2025年吉林高考化学一轮专练——反应原理综合题53道

2025年吉林高考一轮专练——反应原理综合题 53 道 一、原理综合题 1．（2024·吉林长春·长春十一高校考模拟预测）煤炭燃烧时产生大量 SO2、NO 对环境造成很大污染，将煤进行气化和液化是减少污染的有效手段。 煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案，最常见的液化方法为用煤生产 CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下： i：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1 ii：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=41.2kJ/mol iii：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H3=-132.0kJ/mol 850℃时，三个反应的平衡常数分别为 K1=160、K2=243、K3=160。 ①△H1= ，该反应在 (填“高温”或“低温”)能自发进行。 ( 物 质 H 2 CO 2 CH 3 OH H 2 O 浓 度 /mol/L 0.2 0.5 0.8 0.8 )②850℃时，在密闭容器中进行反应 i，开始时只加入 CO2、H2，反应 10min 后测得各组分的浓度如表。比较正、逆反应的速率的大小：v 正 v 逆(填“>”“<”或“=”)。 在 CO2 利用的科研中，中科院天津工业生物所将 H2 与 CO2 反应合成甲醇，再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉，首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。该研究成果在碳中和、碳排放、温室效应、粮食危机等方面有着重大意义。 回答下列问题： ( CO 2 H 2 CH 3 OH CO H 2 O 起始量 /mol 4.0 8.0 0 0 0 平衡量 /mol n 1 3.0 )保持温度 T 不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的 CO2 和 H2，同时发生反应 i 和 ii，起始及达平衡时，容器内各气体的物质的量如表所示。 已知起始时总压强为 1.5pkPa，平衡时体系总压强为 pkPa，则表中 n1= ，反应 i 的平衡常数 Kp= 。(含 p 的式子表示) ( 试卷第 页，共 63 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 取物质的量浓度为 amol•L-1 的甲醇，选择不同的工程酶组块作为催化剂反应 10h，测得实验数据如表所示。 实验序号 温度/K 不同工程酶的组块 淀粉/(g•L-1) 1 T1 agp－M1 0.21 2 T1 agp－M2 0.38 3 T2 agp－M2 1.82 4 T2 agp－M3 1.24 ①根据表中数据选取最佳的反应条件 (填实验序号)。 ②已知温度升高，反应生成的淀粉量先增加后急剧减少，其可能原因是 。 ③实验 4 可用淀粉的质量浓度表示反应速率为 g•L-1•h-1。 2．（2024·吉林·统考模拟预测）我国提出“碳达峰”与“碳中和”目标，更加凸显了利用 CO2 合成高价值化学品的重 要性。 A. 该反应的熵变△S 0(填“＞”、“＜”或“=”)；CO2 的电子式为 。 B. ( 物 质 CO 2 (g) CH 4 (g) CO(g) H 2 (g) 标准摩尔生成焓 /kJ ·mol - 1 - 393.5 - 74.8 - 110.5 0 )已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为 100kPa，一定温度下，由元素最稳定的单质生成 1 摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表： 若该催化重整反应生成了 2 mol CO，所需热量为 kJ，有利于提高 CO2 平衡转化率的条件是 (填标号)。 a．高温高压 b．高温低压 c．低温高压 d．低温低压 C. 在恒温(T)、恒压(p)条件下，向密闭容器中加入 CO2 和 CH4 各 2 mol 及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时， CO2 的转化率为 50％。该温度下反应的平衡常数 Kp= (用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。 工业上利用 CO2 超干重整 CH4 的转化如图所示： CO2 超干重整 CH4 总反应的化学方程式为 。 