 ______ ；
当时，的平衡转化率 ______ ，反应条件可能为 ______ 或 ______ 。
5.一氯化碘是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，误认为是，从而错过了一种新元素的发现。该元素是 ______ 。
氯铂酸钡固体加热时部分分解为、和，时平衡常数。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气然后将支管封闭。在，碘蒸气初始压强为。平衡时，测得烧瓶中压强为，则 ______ ，反应的平衡常数 __________ 列出计算式即可。
测定和计算了在范围内下列反应的平衡常数：
得到和均为线性关系，如图所示：
由图可知，分解为和反应的 ______ 填“大于”或“小于”。
反应的 __________ 用、表示；该反应的 ______ 填“大于”或“小于”，写出推理过程 _________________________ 。
曾研究了光化学分解反应，在一定频率光的照射下机理为：
其中表示一个光子能量，表示的激发态。可知分解的需要吸收 ______ 的光子。
6.为了减缓温室效应，实现碳中和目标，可将转化为甲醚、甲醇等产品。请回答问题：
与制甲醚的主要反应如下：
I.
Ⅱ
Ⅲ
总反应的__________。
若在体积恒定的密闭容器内发生上述反应，下列措施可提高总反应速率的是_________。
加入催化剂 降低温度 充入惰性气体 同比例的增大和的投料
密闭容器中充入，在条件下测得平衡时转化率和选择性随温度的变化如图所示。
已知：选择性
表示选择性的是曲线___________填“”或“”；
温度高于时，曲线随温度升高而升高的原因是_____________；
为同时提高平衡时转化率和选择性，应选择的反应条件为________填字母
低温、低压 高温、高压 高温、低压 低温、高压
点温度下的物质的量为，则该温度下反应 Ⅲ的________。
研究发现双金属氧化物对加氢制甲醇有良好的催化作用，反应机理如图所示，下列有关叙述正确的是__________。
反应有极性键的断裂和形成 氧空位的作用是用于捕获
整个过程中，元素的化合价未发生变化 机理图上中间体有三种
7.低碳烯烃乙烯、丙烯等作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷热裂解制低碳烯烃的主要反应有：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图所示。下，______。
针对反应Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有 ______。
A.低温
B.高温
C.低压
D.高压
E.催化剂
利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图所示。结合图、图，回答下列问题：
下列有关说法正确的是 ______。
A.因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，且为熵减小反应，所以、
B.若随温度的上升而增大，则
C.随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动
D.当温度范围：时，相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ
从图中可看出，当体系温度高于时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因是：______。
维持温度为，压强为，起始投料，测得平衡体系中，。
平衡时的转化率为 ______。
已知条件下，存在等式常数对于气相反应，用某组分的平衡压强可代替物质的量浓度，如，为平衡总压强，为平衡系统中的物质的量分数。保持其它条件不变，请在图中画出与压强关系的曲线示意图 ______。
8.氢能将在实现“双碳”目标中起到重要作用。乙醇水催化重整可获得氢气。主要发生以下反应：
反应：
反应：
回答下列问题：
反应自发进行的条件是______________________。
A. 高温 低温
高压 低压
已知有关键能数据如下表：
化学键
键能
反应中__________________反应的__________________。
为提高氢气的平衡产率，可采取的措施为___________写出条。
向体积为的恒容密闭容器中充入和发生上述反应。初始时体系压强为，平衡时和的选择性、的产率随温度的变化曲线如图所示。的选择性
表示的选择性的是曲线___________。
以后，的产率随温度变化的原因是___________。
反应的标准平衡常数其中为标准压强，为气体的平衡分压，分压总压该气体的物质的量分数。时，测得的转化率为，则反应的_____________保留位小数。
9.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
Ⅰ高温热分解法：。在总压强为恒压条件下，：：的混合气在不同温度下反应相同时间，测得的体积分数及在不同温度下的平衡体积分数如图所示。
图
填“”或“”，图中表示平衡状态的曲线为 填“”或“”。
下列关于高温热分解法的说法正确的有 填标号。
A.该反应平衡常数随温度升高而减小
B.该反应平衡常数随投料比：增大而增大
C.恒温恒压下，增加的体积分数，的平衡转化率增大
D.图中点正反应速率大于逆反应速率
某温度下，平衡时的体积分数为，则此时的分压是 ；该反应的平衡常数 。
随温度升高，图中、两条曲线逐渐靠近的原因是 。
Ⅱ电化学法：
我国科学家设计了一种协同转化装置，实现对天然气中和的高效去除，工作原理如图所示。
图
电极为 填“阳极”或“阴极”，写出在电极区发生的反应： ； 。
10.能源的合理开发和利用，低碳减排是人类正在努力解决的大问题。年月日，中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖，以表彰他在全球生态保护中做出的贡献。
在、时，已知：
，石墨 ；
；
。
时，写出，石墨和反应生成的热化学方程式：_______。
在固相催化剂作用下加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：
副反应：
工业合成甲烷通常控制温度为左右，其主要原因为_______。
向密闭容器中充入一定量的和，保持总压为，发生反应： 。当时，的平衡转化率；时平衡转化率的关系如图：

