2025届高三化学一轮复习吉林省专练——反应原理综合题29道

2025吉林高考一轮专练——反应原理综合题29 一、原理综合题 1．（2023·吉林长春·东北师大附中校考三模）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。我国科学家研究加氢制备甲醇方面取得一定进展。在一定温度和压强下，加氢制备甲醇的过程中主要发生如下三个反应，请回答以下问题： 反应I． 反应Ⅱ． 反应Ⅲ． (1)反应Ⅱ的 (2)有利于提高甲醇平衡产率的措施有 (至少回答2条)。 (3)反应Ⅲ的平衡常数，的变化关系应为下图的曲线 (填“①”或“②”) (4)5MPa时，往某密闭容器中按投料比充入和，反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①图中Z代表 (填化学式)。 ②体系中的物质的量分数受温度的影响变化不大，其原因为 (5)T℃时，将的混合气体充入压强为6MPa的恒压密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应Ⅱ和反应Ⅲ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 反应达到平衡状态时，和的分压相等，甲醇的选择性是的2倍，则的平衡转化率为 ，反应Ⅲ的 (计算结果保留3位有效数字)。 2．（2023·吉林长春·统考模拟预测）一种在常温、常压下催化电解实现工业合成氨反应的工艺为：  ，该反应可分两步完成： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   请回答下列问题： (1) 。 (2)将和充入到3L的恒容密闭容器中模拟反应Ⅰ： ①该反应中物质浓度随时间变化的曲线如图所示，0~10nin内， 。    ②不同温度和压强下测得平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图所示： 则B、C两点的平衡常数 (填“>”、“<”、“=”或“不确定”)；B点时的转化率= (保留2位有效数字)。 (3)从图乙中获知反应Ⅰ存在着高温降低平衡产率与低温降低反应速率等调控矛盾。在提高合成氨的产率的工业生产中，通常从以下多个视角来综合考虑合理的工业生产条件： 反应速率的视角：①加入催化剂；②提高温度(控制在催化剂的活性温度内) 平衡移动和原料的转化率的视角：③ ，④ 。 (4)科学家为避免直接破坏键而消耗大量热能，通过新型催化剂降低了反应路径中决速步的能垒，使该反应在常温、常压下采用电化学方法也能实现，反应装置如图所示，阴极上的电极反应式为 。    3．（2023·吉林长春·东北师大附中校考一模）氮氧化物(NO和NO2)是汽车尾气和化工生产中的常见大气污染物，有多种治理方法。 (1)用NaClO溶液将NOx转化为：向NaClO溶液中加入硫酸，研究初始pH对NOx脱除率的影响，结果如下。 ①不用盐酸调节NaClO溶液初始pH的原因是 ； ②Ph=3.5时NaClO溶液脱除NOx的反应为可逆反应，以NO为例，写出该反应的离子方程式： 。 (2)用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收氮氧化物是一种可行的方法。NO和NO2不同配比混合气通入尿素溶液中，总氮还原率与配比关系如下图。 ①用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式 ； ②随着NO和NO2配比的提高，总氮还原率降低的主要原因是 。 (3)NO、NO2用烧碱进行吸收，产物为NaNO2、NaNO3和H2O。现有含0.5mol氮氧化物的尾气，恰好被一定体NaOH浴液完全吸收。已知反应后溶液含有0.35molNaNO2。若将尾气NO和NO2的平均组成用NOx表示，则 。 (4)NSR(NOx储存还原)的工作原理如下图所示，柴油发动机工作时在稀燃(O2充足、柴油较少)和富燃(O2不足、柴油较多)条件下交替进行，通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。 ①BaO吸收NO2的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 ； ②富燃条件下Pt表面反应的化学方程式是 。 4．（2023·吉林·统考模拟预测）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 Ⅰ．对合成氨反应的研究 (1)已知合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H=− 92kJ/mol，该反应的活化能Ea1=508kJ/mol，则反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的活化能Ea2= 。 (2)一定温度下，将1molN2和3molH2置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。测得不同温度(T)、不同时间段内合成氨反应中NH3的产率，数据如下： 1小时 2小时 3小时 4小时 5小时 T1 28% 49% 65% a b T2 25% 45% 60% 70% 70% 表中T1 T2(填“>”“<”或“=”)，其中a、b、70%三者的大小关系是 (用含“>”“<”或“=”的关系式表示)。 Ⅱ．对相关脱硝反应的研究 (3)等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器，进行反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，已知该反应平衡常数K与温度T的函数关系为lnK=X+(X、R 为常数，且X、R、T均为正数)，则该反应的∆H 0(填“大于”、“小于”、“等于”或“不确定”)。经过相同时间测得NO的转化率如图所示。图中a点 (填“是”或“不是”)平衡状态，请说明理由 。    (4)一定温度下，将等物质的量的NO和CO充入刚性容器，进行第(3)问的反应，起始压强为P0 kPa，在5min时达到平衡，此时容器的压强为0.9 P0 kPa，此温度下，该反应平衡常数 KP= kPa－1(用P0表示，KP是用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)。 5．（2023·吉林延边·延边第一中学校考模拟预测）我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气CO2中的含量，以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应： Ⅰ．主反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ∆H1=-156.9 kJ·mol-l Ⅱ．副反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ∆H2=＋41.1 kJ·mol-l (1)已知：Ⅲ．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ∆H3=-395.6 kJ·mol-l Ⅳ．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ∆H4= 。 (2)CO2加氢合成甲烷时，通常控制温度为500°C左右，其可能的原因为_______。 A．反应速率快 B．平衡转化率高 C．催化剂活性高 D．主反应催化剂选择性好 (3)500°C时，向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得c(H2O)=5mol·L-1，体系压强为3/4p，则0~20min内(CH4)= mol·L-1·min-1，平衡时CH4选择性= (CH4选择性=×100%，计算保留三位有效数字)。 (4)以CO2催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为3CH3OH(g)C3H6(g)＋3H2O(g)。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arhenius经验公式，(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。    (5)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体：四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为，则M元素为 (填元素符号)：在该化合物中，M离子的价电子排布式为 。    6．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测）碳及其化合物的资源化利用在生产生活中具有卫要的意义。回答下列问题： I．汽车尾气的处理：2CO(g) + 2NO(g)  2CO2(g) +N2(g) ΔH = -620.4 kJ·mol-1。该反应的反应历程如下图所示。 (1)该反应自发进行的条件为 。 (2)写出反应②的热化学方程式 II．向一恒容密闭容器中。充入1 mol CO气体和一定量的NO气体发生反应：2CO(g) +2NO(g) 2CO2(g) + N2(g)。下图是3种投斜比[n(CO)：n(NO)分别为2：1、1：1、1：2]时，反应温度对CO平銜转化率的影响曲线。    (3)图中表示投料比1：2的曲线是 判断的理由是 ； (4)m点CO的正反应速率 n点CO的正反应速率(填“<”“>”“=”)。 (5)T1条件下，起始容器内总压强为3MPa，m点经过10min到达平衡，则V (NO) = MPa·min-1 (保留三位有效数字，下同) ，物质的量分数平衡常数Kx= 。 Ⅲ． CO2和H2合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法 总反应可表示为：CO2(g)+ 3H2(g) =CH3OH(g)+ H2O(g) 该反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)+ H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1 =+41 kJ·mol-1 ②CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2 =- 90kJ·mol-1 (6)一定反应条件下，各物质以碳元素计的物质的量分数x与时间t的关系如图所示，请解释CO对应的曲线出现极大值的原因 。    7．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）二甲醚(CH3OCH3)是一种基本有机化工原料，可用作溶剂、气雾剂、制冷剂和麻醉剂等。利用二氧化碳氢化法合成二甲醚，可实现碳中和，对于保障经济高速、可持续发展具有重要的战略意义。其中涉及的反应有： I．CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1=- 49.1kJ·mol-1 II．2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH2= - 24.5 kJ·mol-1 III．CO2(g)+ H2(g)CO(g)+ H2O(g) ΔH3=+41.2 kJ·mol-1 已知：生成物A的选择性S=-    回答下列问题： (1)写出CO2 (g) 与H2 (g)转化为CH3OCH3 (g)和H2O (g) (反应IV)的热化学方程式 。 (2)在恒温恒压条件下，将一定量的CO2、H2通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列不能够说明该反应体系已达化学平衡状态的是 。 A．反应I中v正(H2) = 3v逆(CH3OH) B． n(CH3OH)：n(CH3OCH3)=2：1 C．混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 E． CO2的转化率不变 (3)反应I、II、 III的吉布斯自由能随温度变化如下图1所示，下列说法正确的是___________。      A．常温下，反应I、II、III均能自发进行 B．410K 时，反应II和反应III的热效应相同。 C．温度升高，CH3OH 的选择性降低，CO 的选择性升高 D．提高二甲醚产率的关键是寻找对甲醇具有高选择性的催化剂 (4)在3.0MPa下，研究人员在恒压密闭容器中充入4molH2和lmolCO2发生反应，CO2的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如上图2所示(不考虑其他因素影响)。      ①在220°C条件下，平衡时n(H2O)= ，计算反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)在220°C下的平衡常数为 (结果保留三位有效数字)。 ②温度高于280°C，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 ③当其他条件不变，压强为4.0MPa、温度为260°C时，图中点 (填“A”、“B”、“C”或“D”)可表示二甲醚的选择性。 8．（2023·吉林长春·校联考模拟预测）氮、硫及其化合物都是目前研究的热点。 (1)NO破坏臭氧层的反应过程如图1所示。    已知：O3 (g)+O(g)=2O2 (g) ∆H=−143kJ/mol； 反应2：O(g)+NO2 (g)=O2 (g)+NO(g) ∆H=+57.2kJ/mol。 则反应1的热化学方程式为： 。 (2)利用反应CH4 (g)+2NO2 (g)CO2 (g)+N2 (g)+2H2O(g) ∆H=－868.74kJ/mol，可将NO2进行无害化处理，将2molCH4 (g)和4molNO2加入恒温恒容的密闭容器中(起始压强为120kPa)，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。 时间/min 0 50 100 150 200 250 300 压强/kPa 120 136 144 148 150 150 150 ①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，及v=∆p/∆t，分压=总压×物质的量分数，则反应前 50min 内平均反应速率 v(CH4)= kPa/min。 ②Kp 为用气体分压表示的平衡常数， 则该温度下该反应的平衡常数 Kp= kPa。 (3)燃煤烟气中硫的回收反应为 2CO(g)+SO2 (g)2CO2 (g)+S(l)。相同条件下，选用 a、b、c 三种催化剂进行反应，生成二氧化碳的物质的量与时间的变化关系如图2所示，催化效果最差的是 。研究发现细小炭粒能将 O2转化为活性氧而加快 SO2 的氧化速率，在干燥和潮湿两种环境中的反应历程如图3所示。