关于 CO2 超干重整 CH4 反应，下列说法错误的是 (填序号) · 在 450℃下，向恒容容器中投料进行反应，混合气体总压强不变说明反应达到平衡状态 b．转化②实现了含碳物质与含氢物质的分离 c．转化③中 Fe 与 CaCO3 反应的物质的量之比为 4∶3 3．（2024·吉林长春·吉林省实验校考模拟预测）研究烟气的脱硝(除 NOx)、脱硫(除 SO2)技术有着积极的环保意义。 一定条件下，用 CH4 催化还原可消除 NO 污染。 已知： Ⅰ．CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -865.0 kJ ·mol-1 Ⅱ．2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H= -112.5 kJ·mol-1 适量的 N2 和 O2 完全反应，每生成 2.24 L(标准状况下)NO 时，吸收 8.9 kJ 的热量；则 CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= kJ·mol-1。 一定条件下，用 NH3 催化还原可消除 NO 污染，其反应原理如下：4NH3 (g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H= - 1980 kJ/mol ①应速率与浓度之间存在如下关系：v 正=k 正 c4(NH3)·c6 (NO)，v 逆=k 逆 c5(N2)·c 6(H2O)。k 正、k 逆为速率常数，只受温度影响。350°C 时，在 2 L 恒容密闭容器中，通入 0.9 mol NH3(g)和 1.2 mol NO(g)发生反应，平衡时 NO 转化 k正 ( k )率为 50%，则此温度下 = 。 逆 ②若保持其他条件不变，将上述恒温恒容容器改为恒温恒压容器，达到新平衡时，N2 的体积分数与原平衡相比 将 (填“增大”、“减小”或“不变”)；若温度升高，则 k 正增大 m 倍，k 逆增大 n 倍，则 m n(填“＞” “＜”或“=”)。 ③保持温度不变，在恒容密闭容器中按一定比例充入 NH3(g)和 NO(g)发生反应，达到平衡时，H2O(g)的体积分数 n(NO) n(NO) φ(H2O)随 n(NH ) 的变化如图所示，当 n(NH ) =2.0 时， 达到平衡φ (H2O)可能是 A、B、C 三点中的 (填“A”、 3 3 “B”或“C”)。 利用电解装置也可进行烟气处理，如图可将雾霾中的 NO、SO2 分别转化为NH+ 和SO2- ，阳极的电极反应式 4 4 为 ；物质 A 是 (填化学式)。 4．（2024·吉林长春·校联考模拟预测）CO2 作为未来的重要碳源，其选择性加氢合成 CH3OH 一直是研究热点。在 CO2 加氢合成 CH3OH 的体系中，同时发生以下反应： 反应 i：CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)△H1＜0 反应 ii：CO2(g) +H2(g)  CO(g) +H2O(g) △H2 反应 i 在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可以自发进行。 ( f m )在特定温度下，由稳定态单质生成 1mol 化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓( Δ Hθ )。下表为几种物质在 298K 的标准生成焓，则反应 ii 的△H2= kJ·mol-1. 物质 H2(g) CO2(g) CO(g) H2O(g) H (kJ·mol-1) f m 0 -394 -111 -242 在 CO2 加氢合成 CH3OH 的体系中，下列说法错误的是 (填标号)。A．增大 H2 浓度有利于提高 CO2 的转化率 B．若气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡 C．体系达平衡后，若压缩体积，则反应 i 平衡正向移动，反应 ii 平衡不移动。 D．选用合适的催化剂可以提高平衡之前 CH3OH 在单位时间内的产量 某温度下，向容积为 1L 的密闭容器中通入 1molCO2 (g)和 5molH2(g)， 10min 后体系达到平衡，此时 H2 的转 化率为 8%，CH OH 的选择性为 50%。已知：CH OH 的选择性 ①用 CO2 表示 0~10min 内平均反应速率 v(CO2)= 。 ②反应 i 的平衡常数 K (写出计算式即可)。 维持压强和投料不变，将 CO2 和 H2 按一定流速通过反应器，二氧化碳的转化率α(CO2) 和甲醇的选择性 x(CH3OH)随温度变化的关系如图所示： 已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应 i 和反应 ii，分析 235℃后曲线变化的原因。 ①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是 ； ②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是 。 5．（2024·吉林长春·统考模拟预测）乙酸是一种合成纤维、医药、农药、染料和粘合剂的重要的化工原料，也是优良的有机溶剂。 已知 CO 的燃烧热为 283kJ/mol；CH3OH 的燃烧热为 725kJ/mol；CH3COOH 的燃烧热为 870kJ/mol。试写出由 CO 与 CH3OH 制取 CH3COOH 的热化学方程式： 。 ( 2 )工业上制取一氧化碳常用焦炭与氧气和二氧化碳反应。已知：C(s)+ 1 O2(g)⇌CO(g) △H1=-110.5kJ/mol ① C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) △H2=+552.5kJ/mol ② 工业上将一定比例的氧气和二氧化碳投入焦炭炉中反应，不同温度下，达到平衡时氧气和二氧化碳体积分数如图： 试解释随温度的升高氧气与二氧化碳的变化趋势的原因： ；在 850℃时反应炉中达到热平衡，则通入的 n(O2)：n(CO2)= (填，最简单整数比)；此时反应器中压强为 p0，则反应②的 Kp= 。 650℃向某 1L 容器中投入 1mol 甲醇和不同物质的量的一氧化碳，测得平衡时反应物或生成物的体积分数如图： 则曲线 c 表示的物质是 ；e 点 CO 的转化率为 ；(用分数表达或保留三位有效数字)在 M 点平衡状态下进行压缩，则重新达到平衡，M 点可能移到： 。(填“不变”“O”“N”或“P”)。 6．（2024·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）为减少 CO2 对环境造成的影响，可采⽤“CO2 催化加氢制甲醇” ⽅法将其资源化利⽤。 该反应体系中涉及以下三个反应： CO2 (g)+3H2 (g)  CH3OH(g)+H2O(g) CO2 (g)+H2 (g)  CO(g)+H2O(g) CO(g)+2H2 (g)   CH3OH(g) H1 =a kJ·mol-1 H2 =b kJ·mol-1 回答下列问题： · 已知CO(g)+2H2 (g)   CH3OH(g) 的正反应的活化能为 c kJ·mol-1，则逆反应的活化能为 kJ·mol-1. · 反应 I、II 的 lg K(K 代表化学平衡常数)随 1/T(温度的倒数)的变化如图所示。 ①ΔH2 0(填“⼤于”或“⼩于”或“等于”)； ②降低温度，反应COg +2H2 g   CH3 OH g 的化学平衡常数 (填“增⼤”或“减⼩”或“不变”)。原因为 。 ③关于反应Ⅲ的 lg K(K 代表化学平衡常数)随 1/T(温度的倒数)的变化图正确的是 A、 B、 C、 D、 ④在 a 点温度下，若只发⽣I、II 两个反应，在 2L 的容器中投⼊⾜量的 CO2 和 3molH2，达到平衡后氢⽓的转化率为 80%，此条件下甲醇的选择性(指转化为甲醇的 CO2 占发⽣反应的 CO2 的百分比)为 。 · 向 2L 密闭容器中分别投⼊⼀定量的 CO 和 H2 发⽣反应Ⅲ，其他条件相同时，在甲、⼄两种催化剂的作⽤下， CO 的转化率与温度的关系如图所示。在催化剂甲的作⽤下，温度⾼于 210℃时，CO 转化率降低的可能原因是 。 A．催化剂活性降低 B．温度升⾼副反应增多 C．温度升⾼平衡逆向移动 D．该反应的活化能升⾼ 7．（2024·吉林长春·统考模拟预测）氨是最重要的氮肥，也是产量最大的化工产品之一。 Ⅰ.合成氨工艺是人工固氮的重要途径。 可用作合成氨的催化剂有很多，如 Os，Fe，Pt，Mn，Co 等金属及相应的合金或化合物。该反应在 LaCoSi 催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下： 注：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字单位：eV)，TS 表示过渡态，*表示吸附态。 ①写出 N2 参与化学吸附的反应方程式 。 ②以上历程须克服的最大能垒为 eV。 在使用同一催化剂时，将 2.0molN2 和 6.0molH2 通入体积为 2L 的密闭容器中，分别在 T1 和 T2 温度下进行反应。曲线 A 表示 T1 温度下 n(H2)的变化(a 点恰好达到平衡)，曲线 B 表示 T2 温度下 n(NH3)的变化。 ①T1 温度下，该反应的化学平衡常数 K= 。 ②T2 温度下反应进行到某时刻，测得容器内气体的压强为起始时的 85%，则此时 v(正) v(逆)(填“>”、“＜”或“=”)。 ③能否由图中数据得出温度 T1 和 T2 的大小关系，并说明理由 。 