《2026年学易优高考二轮总复习化学》

1. (2025·广东韶关一模)某温度下,向体积为$1\ L$的恒容密闭容器中充入$5.6\ mol\ NO$、$2.9\ mol\ O_{2}$和$2.4\ mol\ N_{2}$发生反应:
ⅰ.${2NO(g) + O_{2}(g)\xlongequal{}2NO_{2}(g)}$
ⅱ.${2NO_{2}(g)\xlongequal{}N_{2}O_{4}(g)}$
$5\ min$后反应达到平衡,测得此时容器内的总压强为$1\ MPa$,$N_{2}O_{4}$和$O_{2}$均为$0.2\ mol$。
(1)$0\sim5\ min$内平均反应速率$v(O_{2})=$0.54$\ mol·L^{-1}·min^{-1}$
(2)该温度下,反应ⅰ的分压平衡常数$K_{p}=$_________$$[$K_{p}=\frac{p^{2}(NO_{2})}{p^{2}(NO)· p(O_{2})}$,$p$为各组分分压,$p=$总压强$×$组分物质的量百分数]。
(3)下列能说明反应达到平衡状态的有BD。
A. 气体的密度保持不变
B. 气体的平均相对分子质量保持不变
C. $2v_{正}(NO)=v_{逆}(O_{2})$
D. 气体颜色保持不变

答案：
(1)0.54
(2)2.5×10⁴ MPa⁻¹
(3)BD
解析：
(1)0 ∼ 5 min，参加反应的$n(O_2) = 2.9 mol − 0.2 mol = 2.7 mol，$则平均反应速率$v(O_2) = \frac {2.7}{5 × 1} mol · L^{-1} · min^{-1} = 0.54 mol · L^{-1} · min^{-1}；$
(2)依据题意，平衡时的气体组分为NO、$O_2、$$NO_2、$$N_2O_4$和$N_2，$列出三段式(单位均是mol)：
$2NO + O_2 \rightleftharpoons 2NO_2$
$\begin{matrix}$
始 & 5.6 & 2.9 & 0 \\
变 & 5.4 & 2.7 & 5.4 \\
平 & 0.2 & 0.2 & 5.4 \\
$\end{matrix}$
$2NO_2 \rightleftharpoons N_2O_4$
$\begin{matrix}$
始 & 5.4 & 0 \\
变 & 0.4 & 0.2 \\
平 & 5.0 & 0.2 \\
$\end{matrix}$
平衡时容器内气体总物质的量为0.2 mol + 0.2 mol + 5 mol + 0.2 mol + 2.4 mol = 8 mol，所以平衡常数$K_p = \frac {p^2(NO_2)}{p^2(NO) · p(O_2)} = \frac {( \frac {5}{8} MPa )^2}{( \frac {0.2}{8} MPa )^2 × ( \frac {0.2}{8} MPa )} = 2.5 × 10^4 MPa^{-1}。$

2. (2025·河南鹤壁安阳焦作濮阳四市联考二模)近日,石河子大学于锋教授团队制备了钙镁铝复合氧化物($P-CaMgAl-LDO$),该材料具有优异的$CO_{2}$吸附性能,有利于$CO_{2}$催化加氢制备$CH_{3}OH$,涉及如下反应。
Ⅰ.${CO_{2}(g) + 3H_{2}(g)\xlongequal{}CH_{3}OH(g) + H_{2}O(g)}$ $\Delta H_{1}$
Ⅱ.${CO_{2}(g) + H_{2}(g)\xlongequal{}CO(g) + H_{2}O(g)}$ $\Delta H_{2}=+41.1\ kJ·mol^{-1}$
Ⅲ.${CO(g) + 2H_{2}(g)\xlongequal{}CH_{3}OH(g)}$ $\Delta H_{3}=-90.4\ kJ·mol^{-1}$
一定条件下,向体积为$2\ L$的恒容密闭容器中通入$1\ mol\ CO_{2}$和$3\ mol\ H_{2}$,发生上述反应,达到平衡时,容器中$CH_{3}OH(g)$为$0.4\ mol$,$CO$为$0.2\ mol$,此时,$H_{2}O(g)$的浓度为$$0.3$\ mol·L^{-1}$,反应Ⅱ的物质的量分数平衡常数$K_{x}=$\frac{3}{16}或0.1875$$($K_{x}$为用物质的量分数替代浓度计算的平衡常数)。

答案： $0.3 \frac {3}{16}$或0.187 5
解析：假设反应Ⅰ消耗$x mol CO_2，$反应Ⅱ消耗$y mol CO_2，$根据信息可建立关系式，
反应Ⅰ：
$CO_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons CH_3OH(g) + H_2O(g)$
$\begin{matrix}$
转化/mol & x & 3x & x & x \\
$\end{matrix}$
反应Ⅱ：
$CO_2(g) + H_2(g) \rightleftharpoons CO(g) + H_2O(g)$
$\begin{matrix}$
转化/mol & y & y & y & y \\
$\end{matrix}$
反应Ⅲ：
$CO + 2H_2(g) \rightleftharpoons CH_3OH(g)$
$\begin{matrix}$
转化/mol & 0.4 - x & 0.8 - 2x & 0.4 - x \\
$\end{matrix}$
n(CO) = y − 0.4 + x = 0.2，
则$n(H_2O) = x + y = 0.6 mol，$$c(H_2O) = \frac {0.6 mol}{2 L} = 0.3 mol/L；$平衡时，$n(H_2O) = 0.6 mol，$n(CO) = 0.2 mol，$n(CO_2) = 1 − (x + y) = 0.4 mol，$$n(H_2) = 3 − (3x + y + 0.8 − 2x) = 1.6 mol，$则$K_x = \frac { \frac {0.6}{3.2} × \frac {0.2}{3.2} }{ \frac {0.4}{3.2} × \frac {1.6}{3.2} } = \frac {3}{16}。$