活化氧的过程适宜在潮湿环境中进行，理由为 。    (4)间接电解法除N2O。其工作原理如图4所示，已知：H2S2O4是一种弱酸。    ①a极是电源 (填“正极”或“负极”)，离子交换膜是 (填“阳离子” 或“阴离子”)交换膜。 ②吸收池的工作原理是 (用化学方程式表示)。 9．（2023·吉林白山·统考模拟预测）我国科研团队发现了一种具有超高稳定性的一维钯银合金纳米线催化剂，能高选择性、高稳定性地将CO2还原成甲酸(HCOOH)。化学反应为CO2(g) +H2(g) HCOOH(g)   ΔH。 (1)已知：①2HCOOH(g) +O2(g)=2CO2(g) +2H2O(g) ΔH1= -a kJ·mol-1 ②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2= -bkJ·mol-1 (a>2b >0) ； CO2(g)+ H2(g) HCOOH(g)     ΔH= kJ·mol-1 (2)在某催化剂作用下，CO2(g) + H2(g) HCOOH(g)的速率方程为v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆 c(HCOOH)(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。若在某温度下，k正= 4k逆，则该反应的平衡常数K= 。加入催化剂，k正 增大的倍数 (填“大于”、 “小于”或“等于”)k逆增大的倍数。 (3)CO2催化氢化制甲酸的反应历程图(M为过渡金属)如图1所示。    上述循环中，M(CO)4PR3是 (填“催化剂”或“中间产物”)。 (4)在反应器中充入CO2和H2，发生上述反应。化学反应速率随时间的变化关系如图2所示。    若仅改变一个外界条件，t2时刻改变的条件可能是 。在I、II、III三次平衡中， (填“ 能”或“不能”)判断CO2转化率的大小排序，理由为 。 (5)在某催化剂作用下，向恒容密闭反应器中充入1 mol CO2和3 mol H2，发生如下反应： 反应一：CO2(g) + H2(g) HCOOH(g) 反应二：CO2 (g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0 测得CO2的平衡转化率CH3OH的选择性(注明：CH3OH的选择性等于CH3OH的物质的量与CO2转化的物质的量之比)与温度的关系如图3所示。    ①其他条件不变，升高温度，CO2的平衡转化率增大的原因是 。 ②已知F点对应的总压强为36.8 kPa，则CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)在F点对应的温度下，压强平衡常数Kp= (结果保留 2位有效数字)kPa-1。 10．（2023·吉林长春·统考模拟预测）氮和碳及其化合物在工农业生产、环境等方面有重要应用和影响。 回答下列问题： (1)燃料在汽车发动机中燃烧时会产生污染环境的，加装三元催化转化器可使汽车尾气中的转化为无毒物质。 已知：I． II． III． ①反应III对应的 ，该反应能自发进行的条件是在 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下。 ②向某绝热恒容密闭容器内充入一定量的和，发生反应III。下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内气体的密度不再改变B．容器内气体的温度不再改变 C．D．容器内气体的平均摩尔质量不再改变 ③向容积均为的三个恒容密闭容器中分别通入和，发生上述反应III，a、b、c三组实验的反应温度分别记为。恒温恒容条件下反应各体系压强的变化如图所示．则平衡常数由大到小的顺序是 ；实验b中，内，分压的平均变化率为 ，该反应的分压平衡常数 (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 (2)汽车三元催化剂中含有铂()、钯()、铑()等贵金属元素。其中形成的晶体，其晶胞结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为。 ①该晶体的配位数为 。 ②距离最近的两个原子的核间距为 (列出计算式)。 11．（2023·吉林白山·统考模拟预测）“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。 I.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。 已知：H2(g)的燃烧热 ΔH= 一285.8 kJ·mol-1、CO(g)的燃烧热 ΔH=- 283.0 kJ·mol-1 反应①：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.8 kJ·mol-1 反应②： H2O(l)=H2O(g) ΔH2= +44.0 kJ·mol-1 反应③：CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH3 (1)ΔH3= ， 反应③的ΔS (填“>”或“<”)0，反应③在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)恒温条件下，在某恒容密闭容器中；按照n(CO2) ： n(H2) =1：3投料仪发生反应③，起始气体总压强为p0，测得CO2(g)的浓度随时间变化如图所示。    ①从反应开始到3 min，H2的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1；试在图中绘制出CH3OH(g) 的浓度随时间变化的图像 。 ②该反应的平衡常数Kp= (填含 p0的表达式)。 (3)恒温条件下，在某恒压密闭容器中仅发生反应①，当反应达到平衡后， I.降低温度，CO的平衡转化率 (填“不变”、“减小”或“增大”)； II.向平衡体系中通入惰性气体，平衡 (填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”)。 12．（2023·吉林长春·统考三模）环己烯是重要的有机化工原料，广泛用于制备各种中间体，进而用于农药、医药、塑料等生产。回答下列问题： (1)已知：苯()、环己烯()和氢气的燃烧热()分别为：、和。则反应Ⅰ：     。 (2)某温度下，将等物质的量的苯蒸汽和加入刚性容器内发生反应生成气态环己烯，起始总压为，平衡时总压减小了40%，该温度下反应的平衡常数 (保留一位小数)。达到平衡后，欲增加苯的平衡转化率，可采取的措施有 (填标号)。 A．通入惰性气体     B．再加入等物质的量的苯蒸汽和 C．增加催化剂的用量     D．增加氢气的浓度 (3)液相中水作为添加剂苯选择性加氢制备环己烯(反应Ⅰ)过程的示意图如图1，采用能够吸附氢气的含钉催化剂，将氢气以一定速率通入液态苯与水的混合体系中生成环己烯，环己烯会进一步加成生成副产物环己烷。(已知：苯和环己烯在水中的溶解度分别为：和) ①研究表明使用水作为添加剂时，催化剂表面会被一层水吸附层覆盖，使得环己烯的选择性明显提高，原因是 。 ②反应温度与苯加氢反应速率的关系如图2所示，温度高于时，苯加氢速率降低的原因可能是 。 (4)环氧环己烷()是有机合成的重要中间体，有着广泛的应用。以环己烯和溴化钠为原料，采用间接电解法是制备环氧环己烷的常用方法，其过程如下图： ①采用无隔膜法电解溶液，阳极电极反应方程式为 。 ②从践行绿色发展理念，保护生态环境的角度分析，采用该方法制备环氧环己烷的优点是 。 13．（2023·河南焦作·统考二模）随着时代的进步，人类对能源的需求量与日俱增，我国全球首套焦炉气化学合成法生产无水乙醇的工业示范项目打通全流程实现，项目投产成功。 (1)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。 已知：i．2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1 ii．CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH2 iii．CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3 在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g)，下列叙述正确的是 (填标号)。 A．混合气体总压强不随时间变化时，反应达到平衡状态 B．反应达到平衡时，CH3CH2OH体积分数可能为25% C．反应达到平衡后，再充入少量CO，CO的平衡转化率增大 D．反应达到平衡后，再加入高效催化剂，乙醇产率保持不变 (2)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。 ①醋酸酯加氢的催化效能如表所示： 实验组 催化剂 原料 反应条件 反应性能 温度/°C 压力/MPa 转化率/% 选择性/% 1 Cu/SiO2 醋酸甲酯 190 28 96.1 99.0 2 Cu-Cr 醋酸乙酯 250 2.8 接近完全 93.8 3 Cu/ZnO 醋酸乙酯 185 1 56 99.0 4 Cu/SiO2 醋酸乙酯 280 4.0 94.6 96.6 上述实验中，催化效能最好的为实验 (填序号)，与之对比，实验3中，醋酸酯平衡转化率较低的主要原因可能是 (从表中所给条件的角度分析)。 ②醋酸甲酯加氢历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点，已知：CH3CO*+H·→CH3CHO)： a．CH3COOCH3→CH3CO·+CH3O· b．CH3CO·+*→CH3CO*(慢) c．CH3O·+*→CH3O*(快) d．CH3CO*+3H·→CH3CH2OH e．CH3O*+H·→CH3OH …… 其中，在b和c的步骤中，活化能较小的是 (填标号，下同)，控制总反应速率的步骤是 ，分析上述步骤，副产物除CH3OH外，还可能有 (写一种即可)。 (3)甲醇也是新能源的重要组成部分。 以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下： iv．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0 v．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5>0 vi．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH6<0 在不同压强下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料，在容器中发生上述3个反应，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物(即CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图，压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 ，曲线 (填“m”或“n”)代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数，在T1℃下，压强为p3时，反应v的浓度平衡常数Kc= (填含α的表达式)。 14．（2023·吉林·统考二模）清洁能源的综合利用以及二氧化碳的研发利用，可有效降低碳排放，均是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径，我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。 I.利用反应：可减少的排放。 (1)的结构式为 ，分子中极性键与非极性键的个数比为 。 (2)图甲是298K时相关物质的相对能量，则上述反应的 kJ/mol。 (3)下列关于该反应的说法错误的是_______。 A．在恒容绝热的条件下，温度不再改变，说明该反应已达平衡状态 B．在恒温恒压的条件下，充入稀有气体氦气，平衡不移动 C．平衡向右移动，平衡常数K一定增大 D．该反应在高温条件下自发 (4)该反应的净反应速率方程：(、为速率常数，只与温度、催化剂、接触面积有关，与浓度无关)。温度为℃时，，温度为℃时，，则 (填“>”、“<”或“=”)。 II.乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标准。国内第一套自主研发的乙烷裂解制乙烯的大型生产装置建成。已知该项目中乙烷制乙烯的反应原理为： 主反应： 副反应： 在一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入7mol。进行反应，达到平衡时和的体积分数均为20%，则 (5)乙烷的总转化率为 (保留4位有效数字)。 (6)该温度下主反应的平衡常数K为 mol/L。 15．（2023·黑龙江大庆·统考二模）氮元素是一种重要元素，其单质及化合物在化工、生产等领域应用非常广泛。请回答下列问题： (1)氮元素的常见单质有N2、N4、N8，在三种分子中的每个氮原子均为8电子稳定结构，则N4的结构简式为 。 (2)已知：反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 反应IV：    △H= kJ·mol-1。 (3)100kPa时，反应Ⅱ中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图。    图中A、B、C三点表示不同温度、压强下，达到平衡时NO的转化率，则 点对应的压强最大。 (4)起始时，向恒容密闭容器中充入等物质的量的N2O、NO2，在某温度下达到平衡(只发生反应IV)，平衡时容器总压为pPa，N2O的转化率为50%，则该反应的KP(KP为以分压表示的平衡常数)为 Pa(用p表示)。 (5)NH3催化还原NO是亚要的烟气脱硝技术。 ①研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图。写出脱硝过程的总反应的化学方程式： 。    ②在一定条件下，用NH3催化还原消除NO污染，其反应原理为。不同温度条件下，n(NH3)：n(NO)为2：1时，得到NO脱除率曲线如图所示。脱除NO的最佳温度是 。    (6)含氮配合物[Cu(NH3)4](OH)2中的配位原子为 ，配位数为 。 (7)一种Cu3N晶体的晶胞如图所示，若Cu+半径为acm，N3-半径为bcm(阿伏伽德罗常数用NA表示)，其密度为 g/cm3.(写表达式)    16．（2023·黑龙江大庆·大庆中学校考模拟预测）二氧化碳作为温室气体，其减排和再利用是世界气候问题的重大课题，而利用二氧化碳催化加氢制甲醇，就是减少温室气体二氧化碳的探索之一、回答下列问题： (1)分子中存在 个 键和 个 键。 (2)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： ① ② 总反应的 。 (3)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为 固溶体。四方 晶胞如图所示。 离子在晶胞中的配位数是 ；在中掺杂少量后形成的催化剂，化学式可表示为，则y= (用x表达)。 (4)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。 ①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式 ； ②图中对应等压过程的曲线是 ，判断的理由是 ； ③当时，的平衡转化率 。 17．（2023·黑龙江大庆·统考一模）与的干法重整(DRM)反应可制备和。体系内发生的反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： (1) (填含的表达式)。 (2)向密闭容器中通入和，若仅考虑发生上述三个反应，平衡时的物质的量随温度T的变化如图所示。    ①曲线分别表示 、 (填化学式)的物质的量变化。 ②时，的物质的量分数为 (填含a的表达式，下同)，反应Ⅲ的平衡常数 。 (3)使用复合催化剂，可显著提高二氧化碳的转化率，实现碳氢分离，并得到富含的产物，催化机理如图所示。    某化学兴趣小组用化学方程式解释碳氢分离的原理：、、 、 (补齐另两个化学方程式)。 18．（2023·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考模拟预测）工业合成氨是人工固氮研究的重要领域，回答下列问题： (1)诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔确认了合成氨反应机理。673K时，各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。      图中决速步骤的反应方程式为 ，该步反应的活化能Ea= kJ·mol-1。 (2)相同质量的同种催化剂，在载体上的分散度越高，催化作用越强，原因是 。 NH3在少量某催化剂下分解的实验数据如下表： 反应时间/min 0 10 20 30 40 50 c( NH3)/mol·L-1 c0 0.9 c0 0.8 c0 0.7 c0 0.6 c0 0. 5 c0 分析表中数据可知，随着反应进行，c( NH3 )减小，平均反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，对该分析结果的合理解释是 。 (3)在一定条件下，向某反应容器中投入4 mol N2和10 mol H2在不同温度下反应，平衡体系中氨的物质的量分数随压强变化曲线如图所示：    ①T1、T2、T3中温度最高的是 ，M点N2的转化率为 。 ②1939年捷姆金和佩热夫推出合成氨反应在接近平衡时净速率方程式为：v(NH3) =k1p(N2)，k1、k2的分别为正反应和逆反应的速率常数；p(N2)、p(H2)、p(NH3)代表各组分的分压；α为常数。工业上以铁为催化剂，α=0.5，由M点数据计算= (MPa) -2。 19．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，N2O的综合治理是当前重要的研究课题。 I．CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)。在Zn+作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。    (1)总反应：CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g) ΔH= kJ·mol－1；该总反应的决速步是反应 (填“①”或“②”)。 (2)在总压为100 kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在T1K时N2O的平衡转化率随的变化关系，及在=1时N2O的平衡转化率随的变化关系如图3所示:    ①表示N2O的转化率随的变化为曲线 (填“I”或“H”)；说明理由 。 ②该反应在T4时，该反应的分压平衡常数Kp= (计算结果保留两位有效数字)。 ③其他条件不变，缩小体积，若总压变为200kPa, N2O的平衡转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 Ⅱ．研究N2O的分解反应2N2O=2N2+O2对环境保护有重要意义。 (3)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为: 第一步I2(g)2I(g) 快速平衡，平衡常数为K 第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) υ=k1·c(N2O)·c(I)慢反应 第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g) 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，实验表明，含碘时N2O分解速率方程υ=k·c(N2O)· [c (I2)]0.5 (k为速率常数)。 ①k= (用含K和k1的代数式表示)。 ②下列表述正确的是 。 a．IO为反应的中间产物 b．碘蒸气的浓度大小不会影响N2O的分解速率 c．第二步对总反应速率起决定作用 d．碰撞理论认为，催化剂不会改变活化分子百分数 20．（2023·青海玉树·统考三模）CO2资源化利用受到越来越多的关注，它能有效减少碳排放，有效应对全球的气候变化，并且能充分利用碳资源。二甲醚(CH3OCH3)是现代社会比较清洁的能源。下列是利用CO2制备二甲醚的主要反应。 ( i )CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.0 kJ·mol-1； ( ii )CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) ΔH =-90.4 kJ·mol-1； ( iii )2CH3OH(g)CH3OCH3(g) +H2O(g) ΔH = -23.4 kJ·mol-1。 回答下列问题： (1)根据(i)(ii)(iii)得3CO(g)+3H2 (g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的 ΔH = 。 (2)某二甲醚/双氧水燃料电池的工作原理如图1所示。电池工作时，A电极名称为 ，该电极附近溶液的pH (填“减小”“增大”或“不变”)；电极B的电极反应式为 。    (3)CO2催化加氢合成二甲醚。 反应Ⅰ ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =+41.0 kJ·mol-1 反应Ⅱ ：2CO2(g) +6H2(g)CH3OCH3(g) +3H2O(g) ΔH = - 122.5 kJ·mol-1 ①反应Ⅱ的平衡常数表达式K= 。 ②在恒压、n(CO2):n(H2)=1:2的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=)随温度的变化如图2所示；T°C时，起始投入3 mol CO2、6 mol H2 ，达到平衡时反应Ⅰ理论上消耗H2的物质的量为 。合成二甲醚时较适宜的温度为260 °C ，其原因是 。 21．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，如在合成尿素、氮氧化物处理等方面应用广泛。已知合成尿素的反应为。 (1)可用电化学法制备合成尿素所需要的原料氨气，纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。已知熔融或为电解液，在发生电极反应时生成中间体。惰性电极I的电极反应式为 ，生成氨气的反应为：。     (2)如图所示是合成尿素反应的机理及能量变化(单位：)，表示过渡态。    该反应历程中，决速步骤的转化表达式是 ，若，则 。 (3)有人利用反应，对进行处理。、；、；、三种条件下，加入足量的活性炭和一定量的气体，测得的转化率随时间t变化关系如图1所示。      ①、条件对应的曲线为 (填字母)。 ②b、c两条曲线最终重合的原因是 。 (4)在汽车尾气的净化装置中和发生反应：。实验测得，，，(、均为速率常数，只与温度有关)。   ①如图2(表示速率常数的负对数；T表示温度)所示ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ四条斜线中，能表示随变化关系的是斜线 。 ②图中A、B、C、D点的纵坐标分别为，则温度时化学平衡常数 。 22．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考二模）二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源，其由CO2在催化剂作用下制备的过程涉及如下反应： 反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1=-49.5kJ· mol-1； 反应Ⅱ：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ· mol-1； 回答下列问题： (1)反应Ⅲ：2CO2(g) +6H2(g) CH3OCH3(g) +3H2O(g) ΔH3。 ①ΔH3= kJ·mol-1，利于该反应自发进行的条件是 (填字母)。 A．较低温度        B．较高温度       C．任何温度 ②若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3，则K3= (用K1、K2表示)。 (2)其他条件相同，分别在X、Y两种催化剂作用下，将2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)充入体积为1 L的密闭容器内发生反应Ⅲ，反应相同时间时CO2的转化率与温度的关系如图甲所示。    ①使用催化剂X，当温度高于320℃时，CO2的转化率逐渐下降，其原因是 。 ②根据图像， (填 “能”或“不能”)计算量280 ℃时该反应的平衡常数，其理由是 。 (3)控制温度280℃，向一定体积的刚性容器中充入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)发生反应I、Ⅲ，达到平衡时，容器内的气体压强为4.8MPa，此时CO2的转化率为75% ，生成0.6 mol CH3OCH3。 ①温度280℃，达到平衡时CH3OCH3的选择性为 (CH3OCH3的选择性= )。 ②温度为280℃时，反应Ⅲ的分压平衡常数Kp= MPa-4(列出计算式即可，分压=总压×组分物质的量分数)。 (4)二甲醚应用于某燃料电池，该电池采用可传导O2-的固体氧化物为电解质，其工作原理如图乙所示。负极电极反应式为 。      23．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模）全球大气CO2浓度升高对人类生产生活产生了影响，研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义，碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题： (1)已知25℃时，大气中的CO2溶于水存在以下过程： ①CO2(g)CO2(aq) ②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+ (aq)    K 溶液中CO2的浓度与其在大气中的分压(分压=总压×物质的量分数)成正比，比例系数为ymol•L-1•kPa-1。当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+的浓度为 mol•L-1(忽略和水的电离)。 (2)已知CH4的生成焓(由稳定单质生成该物质)为△H=-71.7kJ•mol-1 反应I：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ•mol-1 K1 反应II：C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ•mol-1 K2 反应III：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3=-41.0kJ•mol-1 K3 ①写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式： 。 ②研究表明，反应III的速率方程为v=k[x(CO)x(H2O)-]，x表示相应气体的物质的量分数，Kp为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算)，k为反应的速率常数。在气体物质的量分数和催化剂一定的情况下，反应速率随温度的变化如图所示，根据速率方程分析T＞Tm时，v逐渐下降的原因是 。 (3)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，其反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H。 温度/K 400 500 平衡常数K 9 5.3 ①通过表格中的数值可以推断：该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 ②CO2的平衡转化率与氢碳比m[m=]及压强、温度的关系分别如图a和图b所示。 图a中氢碳比m从大到小的顺序为 。 图b中压强从大到小的顺序为 ，判断依据为 。 24．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考一模）NH3在化学工业中是重要的原料，可以制备尿素、硝酸、丙烯腈等产品。回答下列问题： (1)N2(g)与H2(g)反应的能量变化如图1所示。则N2(g)与H2(g)制备NH3(1)的热化学方程式为 。对于合成氨反应，既可以提高平衡体系中NH3的百分含量，又能加快反应速率的措施是 (填字母)。 a.升高温度        b.将平衡体系中的氨气分离出来 c.增大体系压强    d.加入合适的催化剂 (2)合成氨反应中，正反应速率v正=k正·c(N2)·c3(H2)，逆反应速率v逆=k逆·c2(NH3)，k正、k逆为速率常数。正反应和逆反应的平衡常数与温度的关系如图2所示： ①表示逆反应的平衡常数与温度变化关系的曲线为 (填“L1”或“L2”)，理由为 。 ②T0°C时，= 。 (3)以氨、丙烯、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下： 主反应：C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH= -515 kJ·mol-1； 副反应：C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=- 353kJ·mol-1。 