Ⅱ.液氨是一种应用广泛的非水溶剂，以氨为原料可以合成很多重要化合物。 Arrhenius 提出：溶剂在液态下能自发发生电离，产生溶剂阳离子与溶剂阴离子的现象，称为自耦电离，如液态水的自耦电离方程式为：2H2O  H3O＋＋OH-。在液氨中也存在类似的自耦电离，试写出液氨中 NH4Cl 与 NaNH2反应的离子方程式 。 如图是 20℃时，NH3-CO2-H2O 三元体系相图。纵坐标代表 CO2 的体积分数，横坐标代表 NH3 的体积分数，坐标原点代表液态纯水。20℃时，可根据需要，选择水溶液体系反应得到 (NH4)2CO3(aq)与 NH4HCO3(aq)，也可选择无水体系反应得到 NH4COONH2(s)。 ①20℃时，利用 NH3(g)、CO2(g)和 H2O(l)制备 NH4HCO3(aq) 的最佳曲线是 (填“A-H2O”或 B-H2O”)。 ②B 点可得到的产品是 (填化学式)。 （2024·吉林·统考三模）环氧丙醇是重要的有机合成中间体，其制备过程如下： Ⅰ．制备环氧丙醇： ① (l)+ (l)→ (l)+2CH3OH(l) ΔH＜0 ② (l)→ (l) + CO2(g) ΔH＞0 ③ (l)+ (l)→ (l)+CO2(g)+2CH3OH(1) ΔH＜0 已知焓变是温度函数。上述三个反应的焓变与温度关系如图所示： 400℃～600℃，图中 a 曲线表示的是反应 (填“①”“②”“③”)。 600℃时反应③的ΔH= kJ/mol Ⅱ．用环氧丙醇可通过以下反应制得亚甲基丙二酸环氧丙醇酯 (      )+ (aq) 催化剂1 +H2O(l) ΔH=-26.65 kJ/mol 在催化剂作用下，浓度均为 1mol/L 的两种物质在反应器中反应 4h，环氧丙醇的酯化率随温度变化如图所示(酯化率即参与酯化的醇的量与醇的总量的比值) 若 75℃时反应恰好平衡，此时平衡常数 K1 为 L/mol (三位有效数字) 若温度升高到 80℃，平衡常数 K2 K1(填“＞”“＜”或“=”) 温度高于 75℃后，酯化率降低的原因可能是① ；② ；③ 。 若要提高亚甲基丙二酸环氧丙醇酯的产率且提高生产效率，下列措施可行的是 。 a．将温度升高到 100℃ · 使用阻聚剂减少亚甲基丙二酸的聚合反应 · c．增大亚甲基丙二酸的浓度 d．及时分离亚甲基丙二酸环氧丙醇酯 (7)改变催化剂会发生如下反应： (      )+2 催化剂2 +2H2O(l) 在特定的生产条件下，保持温度不变、环氧丙醇的浓度不变，向反应釜中加水稀释体系，亚甲基丙二酸的平衡转化率会 (填“增大”“减小”或“不变”)。 9．（2024·吉林延边·统考一模）碳排放问题是第 26 届联合国气候变化大会讨论的焦点。我国向国际社会承诺 2030年“碳达峰”，2060 年实现“碳中和”。为了实现这个目标，加强了对 CO2 转化的研究。下面是 CO2 转化为高附加值化学品的反应。相关反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)   H2O(g)+CO(g) △H1 反应Ⅱ：CO(g)+2H2(g)   CH3OH(g) △H2=-90.0kJ·mol-1 反应Ⅲ：CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-49.0kJ·mol-1反应Ⅳ：CO2(g)+4H2(g)   CH4(g)+2H2O(g) △H4=-165.0kJ·mol-1反应Ⅴ：2CO2g)+6H2(g)   C2H4(g)+4H2O(g) △H5=-122.7kJ·mol-1回答下列问题： 反应Ⅲ一般认为通过反应Ⅰ、Ⅱ来实现，则反应Ⅰ的△H1= kJ·mol-1；已知：由实验测得反应Ⅰ的 v 正=k 正 “增大”、“不变”或“减小”)。 在 2L 恒容密闭容器中充入总物质的量为 8mol 的 CO2 反应达到平衡状态，测得的实验数据如表： 温度/K CO2 转化率 n(H2 ) n(CO2 ) 500 600 700 800 1 45 33 20 12 2 60 43 28 15 3 83 62 40 22 ①下列说法中正确的是 (填英文字母)。 增大氢碳比，平衡正向移动，平衡常数增大 B．v(CH3OH)=v(CO2)时，反应达到平衡 C．当混合气体平均摩尔质量不变时，达到平衡 D．当混合气体密度不变时，达到平衡 和 H2 发生反应Ⅲ，改变氢碳比 n(H2 ) n(CO2 ) ，在不同温度下 ( 试卷第 页，共 63 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 ②在 700K、氢碳比为 3.0 的条件下，某时刻测得容器内 CO2、H2、CH3OH、H2O 的物质的量分别为 2mol、2mol、 1mol 和 1mol，则此时正反应速率和逆反应速率的关系是 (填英文字母)。 A．v(正)>v(逆) B．