《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

21.(2024广东省一模,15)在一密闭容器中,物质M发生三个脱水的竞争反应:①M(g)⇌N(g)+H₂O(g) ΔH₁,②M(g)⇌$\frac{1}{2}$E(g)+$\frac{1}{2}$H₂O(g) ΔH₂,③M(g)⇌F(g)+H₂O(g) ΔH₃,反应历程如图所示。相同条件下,下列说法正确的是（ ）

A.由图可知,物质M比物质N稳定
B.反应①比反应②和③更快达到化学平衡
C.E(g)⇌2F(g)+H₂O(g)的反应热ΔH=2ΔH₃ - 2ΔH₂
D.平衡后压缩容器,物质E的物质的量不变

答案： 21C　由题图可知，物质M的能量比物质N和H₂O的能量之和低，但无法得到物质M和物质N能量的相对高低，不能比较两者的稳定性，A项错误。反应①的活化能最大，则反应①最后达到化学平衡，B项错误。根据盖斯定律可知C项正确。达到平衡后，压缩容器，反应①、③平衡逆向移动，M的浓度增大，导致反应②平衡正向移动，物质E的物质的量增大，D项错误。

22.(2024北京海淀二模,14)向丙烷脱氢制丙烯的反应体系中加入CO₂,可以提高丙烷的利用率。在相同温度下,分别将投料比相同的CO₂ - C₃H₈、N₂ - C₃H₈混合气体以相同流速持续通过同种催化剂表面,C₃H₈转化率和C₃H₆选择性随通入气体时间的变化如图所示。

已知:Ⅰ.反应① C₃H₈(g)⇌C₃H₆(g)+H₂(g) ΔH₁ = +124 kJ·mol⁻¹
反应② H₂(g)+CO₂(g)⇌H₂O(g)+CO(g) ΔH₂ = +41.2 kJ·mol⁻¹
Ⅱ.反应体系中存在C₃H₈的裂解和生成积炭等副反应。
Ⅲ.C₃H₆的选择性=$\frac{n(生成C₃H₆所用的C₃H₈)}{n(反应消耗的C₃H₈)}$×100%
下列说法正确的是（ ）
A.C₃H₈(g)+CO₂(g)⇌C₃H₆(g)+H₂O(g)+CO(g) ΔH = +82.8 kJ·mol⁻¹
B.30 min内,两体系中C₃H₆选择性相同,生成C₃H₆的速率也相同
C.ⅲ中的C₃H₈转化率高于ⅳ中的,是因为反应②使反应①的平衡正向移动
D.ⅲ、ⅳ对比,150 min后ⅳ中C₃H₈转化率为0,可能是因为积炭使催化剂失效

答案： 22D　A项，根据盖斯定律及已知反应①、②可得该反应的ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ = +165.2 kJ·mol⁻¹，错误。B项，30min内，虽然两体系中C₃H₆选择性相同，但是C₃H₈的转化率不同，生成C₃H₆的量不相同，故生成C₃H₆的速率不相等，错误。C项，其他条件不变，转化率降低，说明反应未达平衡，由于在反应中会生成积炭使催化剂活性降低，而ⅲ中通入的CO₂可能消除了部分积炭，故催化剂活性强于ⅳ，单位时间内消耗的C₃H₈多，转化率高，错误。D项，150min后，N₂ - C₃H₈体系中C₃H₆选择性为0，C₃H₈转化率为0，而CO₂ - C₃H₈体系中都不为0，则可能是因为积炭使ⅳ中催化剂失效，正确。

23.(2024河北唐山一模,17,节选)通过捕捉空气中的CO₂和电解水产生的H₂可以合成“零碳甲醇”,实现碳中和。回答下列问题:
(2)在2 L恒温恒容装有某催化剂的密闭容器中充入2 mol CO₂和6 mol H₂,发生如下反应:
主反应①:CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁＜0
副反应②:CO₂(g)+4H₂(g)⇌CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH₂＜0
副反应③:CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) ΔH₃＞0
某温度下反应均达平衡后,测得CH₃OH为1 mol,CH₄为0.4 mol,CO为0.2 mol,则CH₃OH的选择性为__________（CH₃OH的选择性=$\frac{生成CH₃OH的物质的量}{转化的CO₂的物质的量}$×100%）。反应②的平衡常数为__________（只列出计算式）。
(3)若测得上述反应在不同温度下CO₂的平衡转化率和CH₃OH的选择性如下图所示:

通过图示分析,更适合生产甲醇的温度为__________（填标号）。
A.400 ℃ B.600 ℃ C.800 ℃ D.1 000 ℃
高于800 ℃时,CO₂转化率增大的主要原因是__________________________。

答案： 23答案　
(2)62.5%　K = $\frac{\frac{0.4}{2}\times(\frac{2}{2})^2}{\frac{0.4}{2}\times(\frac{1.2}{2})^4}$
(3)A　温度高于800℃，以反应③为主
解析　
(2)根据平衡时体系中CH₃OH为1mol，CH₄为0.4mol，CO为0.2mol，结合题给反应可知消耗的CO₂的物质的量为(1 + 0.4 + 0.2)mol = 1.6mol，则甲醇的选择性为$\frac{1mol}{1.6mol}\times100\% = 62.5\%$。根据上述数据，结合三个反应的特点和原子守恒，可知消耗H₂ 4.8mol，则体系中剩余H₂ 1.2mol，根据氢原子守恒及CH₃OH为1mol，CH₄为0.4mol，可得体系中生成2molH₂O，则反应②中各物质的量都已知，代入相关数据可得K = $\frac{c(CH₄)\cdot c²(H₂O)}{c(CO₂)\cdot c⁴(H₂)}=\frac{\frac{0.4}{2}\times(\frac{2}{2})^2}{\frac{0.4}{2}\times(\frac{1.2}{2})^4}$。
(3)对比各温度下，CO₂的转化率与甲醇的选择性之积，可得400℃时CO₂的转化率与甲醇的选择性之积最大，故更适合生产甲醇的温度为400℃。