已知：丙烯腈的产率=- ×100%，丙烯腈的选择性= ×100%，某气体分压=总压强 ×该气体物质的量分数。 ①一定条件下，平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图3所示，则p1、p2、p3由大到小的顺序为 。原因是 。 ②某温度下，向压强恒为100 kPa的密闭容器中通入1molC3H6、1molNH3和1.5molO2，发生上述反应。平衡时测得C3H6转化率为90%，H2O(g)的物质的量为2.5 mol，则平衡时C3H3N的分压为 kPa(保留3位有效数字)，此温度下副反应的Kp= 。 25．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考一模）氢能是极具发展潜力的清洁能源，2021年我国制氢量位居世界第一。请回答： (1)298K时，1 g 燃烧生成放热121 kJ，1 mol 蒸发吸热44kJ，表示燃烧热的热化学方程式为 。 (2)工业上，常用与重整制备。500℃时，主要发生下列反应： I． II． ①已知：  。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是 。 ②下列操作中，能提高平衡转化率的是 (填标号)。 A．加催化剂        B．增加用量     C．移除        D．恒温恒压，通入惰性气体 ③500℃、恒压()条件下，1 mol 和1 mol 反应达平衡时，的转化率为0.5，的物质的量为0.25 mol，则反应II的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 (3)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求，因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇：。 恒压下，和的起始物质的量之比为1∶3时，该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的 0，甲醇的产率P点高于T点的原因为 。 (4)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体：四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为，则M元素为 (填元素符号)：在该化合物中，M离子的价电子排布式为 。 26．（2023·黑龙江大庆·统考一模）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产和生活中有着重要作用，氮氧化物也是主要的大气污染物。回答下列问题： (1)已知在催化剂的作用下，与反应生成无污染气体： ①   ②   ③   则④   (用含、、的代数式表示)。实验室可用氯化铵与消石灰反应制备少量：  ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)在催化剂作用下，也能将转化为无毒清洁物质，恒温条件下，将一定量的与气体通入恒容密闭容器中，发生反应。下列可判断反应达到平衡的是_______(填标号)。 A．混合气体的密度保持不变 B． C．容器内总压强不再改变 D． (3)汽车尾气中含有较多的和，在催化剂作用下，发生反应。实验测得：，(、分别为正、逆反应的速率常数，只与温度有关)。某温度下，在体积为的恒容密闭容器中充入和，当反应达到平衡时，的转化率为80%，则： ① 。 ②平衡时体系压强为，为用分压表示的平衡常数(分压总压物质的量分数)，则平衡常数 (用含p的式子表示)。 27．（2022·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考一模）我国提出2060年前实现碳中和，降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一，以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。回答下列问题： (1)CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9 kJ·mol-l 副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1 kJ·mol-1 ①已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-395.6 kJ·mol-1，则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= 。 ②加氢合成甲烷时，为使反应有较高的反应速率，通常控制温度为500℃左右，其主要原因为 。 ③500℃时，向1 L恒容密闭容器中充入4 mol CO2和12 mol H2，初始压强为p，20 min时主、副反应都达到平衡状态，测得c(H2O)=5 mol·L-1，体系压强为，则0~ 20 min内v(CH4)= ，平衡时CH4选择性= (CH4选择性× 100%， 计算保留三位有效数字)。 (2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4 / HZSM-5催化下转变为汽油(C5~C11的烃)，反应过程如下图所示。 ①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12)，则该反应的化学方程式为 。 ②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe作电极，电解质溶液为稀硫酸，铁电极的反应式为 (需标注电极名称)。 (3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应： 反应1：3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)； 反应2：2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) 反应1的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arhenius经验公式RInk=(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea= kJ·mol-l。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是 。 28．（2021·黑龙江大庆·统考一模）氨是最重要的氮肥，也是产量最大的化工产品之一、合成氨工艺是人工固氮的重要途径。回答下列问题： (1)已知气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量， 叫做该化学键的键能(kJ·mol-1)。一些键能数据如表： 化学键 键能E(kJ·mol-1) 946.0 436.0 390.8 反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H= kJ/mol (2)化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了部分参加反应的分子在固体催化剂表面合成氨的反应过程，模拟示意图如图： 分别表示N2、H2、NH3 i.图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面，图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②到图③的过程 能量(填“吸收”或“放出”)。 ii.N2的吸附分解反应速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。实际生产中，原料N2和H2物质的量之比为1︰2.8，分析说明N2过量的理由是 和 。 iii.关于合成氨工艺，下列说法正确的是 。 A．控制温度(773K)远高于室温，是为了提高平衡转化率和加快化学反应速率。 B．基于NH3有较强的分子间作用力，可将其液化，不断将液氨移去，利于化学平衡向正反应方向移动。 C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率。 D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生。 (3)在体积相同的密闭容器中按物质的量比 1︰3 投入氮气和氢气，发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)分别在200℃、400℃、600℃条件下进行反应，平衡时NH3的物质的量分数随总压强的变化曲线如图所示： i.M点和N点的平衡常数大小关系是KM KN(填“>”、“<”或者“=”)。 ii.M点的平衡常数Kp= MPa-2(计算结果保留到小数点后两位。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。) (4)已知液氨中存在：2NH3(l)⇌NH+NH。用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2.阴极的电极反应式是 。 29．（2019上·山东德州·高二齐河县第一中学统考期末）汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境，在汽车尾气系统装置中安装催化转化器，可有效降低NOx和CO的排放。已知： ①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0kJ/mol ②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol ③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-116.5kJ/mol 请回答下列问题： （1）若1molN2(g)、1molNO(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946kJ、631.75kJ的能量，则1molO2(g)分子中化学键成键时需释放的能量为 kJ。 （2）CO与NO2反应生成无毒气体的热化学方程式为 。 （3）为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况，控制一定条件，让反应在恒容密闭容器中进行，用现代传感技术测得不同时间NO和CO的浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/(10-4mol・L-1) 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00 c(CO)/(10-3mol・L-1) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 ①前2s的平均反应速率v(N2)= ；此温度下，该反应的平衡常数K= 。 ②能说明上述反应达到平衡状态的是 。 a.2v正(CO)=v逆(N2) b.c(CO)=c(CO2) c.容器内压强不变 d.混合气体密度不变 e.混合气体的平均相对分子质量不变 ③当NO与CO初始浓度相等时，体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示，则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因 ，压强(p1，p2，p3)的由大到小的顺序为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)+41.6 (2)降低温度、增大压强 (3)② (4) H2O 温度改变时，反应Ⅰ和反应Ⅱ平衡移动方向相反 (5) 50% 0.296 【详解】（1）利用盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ，解出=+41.6。 （2）反应Ⅰ和反应Ⅲ中，均在低温和增压条件下，有利于提高甲醇的平衡产率，降温，反应Ⅱ平衡逆移，抑制副反应的发生，增大压强对反应Ⅱ无影响。 （3）反应Ⅲ是放热反应，升高温度，减小，平衡逆向移动，K值减小，lgK减小，则反应Ⅲ的平衡常数，的变化关系应为下图的曲线②。 （4）①△H1＜0，△H3＜0，即生成甲醇的反应均为放热反应，所以温度升高平衡时甲醇的物质的量分数应减小，△H2＞0，生成CO的反应为吸热反应，所以随温度升高CO平衡时的物质的量分数会变大，二者共同作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇，所以Z代表H2O，Y代表CH3OH，X代表CO； ②升高温度平衡向吸热反应方向移动，根据热化学方程式可知，反应Ⅰ为放热反应，则升高温度反应Ⅰ向逆反应方向移动，CO2的物质的量增大，反应Ⅱ为吸热反应，则升高温度反应Ⅱ向正反应方向移动，CO2的物质的量减小，且两个反应平衡移动程度相近，导致体系中CO2的物质的量分数受温度的影响不大，所以原因是温度改变时，反应Ⅰ和反应Ⅱ平衡移动方向相反。 （5）根据已知条件列出“三段式” 依据反应达到平衡状态时，和的分压相等，则n(H2)=n(CO2)，3-x-2x=5-x-6x，解得x=0.5，则的平衡转化率为=50%，n(总)= n(H2)+n(CO2)+ n(H2O)+n(CO)+ n(CH3OH)=6mol，反应Ⅲ的=0.296。 2．(1)+571.6 (2) 0.075 = 82% (3) 增大压强 增大的浓度 (4) 【详解】（1）依据盖斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3即得到反应2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)，则； 故答案为：+571.6； （2） ①反应前氮气浓度是mol/L，氢气浓度是1mol/L，0~10min内消耗氢气是浓度是1mol/L－0.25mol/L＝0.75mol/L，则； 故答案为：0.075； ②平衡常数只与温度有关系，则B、C两点的平衡常数KB＝KC，设B点时消耗氮气的物质的量是xmol，，此时氨气的体积分数是0.7，，所以的转化率； 故答案为：=；82%； （3）由于正反应是体积减小的放热反应，则从平衡移动和原料的转化率的视角应该是增大压强或增大的浓度有利于平衡正向移动，可以提高氢气转化率； 故答案为：增大压强；增大 N2的浓度； （4）阴极上氮气得到电子结合氢离子转化为氨气，电极反应式为； 故答案为：。   3．