v(正)<v(逆) C．(正)=r(逆) D．无法判断 CO2 在一定条件下催化加氢生成 CH3OH，主要发生三个竞争反应(即反应Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，为分析催化剂对反应的选择性，在 1L 恒容密闭容器中充入 2.0molCO2 和 5.3molH2，测得反应进行相同时间后，有关物质的物质的量随温度变化如图所示： ①该催化剂在较低温度时主要选择反应 (“Ⅲ”或“Ⅳ”或“Ⅴ”)。研究发现，若温度过高，三种含碳产物的物质的量会迅速降低，其主要原因可能是： 。 ②在一定温度下达到平衡，此时测得容器中部分物质的含量为：n(CH4)=0.1mol，n(C2H4)=0.4mol，n(CH3OH)=0.5mol。 常温下，用 NaOH 溶液作 CO2 捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品 Na2CO3。欲用 1LNa2CO3溶液将 2.33gBaSO4 固体全都转化为 BaCO3，则所用的 Na2CO3 溶液的物质的量浓度至少为 mol/L(已知：常温下 Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10。忽略溶液体积的变化，保留两位有效数字)。 研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时 CO2 零排放，其基本原理如图所示。温度小于 900℃时进行电解 ( 3 )反应，碳酸钙先分解为 CaO 和 CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应式为 2CO 2 。 10．（2024·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 在一定温度下，CO2 溶于水的过程及其平衡常数为： CO (g)  CO (aq) K = c(CO2 ) ( 3 )CO2(aq)＋H2O(l)  H＋(aq)+HCO (aq) K2 其中 p 为 CO2(g)的平衡压强，c(CO2)为 CO2 在水溶液中的平衡浓度。 · CO2(g)  CO2(aq)的焓变ΔH 0(填“>”“=”或“<”)。 · CO2 在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为 c 总，则 c 总= (用平衡压强 p 和上述平衡常数表示，忽略 ( 3 )H2O 和 HCO 的电离)。 利用 CO2 与 H2 在催化剂作用下合成甲醇。主反应CO2 (g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 副反应：CO2(g) +H2(g)  CO(g) +H2O(g) 已知：CH3OH(l)  CH3OH(g) ΔH= + 138kJ/mol， H2O(l)  H2O (g) ΔH= + 40.8kJ/mol， H2(g)和 CH3OH(l)的燃烧热分别为―285.8kJ/mol、―726kJ/mol， 则主反应的ΔH= kJ/ mol。 在恒温的两个相同的刚性密闭容器中，分别按照 CO2、H2 的体积比 1 ：5 以及 CO2、H2、H2O(g)(H2O 的作用 是活化催化剂)的体积比1：5：8 反应相同的时间，所得产物的选择性[如甲醇的选择性= n CH3OH n( CH3OH) +n CO 100%] 如图所示： ①向反应体系中加入 H2O(g)能够显著提高甲醇选择性的原因： 。 ②向上述刚性密闭容器中按照体积比 1 ：5：8 充入 CO2、H2、H2O(g)， 在 450K 下达平衡时，CO2 的转化率为 50%，CH3OH 选择性为 90%，则副反应的平衡常数 K= 。(保留小数点后 3 位) 在饱和 KHCO3 电解液中，电解活化的 CO2 也可以制备 CH3OH，其原理如图所示，则阴极的电极反应式为 。 11．（2024·吉林长春·统考三模）我国提出争取在 2030 年前实现碳峰值、2060 年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。将 CO2 转化为清洁能源是促进碳中和最直接有效的方法。 H2 还原 CO2 制取 CH4 的部分反应如下： ① CO2 (g)+H2 (g)  CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ/mol ② CO(g)+3H2 (g)  CH4 (g)+H2O(g)ΔH=-246kJ/mol ③ CO(g)+H2 (g)  C(s)+H2O(g)ΔH=-131kJ/mol 反应 2C(s)+2H2O(g)=CH4(g)+CO2(g)的∆H= kJ/mol。 