能表示此反应已经达到平衡的是______填字母。
A.气体总体积保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.不再变化
表示时平衡转化率的关系是______填“”或“Ⅱ”，______填“”或“”。
当、时，的平衡分压为______。已知：该反应的标准平衡常数，其中，、、、和为各组分的平衡分压，则该温度下______分压总压物质的量分数。
工业上利用废气中的、联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如图。已知中的电解装置使用了阳离子交换膜。

中发生的总反应离子方程式为______。
答案和解析
1.【答案】 增大压强或增大氧气的浓度或降低温度 受热易分解

【解析】Ⅰ为分解反应，产物除、外，还有一种红棕色气体，该气体为，根据氧化还原反应电子得失守恒配平该反应的化学方程式为；
Ⅱ为与氧气反应生成，是可逆反应，反应方程式为：，正反应为气体体积减小的放热反应，促进该反应正向进行的措施是增大压强或增大氧气的浓度或降低温度；
Ⅲ中过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和，反应的化学方程式是；
受热易分解，减压能够降低蒸馏温度，防止分解导致产率降低；
为阴极，极的电极反应式是；
根据图示，该装置有电源，属于电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A正确；
B.电极为阳极，电解池阳极与电源正极连接，故B错误；
C.该装置的总反应为，根据反应可知，制取双氧水的原料为氧气和水，来源广泛，原料廉价，对环境友好，故C正确。
2.【答案】
增大 对于反应 ，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移动， 含量增加， 含量减小， 增大





【解析】【小问详解】
根据原子守恒、电荷守恒，该反应的离子方程式： 。
【小问详解】
对于反应 ，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移动， 含量增加， 含量减小， 增大。
【小问详解】
根据盖斯定律，总反应等于两步反应相加，则 。
【小问详解】
设起始投料水的物质的量为，则一氧化碳物质的量为，设平衡时一氧化碳转化，列三段式， ，则有 ，解得，在该条件下，水煤气变换反应的平衡常数为 。
【小问详解】
A. 是晶体， 射线衍射技术可测定其结构，A正确；
B.该反应是气体分子数不变的反应，恒定水碳比 ，增加体系总压，平衡不移动，不能提高 的平衡产率，B错误；
C.根据题意可知， 是该反应的催化剂，不能改变 的平衡转化率，C错误；
D.通入过量的水蒸气，一氧化碳、氢气的分压减小，可防止 被进一步还原为 ，D正确；
故选AD。
【小问详解】
在催化剂活性温度范围内，图中段对应降温操作的过程，该过程未达到平衡，段转化率降低，操作方法是按原水碳比通入冷的原料气、通过热交换器换热，选择；
若采用喷入冷水蒸气的方式降温，该反应平衡正向移动，平衡转化率升高，在图中作出平衡转化率随温度变化的曲线：。
3.【答案】 ； 低温自发
；
能量转换效率高 ； ；
和