(1) 盐酸具有还原性，能与NaClO反应 2NO+3HClO+H2O=2+3Cl-+5H+ (2) (NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O NO在尿素溶液中的溶解度较低，未参与反应的NO增多 (3)1.8 (4) 1:4 2CO+2NON2+2CO2 【详解】（1）①盐酸是还原性酸，能与NaClO发生氧化还原反应，因此不能用盐酸调节NaClO溶液的pH值，故答案为：盐酸具有还原性，能与NaClO反应； ②pH=3.5时NaClO首先结合氢离子生成HClO，HClO表现强氧化性将NO氧化为，1molNaClO得2mol电子生成lmolNaCl,lmolNO失3mol电子生成，根据得失电子守恒得：2NO+3HClO+H2O=2+3Cl-+5H+，故答案为：2NO+3HClO+H2O=2+3Cl-+5H+； （2）①NO和NO2的体积比为1：1，即反应中化学计量数之比为1：1，将N元素转变为对环境无害的气体即氮气，根据元素守恒和电子守恒可知方程式为(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O，故答案为：(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O； ②一氧化氮溶解度小，大量的一氧化氮通入之后不能反应，导致总还原率降低，故答案为：NO在尿素溶液中的溶解度较低，未参与反应的NO增多； （3）根据N原子守恒得n(NaNO3)=n(NOx)-n(NaNO2)=0.5mol-0.35mol=0.15mol，NO、NO2和NaOH溶液反应方程式为2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，生成0.15mol硝酸钠需要0.3molNO2，同时生成0.15mol亚硝酸钠，含有0.2mol的亚硝酸钠是NO和NO2混合与NaOH反应得到的，得到的0.2mol亚硝酸钠需要0.1molNO2、0.1molNO，所以NO、NO2的物质的量分别是0.1mol、0.4mol，尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx，则x==1.8，故答案为：1.8； （4）①由图可知，NO2和O2与BaO反应生成Ba(NO3)2，方程式为：4NO2+O2+2BaO=2Ba(NO3)2，其中氧化剂为O2，还原剂为NO2，两者的物质的量之比为1：4，故答案为：1：4； ②由图可知，富燃条件下Pt表面的反应是CO和NO在催化剂的作用下生成了N2和CO2，化学方程式为：2CO+2NON2+2CO2，故答案为：2CO+2NON2+2CO2。 4．(1)600kJ/mol (2) > a=b<70% (3) 小于 不是 催化剂不影响平衡移动，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，点a的转化率应该比点c的转化率更高，所以点a补是平衡状态 (4) 【详解】（1）由∆H= Ea1- Ea2得，Ea2= Ea1-∆H=508 kJ/mol-(-92 kJ/mol)=600 kJ/mol； （2）根据表中数据可知，相同时间段内，T1温度下合成氨反应中NH3的产率高于T2,说明T1的反应速率快于T2，温度越高，反应速率越快，故T1>T2；由于该反应是放热反应，根据勒夏特列原理可知，温度越高，此反应转化率越低，则达到平衡时，NH3的产率T1<T2，故b<70%，平衡后，转化率不再发生变化，故a=b，则a=b<70%三者的大小关系是a=b<70%； （3）由lnK=X+(X、R 为常数，且X、R、T均为正数)知，T大于0，升高温度，K减小，∆H<0，正反应为放热反应，①②是使用不同得催化剂，经过相同的时间得出的NO转化率随温度变化的曲线，相同时间①中a点的转化率高于②中对应点的转化率，催化剂不影响平衡移动，若a点位平衡点，则比c点的转化率更高，所以点a不是平衡状态，点c为NO转化率的最高点，为平衡状态，不是出现横线才是平衡状态，因为横坐标不是时间，而是温度，不会出现横线，a点为催化剂①的最适宜温度，升高温度，会使其失去活性或者活性降低，导致NO的转化率下降，不是平衡的移动，c点为平衡状态，升温，平衡左移，NO转化率下降； （4）起始压强为P0 kPa，两者得物质的量又相等，可知NO和CO所占压强均为,设变化压强为,由三段式得： ；解得 ，则。 5．(1) (2)ACD (3) 66.7% (4)使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积 (5) Fe 【详解】（1）根据盖斯定律反应Ⅲ×2-反应Ⅰ=Ⅳ，则ΔH4=2×ΔH3-ΔH1=(-395.6×2+156.9)kJ/mol=-634.3kJ/mol，故答案为：-634.3kJ/mol； （2）CO2加氢合成甲烷时，也有副产物发生，主反应是放热反应，副反应是吸热反应，通常控制温度为500℃左右，此时催化剂的活性高，反应速率快，由于有副反应发生，因此应是主反应催化剂选择性好，而温度高，对副反应平衡正向移动，对主反应平衡逆向移动，故答案为：ACD； （3）500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2，初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态，测得c(H2O)=5mol⋅L-1，体系压强为p，建立三段式：，，只有2x+y=5，根据物质的量之比等于压强之比得到=，解得x=2，y=1，则0～20min内 (CH4)===0.1mol/(L•min)，平衡时CH4选择性×100%≈66.7%，故答案为：0.1mol/(L•min)；66.7%； （4）当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，斜率降低，说明活化能降低，则实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积，故答案为：使用更高效的催化剂或增大催化剂的比表面积； （5）由图可知，黑球代表M(NH3)6，位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，灰球代表BH4，位于体内，个数为8，则黑球：灰球=4：8=1：2，则化学式为M(NH3)6(BH4)2，摩尔质量为188g•mol-1，则M的摩尔质量为(188-17×6-15×2)g•mol-1=56g•mol-1，则M元素为Fe；M(NH3)6(BH4)2中，NH3为分子，不带电荷，带1个单位负电荷，则Fe为+2价，其价电子排布式为3d6，故答案为：Fe；3d6。 6．(1)低温 (2)N2O2(g) + CO(g) = CO2(g)+ N2O(g)   ΔH = -513.2 kJ/mol (3) A 其他条件相同时，当 CO的量一定时，增大NO的量，则CO的平衡转化率增大，故投料比1：2时CO的转化率最大 (4)< (5) 0.0800 11.6 (6)反应开始时，反应①中CO2浓度大，生成CO的速率较快，CO的物质的量分数增大。随着反应继续进行，反应②的CO消耗速率增大，反应①CO生成速率减小，二者速率相等时，出现极大值 【详解】（1），，由公式可知要使反应自发进行，，此时温度的要求是低温； （2）根据盖斯定律可知，总反应的反应热等于三步基元反应的反应热之和，199.4-x-306.6=-620.4，x=513.2 kJ/mol。反应②的热化学方程式：N2O2(g) + CO(g) = CO2(g)+ N2O(g) ΔH = -513.2 kJ/mol。 （3）其他条件相同时，当 CO的量一定时，增大NO的量，则CO的平衡转化率增大，故投料比1：2时CO的转化率最大，故是A线； （4）当温度一定时，气体的浓度或压强越大，反应速率越快，由于m点充入的CO的物质的量少，容器的容积恒定，所以m点对应CO的浓度小，压强小，反应速率慢。 （5） V (NO)=0.08 MPa·min-1；Kx==11.6 。 （6）反应开始时，反应①中CO2浓度大，生成CO的速率较快，CO的物质的量分数增大。随着反应继续进行，反应②的CO消耗速率增大，反应①CO生成速率减小，二者速率相等时，出现极大值。 7．(1)2CO2 (g) +6H2 (g) = CH3OCH3 (g) +3H2O (g)  △H=- 122.7 kJ/mol (2)B (3)CD (4) 0.56mol 24.9 反应III的 ΔH>0，反应IV的 ΔH<0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度 B 【详解】（1）I．CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g)  ΔH1=- 49.1kJ·mol-1 II．2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)  ΔH2= - 24.5 kJ·mol-1 根据盖斯定律I ×2+II得CO2 (g) 与H2 (g)转化为CH3OCH3 (g)和H2O (g)的热化学方程式2CO2 (g) +6H2 (g) = CH3OCH3 (g) +3H2O (g)  △H=- 49.1kJ·mol-1×2- 24.5 kJ·mol-1=- 122.7 kJ/mol。 （2）A．反应I中v正(H2) = 3v逆(CH3OH)，正逆反应速率比等于系数比，反应一定达到平衡状态，故不选A； B． n(CH3OH)：n(CH3OCH3)=2：1，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故选B； C．反应气体气体分子数是变量，则容器体积是变量，气体总质量不变，密度的变量，混合气体的密度不变，反应一定达到平衡状态，故不选C； D．反应气体气体分子数是变量，气体总质量不变，则混合气体的平均相对分子质量是变量，混合气体的平均相对分子质量不变，反应一定达到平衡状态，故不选D； E． CO2的转化率不变，说明CO2浓度不变，反应一定达到平衡状态，故不选E； 选B。 （3）A. 吉布斯自由能小于0能自发进行，根据图示，常温下，反应III不能自发进行，故A错误； B.反应II是放热反应、反应III是吸热反应，热效应不相同，故B错误； C. 反应I是放热反应、反应III是吸热反应，温度升高，CH3OH 的选择性降低，CO 的选择性升高，故C正确； D. 甲醇脱水生成二甲醚，提高二甲醚产率的关键是寻找对甲醇具有高选择性的催化剂，故D正确； 选CD。 （4）①在220°C条件下，CO2平衡转化率为40%，CO的选择性为5%、二甲醚的选择性为80%，则有0.38molCO2参与反应I，0.02 CO2参与反应III，反应生成CH3OCH3(g)0.16mol，所以平衡时n(H2O)=0.38+0.16+0.02=0.56mol；达到平衡时CH3OH(g)的物质的量为0.38-0.16×2=0.06mol，反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)在220°C下的平衡常数为。 ②反应III的 ΔH>0，反应IV的 ΔH<0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度，所以温度高于280°C，CO2平衡转化率随温度升高而上升。 ③升高温度，反应IV逆向移动，二甲醚的选择性降低，增大压强，反应IV正向移动，二甲醚的选择性升高，当其他条件不变，压强为4.0MPa、温度为260°C时，图中点B可表示二甲醚的选择性。 8．(1)O3(g)+NO(g)=O2(g)+NO2(g)  ΔH=−200.2kJ/mol (2) 0.32 810 (3) c 潮湿环境下的活化能低于干燥环境下的活化能，活化能越低越易发生反应 (4) 负极 阳离子 H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3 【详解】（1）根据反应过程，反应1的方程式为O3+NO=NO2+O2，O3(g)+O(g)=2O2(g) ∆H=−143kJ/mol……①，O(g)+NO2 (g)=O2 (g)+NO(g) ∆H=+57.2kJ/mol……②，根据盖斯定律有①-②，则有O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ∆H=(-143-57.2)kJ/mol=-200.2kJ/mol，故答案为O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ∆H=-200.2kJ/mol； （2）①起始时气体总压强为120kPa，起始时通入2molCH4(g)和4molNO2(g)，根据相同条件下，压强之比等于其物质的量之比，因此甲烷的分压为40kPa，NO2分压为80kPa，令前50min，消耗甲烷分压为xkPa，消耗二氧化氮的分压为2xkPa，生成CO2分压为xkPa，生成N2分压为xkPa，生成水蒸气分压为2xkPa，因此有(40-x)+(80-2x)+x+x+2x=136，解得x=16，前50min内平均反应速率v(CH4)==0.32kPa/min；故答案为0.32； ②令达到平衡时，消耗甲烷分压为xkPa，消耗二氧化氮的分压为2xkPa，生成CO2分压为xkPa，生成N2分压为xkPa，生成水蒸气分压为2xkPa，因此有(40-x)+(80-2x)+x+x+2x=150，解得x=30，用分压表示的平衡常数Kp==810kPa；故答案为810； （3）根据图2，使用催化剂c时，反应速率相对较低，因此催化剂效果最差的是c；根据图3可知，潮湿环境下，反应活化能低，反应速率快，因此活化氧的过程适宜在潮湿环境中进行；故答案为c；潮湿环境下的活化能低于干燥环境下的活化能，活化能越低越易发生反应； （4）该装置为电解装置，根据装置图可知，右边电极得到较浓的硫酸，右边电极的反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据电解原理，该电极为阳极，即b为正极，a为负极，阴极反应式为2H++2H2SO3+2e-=H2S2O4+2H2O，根据得失电子数目守恒，H+从右侧向左侧移动，离子交换膜为阳离子交换膜；故答案为负极；阳离子； 根据装置图可知，吸收池中N2O与H2S2O4反应生成N2和H2SO3，根据得失电子数目守恒，其反应方程式为H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3；故答案为H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3。 9．