恒温条件下，向 2L 恒容密闭容器中充入 1molCO 和 2molH2，只发生如下反应：CO(g)+3H2 (g)=CH4(g)+H2O(g)，反应 4min 后，测得 CO 的物质的量为 0.8mol，下列有关说法正确的是 (填字母。) A．利用合适的催化剂可增大该反应的平衡常数 容器内气体的平均相对分子质量保持不变，说明该反应达到平衡状态 C．用 H2 表示该反应 4min 内的平均速率为 0.075mol·L-1·s-1 D．其它条件不变，升高温度，CO 的平衡转化率降低 在一定条件下，向某 0.5L 恒容密闭容器中充入 xmolCO2 和 ymolH2，发生反应： CO2 (g)+3H2 (g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50kJ/mol ①图 1 中能表示该反应的平衡常数 K 与温度 T 之间的变化关系的是曲线 (填“m” 或“n”)，判断依据是 。 ②若 x=2、y=3，测得在相同时间内，不同温度下 H 2 的转化率如图 2 所示，v(a) 逆 v(c) 逆(填“＞”、 ＜”或“=”)；T2 时，起始压强为 2.5MPa，则 Kp= MPa-2(保留二位小数；K p 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ③已知速率方程 v 正=k 正·c(CO2)·c3(H2),v 逆=k 逆·c(CH3OH)·c(H2O),k 正、k 逆是速率常数，只受温度影响。图 3 表示 1 速率常数的对数 lgk 与温度的倒数 T 之间的关系，A、B、D、E 分别代表图 2 中 a 点、c 点的 lgk，其中表示 c 点的 lgk 逆的是 (填“A”、“B”、“D”或“E”)。 12．（2024·吉林白山·统考一模）氨气是重要的化工原料。据《科学)最新报道，我国科学家开发新型催化剂 Li4RuH6 或 Ba2RuH6 在温和(低温低压)条件下合成 NH3，反应进程如图 1、图 2 所示。 工业合成氨原理：N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) △H。 已知：N≡N、H—H、N—H 键的键能分别为 945kJ·mol-1、436kJ·mol-1、391kJ·mol-1。工业合成 NH3 的 △H= kJ∙mol-1。 图 2 中与图 1 能量变化相符的是 (填“曲线 a”或“曲线 b")。在某条件下，测得上述反应的 E1=1250kJ∙mol-1，则 E2= kJ∙mol-1。 合成氨的速率方程为 v(NH3)=k cα (N2)· cβ (H2) cγ (NH3)(k 为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关；α 、 β 、 γ 为反应级数，可取整数、分数或小数)。测得在一定温度和催化剂作用下，速率与浓度的关系如下表所示： c(N2)/(mol∙L-1) c(H2)/(mol∙L-1) c(NH3)/(mol∙L-1) 速率 I 0.1 0.1 0.1 v II 0.2 0.1 0.1 2v III 0.2 0.4 0.1 16v IV 0.4 0.9 0.2 54v V 0.4 m 0.4 64v 则α ； β ； γ = ；m= 。 向密闭容器中充入 1molN2 和 2.6molH2，在一定条件下合成 NH3，相同时间内测得体系中 N2 的物质的量(mol)与温度、压强的关系如图 3 所示。 ①P (填">”、“<"或“=")1.8MPa。 ②投料比一定时，随着温度升高，不同压强下 N2 的物质的量趋向相等，其主要原因是 。 ③在 1.8MPa、373K 时，平衡常数 Kp= MPa—2。(提示：用分压计算的平衡常数为 Kp，分压=总压×物质的量分数) 13．（2024·吉林长春·统考二模）碳、氮及其化合物在工农业生产中有广泛的应用，回答下列问题： 我国学者结合实验与计算机模拟结果研究了在铜催化剂表面上将(CH3)2NCHO 转化为三甲胺[N(CH3)3]的反应历程，如图所示。其中吸附在铜催化剂表面，上的物种用*标注。 (CH3)2NCHO 转化为三甲胺[N(CH3)3]的反应是 反应(填“吸热”或“放热”)，该历程中能垒最小的一步能垒(活化能)E 正= eV，写出该步骤的化学方程式 。 ①反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是 (填字母)。 A．k 正、k 逆均增大，且 k 正增大的程度更大 B．k 正、k 逆均减小，且 k 正减小的程度更小 C．k 正增大、k 逆减小，平衡正向移动 D．k 正、k 逆均减小，且 k 逆减小的程度更小 ②若在容积为 0.5L 的密闭容器中加入 1.5mol CH2=CH2(g)和 1mol O2(g)，在一定温度下发生。