3. (2025·河南许平汝名校二模)(1)正丁烷($P$)直接脱氢制$2-$丁烯($M$)过程发生如下两个反应:
反应Ⅰ.${CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}(g)\xlongequal{}CH_{3}CH\xlongequal{}CHCH_{3}(g) + H_{2}(g)}$；
反应Ⅱ.${CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}(g)\xlongequal{}CH_{2}\xlongequal{}CHCH\xlongequal{}CH_{2}(g) + 2H_{2}(g)}$。
在$T_{1}^{\circ}C$、$p_{1}\ kPa$的恒压密闭容器中,按物质的量之比为$1:2$通入${CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}(g)}$和${N_{2}(g)}$的混合气体,发生上述反应,测得生成物的物质的量与反应时间关系曲线如图所示(曲线a只表示某物质的部分变化)。

①从平衡角度说明通入$N_{2}$的作用是______。
②曲线b表示的物质是2-丁烯(填名称),若其他条件不变,在恒容密闭容器中进行上述反应,则点$X$将可能移向点C(填“$A$”“$B$”或“$C$”)。
(2)在$T^{\circ}C$、$p_{0}\ kPa$的恒压密闭容器中,按物质的量之比为$1:2$通入${CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}(g)}$和${N_{2}(g)}$的混合气体,发生反应Ⅰ、Ⅱ,当反应Ⅰ和反应Ⅱ均达到平衡时,测得$P$、$M$在含碳物质中的占比分别为$20\%$、$60\%$,则$\frac{p(H_{2})}{p(N_{2})}=$\frac{1}{2}或0.5$$,反应Ⅰ的$K_{p}=$0.75p₀ kPa$$[用含$p_{0}$的式子表示,若用$N$代表${CH_{2}\xlongequal{}CHCH\xlongequal{}CH_{2}}$,则$P$在含碳物质中的占比表示为$\frac{n(P)}{n(P) + n(M) + n(N)}×100\%$]。

答案：
(1)①反应Ⅰ和反应Ⅱ均为气体体积增大的反应，恒温恒压条件下，通入$N_2$可以降低反应体系中其他组分的分压，提高反应物的转化率 ②2-丁烯 C
$(2)\frac {1}{2}$或$0.5 0.75p_0 kPa$
解析：
(1)①反应Ⅰ和反应Ⅱ均为气体体积增大的反应，恒温恒压条件下，通入$N_2$可以降低反应体系中其他组分的分压，相当于减压，平衡正向移动，提高反应物的转化率；$②t_1$时刻，曲线a物质的量是1 mol，曲线b物质的量是0.5 mol，曲线c物质的量是0.25 mol，两个反应均生成氢气，则曲线a代表$H_2，$根据物质的量关系$n(H_2) = n(CH_3CH = CHCH_3) + 2n(CH_2 = CHCH = CH_2) = 1 mol，$则$n(CH_3CH = CHCH_3) = 0.5 mol、$$n(CH_2 = CHCH = CH_2) = 0.25 mol，$即曲线b表示2-丁烯$(CH_3CH = CHCH_3)；$两个反应均是气体体积增大的反应，如果改为恒容，则压强变大，反应速率加快，达到平衡时间变短，但平衡逆向移动，丁烷的转化率降低，2-丁烯物质的量变小，则应为C点；
(2)设初始通入$n(CH_3CH_2CH_2CH_3) = a mol，$则$n(N_2) = 2a mol，$达到平衡以后，根据碳守恒可知，$n(CH_3CH = CHCH_3) + n(CH_2 = CHCH = CH_2) + n(CH_3CH_2CH_2CH_3) = a mol；$得$p(CH_3CH = CHCH_3)、$$M(CH_3CH = CHCH_3)$在含碳物质中的占比分别为20%、60%，则$n(CH_3CH_2CH_2CH_3) = 0.2a mol、$$n(CH_3CH = CHCH_3) = 0.6a mol、$$n(CH_2 = CHCH = CH_2) = 0.2a mol，$由上一问方程式的比例关系可知，$n(H_2) = n(CH_3CH = CHCH_3) + 2n(CH_2 = CHCH = CH_2) = a mol，$则$\frac {p(H_2)}{p(N_2)} = \frac {a mol}{2a mol} = 0.5；$平衡时，n_总 = 4a mol，$p(H_2) = \frac {1}{4} × p_0 kPa、$$p(CH_3CH = CHCH_3) = \frac {0.6}{4} × p_0 kPa、$$p(CH_3CH_2CH_2CH_3) = \frac {0.2}{4} × p_0 kPa，$反应Ⅰ的$K_p = \frac { \frac {0.6}{4} × p_0 kPa × \frac {1}{4} × p_0 kPa }{ \frac {0.2}{4} × p_0 kPa × \frac {0.2}{4} × p_0 kPa } = 0.75p_0 kPa。$