(1) (2) 4 等于 (3)中间产物 (4) 增大HCOOH浓度 不能 两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小 (5) 反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大 3.9 ×10-3 【详解】（1）根据盖斯定律可知，ΔH= ΔH1+ΔH2= kJ·mol-1； 故答案为：； （2）平衡时v正= v逆，即k正c(CO2)·c(H2)= k逆 c(HCOOH)，即平衡常数K==4；加入催化剂，会加快反应速率，但不影响平衡，故k正 增大的倍数等k逆增大的倍数； 故答案为：4；等于； （3）根据循环图可知，M(CO)4PR3是CO2发生反应后生成，最终又被消耗的，所以是中间产物； 故答案为：中间产物； （4）两次平衡移动改变的条件依次是加压或升温、增大甲酸浓度；三次平衡中，不能判断CO2转化率的大小排序，两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小； 故答案为：增大甲酸浓度；不能；两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小； （5）反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大；在F点状态下，CO2的平衡转化率为20%，CH3OH的选择性为60%，根据原子守恒可得平衡体系中各物质的物质的量： 物质 CO2 HCOOH (g) CH3OH (g) H2O (g) H2 物质的量/mol 0.80 0.08 0.12 0.12 2.56 F点的总物质的量为3.68mol，p(CO2)=36.8 kPa×=8 kPa，p(H2)=25.6 kPa，p(HCOOH)=0.8 kPa， 故答案为：反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大；3.9 ×10-3。 10．(1) -749 低温 BD Ka=Kb>Kc 2 (2) 12 【详解】（1）①由盖斯定律可知，2×II- I即可得到==-749，该反应是气体体积减小的反应，，当时，反应能自发进行，则该反应在低温下能够自发进行； ②A．该反应过程中气体总质量和总体积都不变，气体密度是定值，当容器内气体的密度不再改变时，不能说明反应达到平衡，故A不选； B．该反应是放热反应，在绝热恒容密闭容器进行，温度一直上升，当容器内气体的温度不再改变时，能说明反应达到平衡，故B选； C．时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故C不选； D．该反应过程中气体总质量不变，总物质的量减小，则容器内气体的平均摩尔质量增大，当容器内气体的平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡，故D选； 故选BD； ③恒温恒容条件发生发应Ⅲ，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，随着反应的进行，各容器内压强：pa=pb<pc，说明平衡时气体的总物质的量: na=nb<nc，即平衡时CO的转化率: a=b>c，则平衡常数:Ka=Kb>Kc；实验b中，反应IⅢ 中，0-20min内，体系压强从160 kPa减少到140kPa，减小的压强为生成氮气的分压，即△p(N2)=20kPa，所以转化的CO的分压△p(CO)=2△p(N2)=40kPa，起始总压为160kPa，CO和NO的物质的量之比为1:1，即CO的起始分压为80kPa，所以CO分压的平均变化率为=2，列出三段式如下： 。 （2）①由晶胞结构可知，形成的晶体是面心立方堆积，该晶体的配位数为12； ②原子的个数为8=4，该晶胞的质量为g，体积V=，晶胞的边长a=，两个原子的核间距为晶胞体对角线长的，为= 11．(1) -49.6kJ·mol-1 < 低温 (2) 0.5    (3) 增大 向逆反应方向移动 【详解】（1）①：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.8 kJ·mol-1 ②：H2O(l)=H2O(g) ΔH2= +44.0 kJ·mol-1 H2(g)的燃烧热 ΔH= -285.8 kJ·mol-1、CO(g)的燃烧热 ΔH=- 283.0 kJ·mol-1； 则③2H2(g) +O2(g) =2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ·mol-1 ④2CO(g) O2(g) =2CO2(g)ΔH1=-566 kJ·mol-1 根据盖斯定律①-④+③+②得CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)ΔH3=-90.8 kJ·mol-1+566 kJ·mol-1-571.6 kJ·mol-1+44.0 kJ·mol-1=-49.6kJ·mol-1；反应③气体物质的量减少，ΔS<0，反应③在低温下能自发进行。 （2）①从反应开始到3 min，CO2(g)的浓度降低0.5mol/L，则H2的浓度降低1.5mol/L，平均反应速率v(H2)=mol·L-1·min-1；3min时CO2(g)的浓度降低0.5mol/L，甲醇的浓度增加0.5mol/L、10min时，甲醇的浓度为0.75mol/L，则CH3OH(g) 的浓度随时间变化的图像为  。 ② 反应达到平衡状态时，总压强为，该反应的平衡常数Kp= 。 （3）I．CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) 正反应放热，降低温度，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大； II．恒压条件下向平衡体系中通入惰性气体，容器体积增大，相当于减压，平衡向逆反应方向移动。 12．(1) (2) 66.7 BD (3) 环己烯在水中的溶解度相对较小，促使环己烯及时从催化剂表面脱附，降低了生成环己烷的速率，提高环己烯的选择性 反应温度过高，氢气溶解度减小，降低苯加氢的反应速度；反应温度过高使催化剂失活 (4) 溶液可以循环利用，提高了溴原子利用率，减少排放 【详解】（1）根据盖斯定律可知，该反应的反应热； （2）设起始两者的物质的量为1mol，转化的苯为x mol，根据题给信息可以得到以下三段式： ，同温同体积压强之比=气体的物质的量之比，则，解得x=0.4，此时总压为(1-40%)×1MPa=0.6 MPa，总物质的量=2-2×0.4=1.2mol，平衡常数； A．通入惰性气体，平衡不移动，苯的转化率不变，A错误； B．再加入等物质的量的苯蒸汽和相当于加压，平衡正向移动，苯的转化率增大，B正确； C．增加催化剂的用量平衡不移动，苯的转化率不变，C错误； D．增加氢气的浓度，平衡正向移动，苯的转化率增大，D正确； 故选BD； （3）①可以从平衡移动的角度分析，该方法降低了环己烯的浓度，促使平衡正向移动，故答案为：环己烯在水中的溶解度相对较小，促使环己烯及时从催化剂表面脱附，降低了生成环己烷的速率，提高环己烯的选择性； ②气体的溶解度随着温度升高而降低，反应速率减慢，另外，温度过高时，催化剂会失去活性，反应速率会降低，故答案为：反应温度过高，氢气溶解度减小，降低苯加氢的反应速度；反应温度过高使催化剂失活； （4）①根据图示可知，在阳极，溴离子失去电子生成溴酸根离子，电极方程式为：； ②根据图示可知，该过程中的溴化钠可以循环使用，从而提高了溴的利用率，故答案为：溶液可以循环利用，提高了溴原子利用率，减少排放。 13．(1) ΔH1+ΔH2+ΔH3 AC (2) 1 压强太小，不利于平衡向正反应方向移动 c b CH3CHO (3) p1>p2>p3 m 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应i+ii+iii可得反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g)，则反应ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3； A．该反应是气体体积减小的反应，反应中气体压强减小，则混合气体总压强不随时间变化时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确； B．若一氧化碳完全反应，由方程式可知，反应后氢气、甲醇、乙醇、水蒸气的物质的量都为1mol，甲醇的体积分数可能为25%，该反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以反应达到平衡时，甲醇体积分数不可能为25%，故错误； C．反应达到平衡后，再充入少量一氧化碳，平衡向正反应方向移动，但一氧化碳的平衡转化率减小，故错误； D．反应达到平衡后，再加入高效催化剂，化学反应速率加快，但化学平衡不移动，乙醇产率保持不变，故正确； 故选AD，故答案为：ΔH1+ΔH2+ΔH3；AD； （2）由表格数据可知，实验1催化剂的选择性高于实验2、4，原料的转化率高于实验3，所以述实验中，催化效能最好的为实验1；与实验1相比，实验3的反应温度与1相近，压强小于实验1，说明实验3的压强太小，不利于平衡向正反应方向移动，导致醋酸酯平衡转化率较低；活化能越小，反应速率越快，慢反应控制总反应速率，所以在b和c的步骤中，活化能较小的是快反应c、控制总反应速率的步骤是慢反应b；由反应CH3CO*+H·→CH3CHO可知，醋酸酯加氢制乙醇时，副产物除了甲醇外，还有乙醛，故答案为：1；压强太小，不利于平衡向正反应方向移动；c；b；CH3CHO； （3）由方程式可知，反应iv、vi均为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量减小、一氧化碳的物质的量增大，反应v为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的物质的量增大，所以升高温度，甲醇在含碳产物中物质的量分数减小，则曲线m表示甲醇在含碳产物中物质的量分数；反应iv、vi均为体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量增大，一氧化碳的物质的量减小，反应v是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，一氧化碳的物质的量不变，所以增大压强，甲醇在含碳产物中物质的量分数增大，则压强的大小顺序为p1>p2>p3；设起始二氧化碳和氢气的物质的量为1mol和3mol，容器的体积为VL，反应iv、vi生成甲醇的物质的量分别为amol、bmol，反应v生成一氧化碳的物质的量为cmol，由图可知，在T1℃下，压强为p3时，甲醇和一氧化碳在含碳产物中物质的量分数相等、二氧化碳的转化率为α，由题意可建立如下三段式： 由二氧化碳的转化率为α可得：a+b+c=α，由甲醇和一氧化碳在含碳产物中物质的量分数相等可得c—b=a+b=，解得a=c=、b=0，则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水蒸气的物质的量分别为(1—α)mol、(1—2α)mol、mol、αmol，反应v的浓度平衡常数Kc==，故答案为：p1>p2>p3；m；。 14．(1) O=C=O 6：1 (2)+430 (3)BC (4)< (5)57.14% (6)1 【详解】（1）中存在碳氧双键，结构式为O=C=O；分子中极性键为碳氢键、非极性键为碳碳键，两者个数比为6:1； （2）图甲是298K时相关物质的相对能量，反应焓变等于生成物的能量和减去反应物的能量和，则的+430 kJ/mol； （3）A．反应中存在能量的变化，在恒容绝热的条件下，温度不再改变，说明该反应已达平衡状态，A正确； B．在恒温恒压的条件下，充入稀有气体氦气，体积变大，平衡正向移动，B错误； C．K只受温度影响，若温度不变，即使平衡向右移动，平衡常数K也不变，C错误； D．反应为吸热的熵增反应，该反应在高温条件下自发，D正确； 故选BC； （4）反应平衡时，正逆反应速率相等，温度为℃时，，则，同理，温度为℃时，，反应为吸热反应，升高温度K值变大，故<； （5）在一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入7mol，达到平衡时和的体积分数均为20%： 反应后乙烷、乙烯、氢气、甲烷分别为7mol-2a、1.5a、a、a，则总的物质的量为7mol+1.5a，，a=2mol；乙烷的总转化率为； （6）反应后乙烷、乙烯、氢气、甲烷分别为3mol、3mol、2mol，该温度下主反应的平衡常数K= mol/L。 15．(1)   (2) (3)B (4) (5) 900℃ (6) N 4 (7) 【详解】（1）分子中每个氮原子均为8电子稳定结构，结构简式为：  ; （2）将方程式进行处理，根据盖斯定律：； （3）由反应II及NO的平衡转化率与温度的关系曲线图可知：温度越高，压强越大，B点的温度最高，所以B点对应的压强最大； （4）设起始投入n mol和n mol，列三段式： ，平衡时的分压分别为0.2p Pa，0.2p Pa，0.6p Pa，则该反应的； （5）由反应的机理图可知，是反应物，为生成物，脱销过程的总反应的化学方程式为； 由NO脱除率曲线图可知：在900℃时，NO脱除率最高，脱除率为0.75，所以脱除NO的最佳温度为900℃； （6）由含氮配合物的化学式可知，含氮配合物中的配位原子为N，配位数为4； （7）晶体的晶胞棱长为（2a+2b）cm,1mol晶体的质量为206g，所以晶体的密度为。 16．(1) 2 2 (2)-49 (3) 8 2-x (4) b 总反应ΔH＜0，升高温度时，平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数减小 33.3% 【详解】（1）二氧化碳的结构式为O=C=O，含有2个σ键和2个π键，故答案为2；2； （2）根据盖斯定律可知，①+②得出ΔH=ΔH1+ΔH2=(+41)kJ/mol+(-90)kJ/mol=-49kJ/mol；故答案为-49； （3）根据晶胞图可知1个Zr4+与8个O2-结合，因此Zr4+的配位数为8；根据化合价代数和为0，有2x+4(1-x)=2y，解得y=2-x；故答案为8；2-x； （4）①氢气与二氧化碳反应方程为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，依据反应平很常数的定义，该反应的平衡常数的表达式K=；故答案为； ②该反应为气体物质的量减少的反应，增大压强，平衡向正反应方向进行，甲醇的物质的量分数增大，根据图像可知a曲线代表等温下压强与甲醇物质的量分数之间的关系，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，甲醇的物质的量分数减小，根据图可知，曲线b代表等压下温度与甲醇物质的量分数之间的关系，故答案为b；总反应ΔH＜0，升高温度时，平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数减小； ③令初始时，n(H2)=3mol，则n(CO2)=1mol，参加反应的CO2物质的量为amol，则x(CH3OH)=0.10时，n(CO2)=(1-a)mol，n(H2)=(3-3a)mol，n(CH3OH)=n(H2O)=amol，则有=0.1，解得a=，则CO2的转化率为=33.3%；故答案为33.3%。 17．