【解析】根据盖斯定律，方程式，故 ，根据 ， ， ，要使 ，需要低温条件；即该反应低温自发；
若反应从开始到 点需要 ，此时 的转化率为， ，速率之比等于化学计量数之比，则 内生成 的平均反应速率 ；增大氢气的投入量，可以增大二氧化碳的转化率，即 增大，二氧化碳的转化率增大，故 ；
燃料电池与燃料直接燃烧相比较，其优点是能量转换效率高，污染少等；
向电极移动， 电极为甲醇所在电极，为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为 ；
当燃料电池消耗 时，根据电极方程式， 电极发生还原反应： ，流经电子的物质的量为 ，电解 溶液时，为阳极，其上发生失电子的氧化反应： ，流经 电子时，产生的氧气的物质的量为 ， 为阴极，其上发生得电子的还原反应： ，流经 电子时，产生的铜的物质的量为 ，故饱和 溶液减少的质量为氧气和铜的质量，即 ；
图中 和 是反应物， 和 是生成物，总反应方程式为 ；还原剂中元素化合价升高，其中还原剂是 和 。
4.【答案】；；为正值，和为负值，反应的活化能大于反应的
；总反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数减小
；、；、
【解析】【分析】
本题考查了物质能量变化、热化学方程式和盖斯定律的计算应用、平衡常数计算和影响平衡的因素分析、图像变化的理解应用等，掌握平衡移动原理和平衡常数计算是解题关键，题目难度中等。
【解答】
，
，
盖斯定律计算得到总反应的热化学方程式：，若反应为慢反应，说明反应的活化能大于反应的，再结合为正值，和为负值，据此分析判断符合；
总反应的热化学方程式：，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数减小，曲线为等压线，合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，结合三段式列式计算，
用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，故表达式，
图中对应等压过程的曲线是，判断的理由是总反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数减小，
当时，设起始，，生成甲醇物质的量为，三段式列式计算：

起始量
变化量
平衡量
，
，
的平衡转化率，
由图可知，满足平衡时的条件有、或、。
5.【答案】；
； ；
大于；；大于；令，则，由图中信息可知，随着温度的升高而增大，则，随着温度的升高而减小，则，和均为线性关系，且代表曲线更陡，则，说明，则升高温度，值变大，该反应为吸热反应，大于；
。
【解析】历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，为红棕色液体，则该元素是；
，时，说明始终为，在，碘蒸气初始压强为，设，

起始
转化
平衡
平衡时，测得烧瓶中压强为，则，解得，则；，该反应是气体体积不变的反应，则；
由图可知，随着温度的升高而增大，说明升高温度，平衡正向移动，则分解为和反应为吸热反应，大于；
Ⅰ，Ⅱ，ⅠⅡ得，则；令，则，由图中信息可知，随着温度的升高而增大，则，随着温度的升高而减小，则，和均为线性关系，且代表曲线更陡，则，说明，则升高温度，值变大，该反应为吸热反应，大于；
根据反应机理可知，一半的转化为，另一半的与转化为和，则分解的，根据可知，吸收光子转化为。
6.【答案】

温度高于 时，升高温度对反应的促进程度大于对反应、反应Ⅲ的抑制程度



【解析】由盖斯定律可知，反应反应Ⅱ反应Ⅲ可得 。
若在体积恒定的密闭容器内发生上述反应，加入催化剂或同比例的增大 和 的投料可以增大反应速率，降低温度反应速率减小，充入惰性气体对反应速率没有影响，故选。
反应Ⅲ是放热反应，升高温度，平衡逆向移动， 的选择性减小，则表示 选择性的是曲线；
温度高于 时，曲线随温度升高而升高的原因是：温度高于 时，升高温度对反应的促进程度大于对反应、反应Ⅲ的抑制程度；
反应Ⅲ和反应Ⅱ是放热反应，反应和反应Ⅲ是气体体积不变的反应，反应Ⅱ是气体体积减小的反应，则低温、高压条件下能同时提高平衡时 转化率和 选择性，故选；
根据已知条件列出“三段式”
的平衡转化率为， 的选择性为 ， 的物质的量为 ，则，，，气体总物质的量为，则该温度下反应Ⅲ的 。
反应有非极性键的断裂和、极性键的形成，没有极性键的断裂，错误；
由图可知，氧空位的作用是用于捕获 ，正确；
由图可知，形成的共价键个数发生变红， 元素的化合价发生变化，错误；
总反应为： ，双金属氧化物是催化剂，其他物质都是中间体，机理图上中间体有三种，正确；
故选。
7.【答案】
反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使的平衡体积分数增加，且随温度变化明显

【解析】反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图所示。反应Ⅰ为分解反应，反应Ⅱ、Ⅲ为化合反应，大多数分解反应为吸热反应，大多数化合反应为放热反应，故下，；
反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，高温低压有利于提高碘甲烷的平衡转化率，催化剂不能使用平衡移动，
故答案为：；
因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，则，且为熵减小反应，则，所以必须、，故A正确；
B.若随温度的上升而增大，则正反应为放热反应，故，故B错误；
C.由图可知，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ生成物的摩尔分数先增大后降低，故化学平衡先正向移动后逆向移动，故C正确；
D.当温度范围：时，相同条件下的反应Ⅱ、Ⅲ的摩尔分数相等，但反应Ⅱ生成物的体积比较大，平衡常数大于反应Ⅲ，故D错误；
故答案为：；
从图中可看出，当体系温度高于时，因反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使的平衡体积分数增加，且随温度变化明显，故乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加；
根据三段式可知：

