《2025年天利38套五年真题高考试题分类化学》

4.(2023·重庆卷,节选,10分)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
(1)在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷($EO$)和乙醛($AA$)。根据图回答下列问题:
①中间体$OMC$生成吸附态${EO_{(ads)}}$的活化能为83$kJ/mol$。
②由${EO(g)}$生成${AA(g)}$的热化学方程式为$EO(g)\rightleftharpoons AA(g)$ $\Delta H=-102kJ/mol$。
(2)一定条件下,银催化剂表面上存在反应:
${Ag_{2}O(s)⇌ 2Ag(s) + \dfrac{1}{2}O_{2}(g)}$,该反应平衡压强$p_{c}$与温度$T$的关系如下。

①$463\ K$时的平衡常数$K_{p}=$10$(kPa)^{\frac{1}{2}}$。
②起始状态Ⅰ中有${Ag_{2}O}$、${Ag}$和${O_{2}}$,经下列过程达到各平衡状态:

已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,下列叙述正确的是CDE(填字母)。
A. 从Ⅰ到Ⅱ的过程$\Delta S ＞ 0$
B. $p_{c}$(Ⅱ)$＞ p_{c}$(Ⅲ)
C. 平衡常数:$K$(Ⅱ)$＞ K$(Ⅳ)
D. 若体积$V$(Ⅲ)$=2V$(Ⅰ),则$Q$(Ⅰ)$=\sqrt{2}K$(Ⅲ)
E. 逆反应的速率:$v$(Ⅰ)$＞ v$(Ⅱ)$=v$(Ⅲ)$＞ v$(Ⅳ)
③某温度下,向恒容容器中加入${Ag_{2}O}$,分解过程中反应速率$v{(O_{2})}$与压强$p$的关系为$v{(O_{2})}=k\left(1-\dfrac{p}{p_{c}}\right)$,$k$为速率常数(定温下为常数)。当固体质量减少$4\%$时,逆反应速率最大。若转化率为$14.5\%$,则$v{(O_{2})}=$$\frac{3k}{4}$(用$k$表示)。

答案： 4.(10分)
(1)①83 ②$EO(g)\rightleftharpoons AA(g)$ $\Delta H=-102kJ/mol$
(2)①10 ②CDE ③$\frac{3k}{4}$
[解析]化学反应原理综合
(1)①过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，中间体OMC生成吸附态$EO_{(ads)}$的活化能为$(-93kJ/mol)-(-176kJ/mol)=83kJ/mol$。②由图可知，1mol$EO(g)$生成1mol$AA(g)$放出热量$(-117kJ/mol)-(-219kJ/mol)=102kJ/mol$，放热焓变为负值，故热化学方程式为$EO(g)\rightleftharpoons AA(g)$ $\Delta H=-102kJ/mol$。
(2)①反应物和生成物中只有氧气为气体，结合表格数据可知，463K时的平衡常数$K_p=p^{\frac{1}{2}}(O_2)=10(kPa)^{\frac{1}{2}}$。②结合表格数据可知，升高温度，体系平衡压强变大，平衡正向移动，则该反应正反应为吸热反应。由Ⅱ到Ⅲ，容器体积增大，温度不变，气体压强减小，平衡正向移动，固体质量减小，由状态Ⅰ和状态Ⅲ的固体质量相等可知从状态Ⅰ到状态Ⅱ的过程为固体质量增大的过程，反应逆向进行，为熵减过程，故从Ⅰ到Ⅱ的过程$\Delta S＜0$，A错误；平衡常数$K_p=p^{\frac{1}{2}}(O_2)$只受温度的影响，状态Ⅱ和状态Ⅲ的温度相同，则$p_e(Ⅱ)=p_e(Ⅲ)$，B错误；由状态Ⅱ到状态Ⅳ，温度降低，该反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数：$K(Ⅱ)＞K(Ⅳ)$，C正确；已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则氧气的物质的量相等，若体积$V(Ⅲ)=2V(Ⅰ)$，根据阿伏加德罗定律可知，$p(O_2,Ⅰ)=2p(O_2,Ⅲ)$，$Q(Ⅰ)=p^{\frac{1}{2}}(O_2,Ⅰ)$，$K(Ⅲ)=p^{\frac{1}{2}}(O_2,Ⅲ)$，则$Q(Ⅰ)=\sqrt{2}K(Ⅲ)$，D正确；结合A分析可知状态Ⅰ到状态Ⅱ的过程中反应逆向进行，则逆反应的速率：$v(Ⅰ)＞v(Ⅱ)$；固体不影响反应速率，温度越低反应速率越低，逆反应的速率：$v(Ⅱ)=v(Ⅲ)＞v(Ⅳ)$，故有逆反应的速率：$v(Ⅰ)＞v(Ⅱ)=v(Ⅲ)＞v(Ⅳ)$，E正确。③某温度下，设向恒容容器中加入$m g Ag_2O$，当固体质量减少4%时，逆反应速率最大，此时反应达到平衡状态，减少质量为生成氧气的质量，则生成$\frac{m×4\%}{32}mol O_2$，若转化率为14.5%，则此时生成$\frac{1}{2}×\frac{m×14.5\%}{232}mol O_2$，根据阿伏加德罗定律，此时$\frac{p}{p_e}=\frac{1}{2}×\frac{m×14.5\%}{232}÷\frac{m×4\%}{32}=\frac{1}{4}$，故$v(O_2)=\frac{3k}{4}$。