(1) (2) (3) (若写出也可) 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅱ+2×反应Ⅲ可得反应Ⅰ，ΔH1=ΔH2+2ΔH3 （2）①由（1）可知，ΔH1=ΔH2+2ΔH3=-41×2=+247，反应Ⅰ和反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，和的物质的量减小，由于起始时通入3和1，则x表示CO2、反应Ⅲ是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的物质的量增大，则z表示CO； ②根据图知，900K时，n(CO)=n(CO2)=amol、根据碳原子守恒得n(CH4)=(3+1-a×2)mol=(4-2a)mol，根据氢原子守恒得n(H2O)+n(H2)=，则气体总物质的量=2amol+(4-2a)mol+=，的物质的量分数为，根据氧原子守恒得n(H2O)=3mol×2-amol-2amol=(6-3a)mol，n(H2)=-(6-3a)mol=(7a-12)mol，反应Ⅲ的平衡常数Kc=； （3）根据图知，碳氢分离过程中Fe3O4和CO、H2反应生成Fe，CaO和CO2反应生成CaCO3，涉及的方程式为Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2、Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O、CaO+CO2=CaCO3、3Fe+4CaCO3=4CaO+Fe3O4+4CO↑。 18．(1) +=N*+ 3H* 62 (2) 分散度越高，总表面积越大，吸附的反应物越多 不变 反应中氨气浓度减小但吸附量不变，平均反应速率不变 (3) T3 50% 1/8或0.125 【详解】（1）决速步骤是速率最慢的，活化能最高的，因此反应的方程式为+=N*+ 3H*；该步反应的活化能=17+45=62KJ/mol； （2）相同质量的同种催化剂，在载体上的分散度越高，总表面积越大，吸附的反应物越多，接触面积越大，反应速率越快；由表中数据得知，每间隔10分钟，氨气浓度减少0.1c0，因此反应速率不变，原因是尽管反应物中氨气浓度减少，但是吸附量不变，平均反应速率不变； （3）合成氨反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，平衡时氨气的物质的量分数越小，T3温度最高； ，x=2，M点N2的转化率为，由接近平衡时净速率方程v(NH3) =k1p(N2)，接近平衡时v(NH3)=0，则有k1p(N2)=0，k1p(N2) =由α=0.5得出=Kp，由上述三段式得出MPa，=2MPa，=4MPa，。 19．(1) −361.22 ① (2) Ⅰ 该反应为放热反应，越大，温度越低，平衡正向移动，N2O平衡转化率越高 3.4 不变 (3) k1 ac 【详解】（1）根据图2的信息得到总反应：CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g) ΔH=−361.22kJ·mol－1；该总反应的决速步是活化能最大的那一步即反应①[81.9 kJ∙mol−1 –(−67.7 kJ∙mol−1 )=148 kJ∙mol−1；故答案为：−361.22；①。 （2）①该反应是放热反应，逐渐增大即温度逐渐减小，平衡正向移动，转化率增大，因此表示N2O的转化率随的变化为曲线I；说明理由该反应为放热反应，越大，温度越低，平衡正向移动，N2O平衡转化率越高；故答案为：Ⅰ；该反应为放热反应，越大，温度越低，平衡正向移动，N2O平衡转化率越高。 ②该反应在T4时，,该反应的分压平衡常数Kp=；故答案为：3.4。 ③其他条件不变，缩小体积，若总压变为200kPa, 由于反应是等体积反应，平衡不移动，因此N2O的平衡转化率将不变；故答案为：不变。 （3）①根据题意得到第二步反应速率等于整个分解速率即k1·c(N2O)·c(I)= k·c(N2O)· [c (I2)]0.5，，则，则k= k1；故答案为：k1。 ②a．根据反应过程分析得到IO为反应的中间产物，故a正确；b．根据υ=k·c(N2O)· [c (I2)]0.5，则碘蒸气的浓度大小会影响N2O的分解速率，故b错误；c．第二步是慢反应，对总反应速率起决定作用，故c正确；d．碰撞理论认为，催化剂降低活化能，活化分子数目增多，活化分子百分数增多，故d错误；综上所述，答案为：ac。 20．(1)-245.2 kJ·mol-1 (2) 正极 增大 (3) 0.3mol 温度过低则反应速率较慢，温度过高则CO选择性过大导致二甲醚选择性减小 【详解】（1）盖斯定律可知，-(i)+2×(ii)+(iii)得：3CO(g)+3H2 (g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的 ΔH =-(+41.0 kJ·mol-1)+2×(-90.4 kJ·mol-1)+ (-23.4 kJ·mol-1)= -245.2 kJ·mol-1； （2）电池工作时，A电极上过氧化氢得到电子发生还原反应生成水，为正极， 反应为，该电极消耗氢离子，附近溶液的pH增大；电极B的电极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，反应式为； （3）①平衡常数等于生成物浓度系数次方与反应物浓度系数次方之比，反应Ⅱ的平衡常数表达式K=。 ②T°C时，起始投入3 mol CO2、6 mol H2 ，由图可知，达到平衡时二氧化碳转化率为40%，则反应1.2mol二氧化碳，CO选择性性25%，则反应Ⅰ生成1.2mol×25%=0.3molCO，根据反应Ⅰ方程式体现的关系可知，理论上消耗H2的物质的量为0.3mol。合成二甲醚时较适宜的温度为260 °C ，其原因是温度过低则反应速率较慢，温度过高则CO选择性过大导致二甲醚选择性减小，故合成二甲醚时较适宜的温度为260 °C。 21．(1) (2) 241.0 (3) a 该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动 (4) ⅱ 【详解】（1）纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用，熔融或为电解液，在发生电极反应时生成中间体，得电子生成Fe，惰性电极I的电极反应式为，生成氨气的反应为：， 答案：； （2）在反应历程中，能垒最大的即为决速步骤，根据图所示，第二步为决速步骤，， 根据图示，反应焓变是-87kJ/mol，即图中最终阶段相对初始阶段的能量是-87kJ/mol，那么由TS3到最终阶段，就有E=E1-E2=(-87kJ/mol)-87.5kJ/mol=，=241.0，答案：241.0； （3）①温度越高、压强越大，化学反应速率越快反应，达到平衡时间越短，在这三种条件下，、条件对应的曲线的温度和压强都较大，所以反应达到平衡时间最短，根据图知，曲线a表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线，答案：a； ②由分析可知，b表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线、c表示、条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线，该反应为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，所以温度相同时，b、c两条曲线最终重合， 故答案：该反应为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动； （4）①越大，反应温度T越低，该反应为放热反应，降低温度，正逆反应速率均减小，则-lgk正、-lgk逆均增大，平衡向正反应方向移动，则-lgk正小于-lgk逆，则斜线ⅱ能表示-lgk正随变化关系，故答案为: ⅱ； ②当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则，反应的平衡常数，由图可知，温度为T1时，-lgk正、-lgk逆分别为a+10、a+20，则，故答案：。 22．(1) -122.5 A (2) 温度高于320℃时，催化剂X活性降低，反应速率减慢 不能 280 ℃时，在两种催化剂作用下反应都未达到平衡状态 (3) 80% 或其他合理形式 (4)CH3OCH3+6O2-－12e- = 2CO2+3H2O 【详解】（1）①根据盖斯定律，ΔH3=2ΔH1+ΔH2=2×(-49.5)+(-23.5)=-122.5kJ·mol-1；该反应ΔS<0，要有利于该反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，T应该为较低温度； ②根据盖斯定律，Ⅲ=2Ⅰ+Ⅱ，则K3=。 （2）①温度过高会导致催化剂X的活性降低，从而导致反应速率减慢； ②由图像可知，280℃时，在两种催化剂作用下反应都未达到平衡状态，因此不能计算出280℃时该反应的平衡常数。 （3）①CO2的转化率为75%，则参与反应的CO2为2×75%mol=1.5mol，生成0.6molCH3OCH3，则生成消耗CO2的物质的量为1.2mol，CH3OCH3的选择性=； ②280℃达到平衡时，共反应了2mol×75%=1.5molCO2，生成了0.6molCH3OCH3，则反应Ⅰ消耗1.5mol-2×0.6mol=0.3molCO2，反应Ⅲ消耗2×0.6mol=1.2molCO2，即可得平衡时n(CO2)=2mol-1.5mol=0.5mol，n(H2)=6mol-0.3mol×3-0.6mol×6=1.5mol，n(CH3OH)=0.3mol，n(H2O)=0.3mol+0.6mol×3=2.1mol，n(CH3OCH3)=0.6mol，共有气体5mol，容器内的气体压强为4.8MPa，可列出反应Ⅲ的分压平衡常数Kp=MPa-4。 （4）O2-向a极移动，可知a极为负极，对应的负极电极反应式为CH3OCH3+6O2－－12e－=2CO2+3H2O。 23．(1) (2) CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)    △H=-162kJ•mol-1 升高温度，k增大使v提高，Kp减小使v时，T＞Tm时，Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高 (3) 低温 m1＞m2＞m3 p1＞p2＞p3 其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，因此p1＞p2＞p3 【详解】（1）大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中二氧化碳的浓度为，根据反应②，其平衡常数 ，因，故； （2）①已知CH4的生成焓(由稳定单质生成该物质)为△H=-71.7kJ•mol-1，可得到反应ⅣC(s)+2H2(g) CH4(g) △H4=-71.7kJ•mol-1； 反应II：C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)    △H2=+90.3kJ•mol-1    根据盖斯定律，由Ⅳ-II得CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式为：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)    △H=-162kJ•mol-1，答案为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)    △H=-162kJ•mol-1； ②k随着温度的升高而增大，Kp随温度的升高而减小。T< Tm时，升高温度，k增大使v提高，Kp减小使v降低。T>Tm时，Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高； （3）①温度升高平衡常数K减小，则为放热反应，△H<0，该反应是气体体积缩小的反应，则△S<0，△H-T△S<0，反应才能自发进行，则△H<0，其正反应在低温下能自发进行； ②图a可以理解为CO2物质的量不变，H2量不断增加，平衡正向移动，CO2转化率不断增大，因此氢碳比从大到小的顺序为m1＞m2＞m3； ③该反应是气体体积减小的反应，由图b可知，同一温度条件下，从下往上看，转化率增大，说明平衡正向移动，向体积减小方向移动即加压，压强从大到小的顺序为p1＞p2＞p3，答案为：其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，因此p1＞p2＞p3。 24．(1) N2(g)+ 3H2(g)2NH3(l) ΔH=-132 kJ/mol c (2) L2 该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，逆反应的平衡常数增大 1 (3) p3>p2> p1 生成丙烯腈的反应是气体分子总数增大的反应，压强越大，平衡逆向移动，丙烯腈选择性越低 20. 5 12. 5 【详解】（1）根据ΔH=正反应活化能-逆反应活化能，由图可知molN2(g)与molH2(g)生成1molNH3(1)的反应热ΔH=254kJ-300kJ -20kJ=-66kJ/mol，则该反应的热化学方程式为：N2(g)+ 3H2(g)2NH3(l) ΔH=-132 kJ/mol； a.该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，降低氨气的百分含量，故不符合题意； b.将平衡体系中的氨气分离出来，降低了氨气的百分含量，同时反应速率减小，故不符合题意； c.增大体系压强，反应速率加快，同时平衡正向移动，  可以提高氨气的百分含量，故符合题意；   d.加入合适的催化剂，可以加快反应速率，但平衡不移动，不能增加氨气的百分含量，故不符合题意； 故答案为：N2(g)+ 3H2(g)2NH3(l) ΔH=-132 kJ/mol；c； （2）①该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，逆反应平衡常数增大，则L2表示逆反应的平衡常数与温度变化关系，故答案为：L2；该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，逆反应的平衡常数增大； ②平衡时：v正= v逆，即k正·c(N2)·c3(H2) =k逆·c2(NH3)，，T0°C时，，又，可得：，故答案为：1； （3）①由反应可知，主反应生成丙烯腈，且该反应是气体分子总数增大的反应，压强越大，平衡逆向移动，丙烯腈选择性越低，结合图像在温度一定是压强由过程中丙烯腈的选择性增大，则压强：p3>p2> p1，故答案为：p3>p2> p1；生成丙烯腈的反应是气体分子总数增大的反应，压强越大，平衡逆向移动，丙烯腈选择性越低； ②设主反应消耗xmol，副反应消耗丙烷ymol，列三段式得： 由已知条件可得：x+y=1×90%=0.9；3x+y=2.5，解得：x=0.8，y=0.1 则平衡时：n()=0.1mol，n()=1.5-1.5x-y=0.2mol，n()=1-x=0.2mol，n()=0.8mol，n()=2.5mol，n()=0.1mol。 则平衡时C3H3N的分压为； 副反应的Kp=； 故答案为：20.5；12.5； 25．