起始浓度
变化浓度
平衡浓度

起始浓度
变化浓度
平衡浓度

起始浓度
变化浓度
平衡浓度
故平衡时的转化率为；
维持温度为，压强为，起始投料，平衡时气体总物质的量为，故平衡总压为，，故与压强关系的曲线示意图如：。
8.【答案】
；
减小体系的压强；分离出

后，以反应Ⅱ为主，温度升高，反应Ⅱ消耗的大于反应Ⅰ生成的

【解析】反应： 可知， ， ，要使反应自发， ，高温自发；
反应物键能和生成物键能和
根据盖斯定律得
由反应： 反应： 可知，若要增大氢气的产率，应使反应正移，反应逆移，可减小体系压强或移出产物 ；
由选择性的定义可知，的选择性 的选择性，由图可知，曲线和曲线在相同温度下的数值加和始终为，所以曲线和曲线为两种气体的选择性曲线，曲线为氢气的产率曲线，又由于起始时按投料，所以一开始体系中没有 ，所以反应Ⅱ开始时不反应，的选择性为，表示平衡时选择性的曲线是；
由分析可知，曲线为氢气的产率曲线，的选择性随温度的升高而升高，的选择性随温度的升高而降低，由图可知，后，以反应Ⅱ为主，温度升高，反应Ⅱ消耗的大于反应Ⅰ生成的；
根据题干信息及图像可知， 的转化率为，转化了，平衡时还剩。图中点和 的选择性均为，故生成和 各，根据反应和系数比可算出 ，， ， 。由于反应体系为恒容密闭容器，平衡时的压强 ，根据 代数得 。
9.【答案】；

；
温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短
阴极；；
【解析】由图可知，随温度升高的体积分数减小，平衡正向移动，说明该反应为吸热反应，即；温度相同时，平衡时的硫化氢的体积分数比不平衡时小，则图中表示平衡状态的曲线为；
该反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，平衡常数增大，故A错误；
B.化学平衡常数只与温度有关，与投料比：无关，故B错误；
C.恒温恒压下，增加的体积分数，相当于增大体积，平衡右移，的平衡转化率增大，故C正确；
D.图中点未达到平衡，正向移动，点正反应速率大于逆反应速率，故D正确；
故答案为：；
设初始时、分别为、，转化的的物质的量为，

初始
转化
平衡
平衡时气体的总物质的量为，则，则，此时的分压；平衡时，、、的物质的量分别为、、，分压分别为、、，该反应的平衡常数；
随着温度升高，反应速率逐渐加快，达到平衡所需时间缩短，所以、两条曲线逐渐靠近；
由图可知，电极附近转化为，元素化合价降低，发生还原反应，电极为阴极；在电极区发生的反应为，反应为。
10.【答案】，石墨
温度低于，反应速率低；温度高于，对副反应影响较大，化学平衡向生成的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成
； ；


【解析】，石墨；
；
；
根据盖斯定律 ，得，石墨和反应生成的热化学方程式，石墨 ；
温度低于，反应速率低； 正反应吸热，温度高于，化学平衡向生成的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成，所以工业合成甲烷通常控制温度为左右；
反应前后气体系数和相等，气体总体积是恒量，气体总体积保持不变，反应不一定平衡，故不选A；
B.气体总质量不变，气体总物质的量不变，平均相对分子质量是恒量，混合气体的平均相对分子质量保持不变，反应不一定平衡，故不选B；
C.是反应物、是生成物， 不再变化，说明各物质的物质的量不变，反应一定达到平衡状态，故选C；
选C；
相同温度下，平衡转化率随 的增大而降低，表示时平衡转化率 的关系是Ⅱ；正反应放热，升高温度，平衡转化率降低，所以；
当 、时，因曲线是表示当 时，的平衡转化率 的图像，由曲线可看出在时平衡转化率为，

的平衡分压为 ，该温度下 ；
装置电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠，总反应离子方程式为 。
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