(1) (2) 吸收二氧化碳有利于平衡正向移动，从而提高甲烷的转化率 CD 7 (3) < P点有分子筛膜，分离出水有利于平衡正向移动，从而提高甲醇的产率 (4) Fe 【详解】（1）1 g 燃烧生成放热121 kJ，可得热化学方程式：； 1 mol 蒸发吸热44kJ，可得：； 燃烧热的热化学方程式 ，由该盖斯定律可知该反应可由：I-II得到，，燃烧热的热化学方程式 ，故答案为：； （2）①加入多孔CaO，可以吸收反应II生成的二氧化碳，从而降低CO的浓度，有利于反应I的平衡正向移动，从而提高甲烷的转化率，故答案为：吸收二氧化碳有利于平衡正向移动，从而提高甲烷的转化率； ②A．加催化剂只能加快反应速率，对平衡无影响，不能提高甲烷转化率，故不选； B．增加用量，使甲烷的转化率降低，故不选；     C．移除 ，可使反应正向移动，从而提高甲烷的转化率，故选； D．恒温恒压，通入惰性气体，容器体积增大，平衡向气体分子数增大的方向移动，有利于反应I正向进行，从而提高甲烷的转化率，故选； 故答案为：CD； ③500℃、恒压()条件下，1 mol 和1 mol 反应达平衡时，的转化率为0.5，结合反应列三段式： 平衡时体系中含有：0.5mol、0.25mol、0.25molCO、0.25molCO2、1.75molH2、气体总物质的量3mol， 则反应II的平衡常数，故答案为：7； （3）由图可知随温度升高，甲醇的产率降低，说明升高温度平衡逆向移动，则逆向为吸热方向，该反应为放热反应，小于0，P点有分子筛膜，能将水分离，水为生成物，分离出水有利于平衡正向移动，从而提高甲醇的产率，故答案为：<；P点有分子筛膜，分离出水有利于平衡正向移动，从而提高甲醇的产率； （4）由晶胞结构可知黑球的个数为，灰球的个数为：8，黑球代表：M(NH3)4，白球代表：BH4，则该晶胞的化学式为：M(NH3)4[BH4]2，其摩尔质量为，则M的相对原子质量为56，该元素为Fe，其在该化合物中的价态为+2价，价电子排布式为：，故答案为：Fe；； 26．(1) 高温 (2)C (3) 20 【详解】（1）根据盖斯定律，3①+③-②得，；，反应自发进行，该反应中，因此高温下反应自发进行； （2）A. 各物质均为气体，恒容条件下，密度为恒值，不能判断，A项错误； B. 由于方程式与前系数为1：4关系，故生成浓度满足与是否平衡无关，不能判断，B项错误； C. 由于方程式两边气体分子前系数不等，当压强为一定值时，可判断达到平衡，C项正确； D. 消耗速率属于正反应速率，消耗速率是逆反应速率，当正逆反应速率之比等于化学方程式计量数之比，即，不能判断，D项错误； （3），当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，，则；分压 =总压×物质的量分数，平衡时物质的量为(0.8+0.4+0.8+0.2)mol=2.2mol，。 27．(1) -634.3 kJ/mol 温度低于500℃，反应速率低；温度高于500℃，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，都不利于甲烷的生成 0.1 mol/(L·min) 66.7% (2) 5CO2+16H2C5H12+10H2O Fe电极作阳极，电极反应式为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+ (3) 64 使用更高效的催化剂，增大催化剂比表面积 【详解】（1）①已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H3=-395.6 kJ·mol-1， ②CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  ∆H1=-156.9 kJ·mol-l 根据盖斯定律，将①×2-②，整理可得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-634.3 kJ/mol； ②加氢合成甲烷时，温度低于500℃时，反应速率低，温度高于500℃，对于副反应CO2(g) +H2(g)CO(g)+H2O(g)，正反应吸热，平衡向生成CO的方向移动程度增大，都不利于甲烷的生成； ③500℃时，向1 L恒容密闭容器中充入4 mol CO2和12 mol H2，n(总)=4 mol+12 mol=16 mol，初始压强为p，20 min时主、副反应都达到平衡状态，测得c(H2O)=5 mol·L-1，n(H2O)=5 mol，体系压强为，则此时气体的总物质的量n(总)平=，由于副反应是反应前后气体体积不变的反应，对于主反应，每有1 mol CO2发生反应，反应产生1 mol CH4和2 mol H2O(g)，反应后气体的物质的量减少2 mol，现在反应后气体的物质的量减少4 mol，反应消耗2 mol CO2气体，产生2 mol CH4，该反应产生4 mol H2O(g)，副反应反应产生1 mol H2O，消耗1 mol CO2气体，则0~ 20 min内v(CH4)=； 根据上述分析可知：平衡时CH4的物质的量是2 mol，反应消耗CO2的物质的量为2 mol+1 mol=3 mol，故平衡时甲烷的选择性=； （2）①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12)，则根据元素守恒可知该反应的化学方程式为：5CO2+16H2C5H12+10H2O； ②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe作电极，电解质溶液为稀硫酸，铁电极为阳极，失去电子发生氧化反应产生Fe3O4，故Fe电极的反应式为：3Fe-8e-+4H2O= Fe3O4+8H+； （3）已知Arhenius经验公式为RInk=-+C ( Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，分析可知：活化能是直线斜率的相反数，a的斜率为-64，则反应的活化能为64 kJ/mol，b和a相比，斜率的相反数减小，活化能降低，实验可能改变的外界条件是：使用更高效的催化剂，增大催化剂比表面积。 28．(1)-90.8 (2) 吸收 原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率 N2在催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率 BD (3) > 0.05 (4)2NH+2e-=2 NH3+H2↑或2NH3+2e-=H2↑+2NH 【详解】（1）根据表中键能数据，可得∆H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=946.0 kJ·mol-1+436.0 kJ·mol-1-390.8 kJ·mol-16=-90.8 kJ/mol。 （2）i.根据模拟示意图可知，图②到图③的过程表示的是化学键断裂的过程，化学键断裂需要吸收热量，所以该过程表示的是吸热过程。 ii.原料中N2相对H2易得，且合成氨反应是可逆反应，适度N2过量有利于提高H2的转化率，N2在催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。 iii.A．合成氨反应是可逆的放热反应，根据勒夏特列平衡移动原理，升高温度并不能提高平衡转化率，但能加快化学反应速率和提高催化剂活性，故A错误； B．由于NH3有较强的分子间作用力，可将其液化，不断将液氨移去，有利于化学平衡向正反应方向移动，故B正确； C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体，并不能改变N2和H2的浓度，并不利于提高平衡转化率，故C错误； D．制备原料气过程中会产生其他气体杂质，为了防止催化剂中毒和安全事故发生，因此原料气须经过净化处理，故D正确； 答案BD。 （3）i.合成氨反应是放热反应，温度越高，混合物中氨的物质的量分数越低，所以M点对应的温度小于N点对应的温度，温度越高，平衡常数越小，故KM>KN。 ii.由M点的坐标可知此时总压是50MPa，氨的物质的量分数是60。由投入氮气和氢气的物质的量比是1︰3，它们反应时N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，消耗的物质的量比也是1︰3，所以平衡时剩余的氮气和氢气的物质的量比也是1：3。则混合气体中剩余的40分子中，N2分子10，H2分子占30，则根据分压=总压×物质的量分数，可得P(N2)= 50MPa10=5 MPa，P(H2)= 50MPa=15 MPa ，P(NH3) ==30 MPa，则Kp= 。 （4）用Pt电极对液氨进行电解，阴极发生还原反应，则移向阴极的阳离子NH或NH3分子得电子被还原成氢气，则阴电极反应式为2NH+2e-=2 NH3+H2↑或2NH3+2e-=H2↑+2NH。 29． 498 4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)  △H=—1196kJ/mol 1.875×10-4mol•L-1•s-1 5000 ce 该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，NO的转化率减小 p1>p2>p3 【分析】（1）反应热等于反应物键能总和减去生成物键能总和，1 mol N2(g)、1 mol O2(g)、1 mol  NO(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946kJ、x kJ、631.75kJ的能量，根据N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+180.5 k J•mol-1计算1mol O2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量； （2）已知：①2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)△H=-566.0 kJ•mol-1 ②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+180.5 k J•mol-1 ③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H=-116.5 kJ•mol-1 ， 根据盖斯定律，①×2-②-③可得：2NO2(g)+4CO(g)⇌N2(g)+4CO2(g)，据此计算△H； （3）①先根据在△c(N2)=△c(NO)计算出2s内氮气的浓度变化，然后根据v=计算前2 s内的平均反应速率v（N2）；反应时间为4s时，反应达到平衡，根据平衡常数K=计算； ②根据化学平衡状态的直接判据和间接判据判断是否处于平衡状态； ③该反应的正反应放热，根据温度对化学平衡的影响分析；由方程式可知，正反应为气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，据此判断P1、P2、P3的大小。 【详解】(1)反应热等于反应物键能总和减去生成物键能总和，1 mol N2(g)、1 mol O2(g) 、1 mol  NO（g） 分子中化学键断裂时分别需要吸收946kJ、xkJ、631.75kJ的能量，根据N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+180.5 k J⋅mol−1可知，1molNO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为：(946+x−2×631.7)kJ/mol=180.5kJ/mol，解得x=498 kJ/mol； 故答案为：498 kJ/mol； (2)已知：①2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)△H=−566.0 kJ⋅mol−1 ②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+180.5 k J⋅mol−1 ③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H=−116.5 kJ⋅mol−1， 根据盖斯定律,①×2−②−③可得：2NO2(g)+4CO(g)⇌N2(g)+4CO2(g)△H=(−566.0×2−180.6+116.5)kJ⋅mol−1=−1196kJ⋅mol−1， 故答案为：2NO2(g)+4CO(g)⇌N2(g)+4CO2(g)△H=−1196kJ⋅mol−1； (3) 根据反应，列“三段式”，2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 开始mol/L： 10×10−4 36 ×10−4 0 0 变化mol/L： 9×10−4 9×10−4 4.5×10−4 9×10−4 平衡mol/L： 1×10−4 27×10−4 4.5×10−4 9×10−4 在2s内，△c(N2)=△c(NO)= ×(10-2.5)×10−4mol/L=3.75×10−4mol/L，故v(N2)= = =1.875×10−4mol/(L⋅s)； 反应时间为4s时，反应达到平衡，K= ==5000， 故答案为：1.875×10−4mol/(L⋅s)；5000； ②根据化学反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)， a. 2v正(CO)=v逆(N2)，不代表正逆反应速率相等，不能判断反应是否平衡，故a错误； b. c(CO)=c(CO2)，浓度相等，不代表达到平衡，故b错误； c. 容器内压强不变，由于此反应左右两边系数不相等，故压强不变，可以判断平衡，故c正确； d. 恒容密闭容器中，气体的总质量不变，容器总体积不变，混合气体密度总是不变，故密度不变不能判断是否达到平衡状态，故d错误； e. 气体的总质量不变，气体的总物质的量是一个变值，混合气体的平均相对分子质量是一个变值，平均分子质量不变了，化学反应达到平衡状态，故e正确 故答案为：ce； ③该反应的正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小或正反应放热，温度越高，越不利于反应正向进行，NO的平衡转化率越小； 由方程式可知，正反应为气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，根据图示可知压强P1、P2、P3的大小顺序为：P1>P2>P3， 故答案为：该反应的正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小(或正反应放热，温度越高，越不利于反应正向进行，NO的平衡转化率越小)；P1>P2>P3。 【点睛】化学平衡状态的判断，根据正逆反应速率相等，各成分的浓度保持不变的直观判据，其他判据也要分析是否为变值不变的状态。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$