上述反应，经过 10min反应达到平衡，CH2=CH2(g)的转化率为 50.0%，则 0—10min 内 v(O2)= ；该温度下，k 正与 k 逆的大小关系为： k 正 k 逆(填 “大于”、“小于”或“等于”)。 用 CH4 和水蒸气制氢包含的反应有： I .甲烷部分氧化的反应：2CH4(g)+ O2(g)  2CO(g)+4H2(g) II. 水蒸气重整： CH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2(g) III.水煤气变换： CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2 (g) 已知甲烷部分氧化、水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数 lnKp 与温度的关系如图所示。 ①反应 CH4(g)+CO2(g)  2CO(g)+2H2(g) ∆H= 0(填“>”或“<”)。 ②在压强为 1 atm 的恒压密闭容器中加入 lmol CH4(g)和 lmol H2O(g)，在某温度下只发生水蒸气重整反应，达到平衡时，H2 的平衡分压为 0.5atm。此温度下反应的 lnKp= (已知： ln3≈1.l， ln4≈1.4)。 CH4 和 CO2 都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。若生成的乙烯和乙烷的体积比为 1 ：1， 则阳极的电极反应式为 。 14．（2024·吉林·校联考模拟预测）运用化学链燃烧技术有利于提高燃料利用率。化学链燃烧技术的基本原理是借助载氧剂（如 Fe2O3、FeO 等）将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应，燃料与空气无须接触，由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题： 以 Fe2O3 作载氧剂的化学链燃烧循环转化反应的部分热化学方程式如下，循环转化的原理如图 1 所示。 ①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H1＝akJ•mol﹣1 ②CO(g)+H2(g)+O2(g)═CO2(g)+H2O(g)△H2＝bkJ•mol﹣1 写出图 1 中总反应的热化学方程式： 空气经反应器 A 后得到的尾气 （填“能”或“不能”）直接用作工业合成氨的原料气，原因是 。 Ⅱ．用 FeO 作载氧剂，部分反应的 lgKp[K 是用平衡分压（平衡分压＝总压×物质的量分数）代替平衡浓度]与温度的关系如图 2 所示。 图 2 涉及的反应中，属于吸热反应的是反应 （填字母）。 （4）R 点对应温度下，向某恒容密闭容器中通入 1mol CO，并加入足量的 FeO，只发生反应 CO(g)+FeO(s)⇌Fe(s)+CO2(g)，则 CO 的平衡转化率为 。 Ⅲ．在 T℃下，向某恒容密闭容器中加入 1mol CH4(g)和 4mol FeO(s)进行反应： CH4(g)+4FeO(s)⇌4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为 p0，反应进行至 10min 时达到平衡状态，测得此时容器的气体压强是起始压强的 2 倍。 T℃下，该反应的 Kp＝ 。 若起始时向该容器中加入 1mol CH4(g)，4mol FeO(s)，1mol H2O(g)，0.5mol CO2(g)，此时反应向 （填 “正反应”或“逆反应”）方向进行。 其他条件不变，若将该容器改为恒压密闭容器，则此时 CH4(g)的平衡转化率 （填“增大”“减小”或“不变”）。 15．（2024·吉林·校联考模拟预测）近年来，氮氧化物进行治理已成为环境科学的重要课题。 在金属 Pt、Cu 和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的 H2 可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3-)，其工作原理如图所示。 金属铱(Ir)表面发生了氧化还原反应，其还原产物的电子式是 ；若导电基体上的 Pt 颗粒增多，不利于降低溶液的含氮量，用电极反应式解释原因 。 在密闭容器中充入 10 mol CO 和 8 mol NO，发生反应 2NO(g)+2CO(g) N2(g) +2CO2(g) ∆H<0，如图为平衡时 NO 的体积分数与温度、压强的关系。 ①该反应达到平衡后，为提高反应速率且同时提高转化率，可采取的措施有 (填序号）。 a．改用高效催化剂 b．缩小容器的体积 c．升高温度 d．减小 CO2 的浓度 ②压强为 20 MPa、温度为 T2 下，若反应达到平衡状态时容器的体积为 4 L，则此时 CO2 的浓度为 。 ③若在 D 点对反应容器升温的同时增大其体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中 A ~G 点中的 点。 研究表明，NOx 的脱除率除与还原剂、催化剂相关外，还与催化剂表面氧缺位的密集程度成正比。以 La0.8A0.2BCoO3+x(A、B 均为过渡元素)为催化剂，用 H2 还原 NO 的机理如下： 第一阶段：B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)第二阶段：NO(g)+□→NO(a) ΔH1 K1 2NO(a)→2N(a)+O2(g) ΔH2 K2 2N(a)→N2(g)+2□ ΔH3 K3 2NO(a)→N2(g)+2O(a) ΔH4 K4 2O(a)→O2(g)+2□ ΔH5 K5 注：“□”表示催化剂表面的氧缺位，“g”表示气态，“a”表示吸附态。 第一阶段用氢气还原 B4+得到低价态的金属离子越多，第二阶段反应的速率越快，原因是 。第二阶段中各反应焓变间的关系：∆H2+∆H3= ；该温度下，NO 脱除反应 2NO(g) N2(g)+O2(g)的平衡常数 K= (用含 K1、K2、K3 的表达式表示）。 16．（2024·吉林长春·吉林省实验校考二模）三甲胺 N(CH3)3 是重要的化工原料。最近我国科学家实现了使用铜催化剂将 N，N—二甲基甲酰胺【N(CH3)2NCHO，简称 DMF】转化为三甲胺的合成路线。回答下列问题： 结合实验与计算机模拟结果，研究单一 DMF 分子在铜催化剂表面的反应历程，如图所示： 该历程中最大能垒（活化能）= eV，该步骤的化学方程式为 。 该反应变化的ΔH 0（填“<”、“>”或“=”），制备三甲胺的热化学方程式为 。 （3）160℃时，将 DMF(g)和 H2(g)以物质的量之比为 1：2 充入盛有催化剂的刚性容器中，容器内起始压强为 p0，达到平衡时 DMF 的转化率为 25%，则该反应的平衡常数 Kp= （Kp 为以分压表示的平衡常数）；能够增大 DMF平衡转化率同时加快反应速率的操作是 。 （4）三甲胺是鱼腥臭的主要来源，是判断海水鱼类鲜度的化学指标之一。通过传感器产生的电流强度可以监测水产品中三甲胺的含量，一种燃料电池型三甲胺气体传感器的原理如图所示。外电路的电流方向为 （填“a→b”或“b→a”），负极的电极反应式为 。 17．（2024·黑龙江齐齐哈尔·统考一模）2024 年北京冬奥会开幕式于 2024 年 2 月 4 日在国家体育场鸟巢隆重举行，其中奥运圣火的燃料为氢燃料，具有热值高、耐寒、环保无污染等优点。工业上可以通过催化重整二氧化碳和水蒸气制氢，主要有如下三个反应： CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206 kJ·mol-1； II．CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41 kJ·mol-1； III．CO2(g)+CH4(g)2 ⇌CO(g)+2H2(g) ΔH3。 回答下列问题： · 反应 CO2(g)＋CH4(g)⇌2CO(g)＋2H2(g) ΔH3= 。 · 将 1 mol CH4(g)与 3 mol H2O(g)充入初始体积为 1 L 的恒压反应容器中，平衡时，各含碳物质的物质的量分数与温度之间的变化关系如图所示。 ①曲线 a 代表的物质为 (填化学式。下同)；曲线 c 代表的物质为 。 ②450℃至 580℃，曲线 b 代表物质的物质的量分数先随温度升高而增大的主要原因是 。 ③450℃时，反应进行 2 min 后，甲烷的物质的量浓度为 0.8 mol·L-1，2 min 内 CH4(g)表示的化学反应速率为 mol·L-1·min-1；平衡时，容器中气体总物质的量为 nmol，容器体积为 V L，则反应 I 的平衡常数 K1= (通过反应 I、II 计算即可，反应 II 不影响计算结果，用含有 n、V 的代数式表示，不需要化简)。 · 我国科学家在《Science》杂志发表了利用 H2 制取 H2O2 的绿色方法，原理如图所示(电极 a、b 均为覆盖催化剂的多孔惰性电极)。 ①X 膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。 ②电池的总反应方程式为 ；每制取 17 g 溶质质量分数为 30％的 H2O2 溶液，导线中转移 mol e-。 18．（2024·黑龙江佳木斯·佳木斯一中校考三模）Ⅰ．中国提出力争于 2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和，因此 CO2 的捕集和利用成了研究的重点。 以金属钌作催化剂，可以从空气中捕获 CO2 直接转化为甲醇，这是实现碳中和的一种技术，其转化原理如图所示。 该过程的总反应为 。第 1 步生成高分子产物链节的分子式 。 CH4—CO2 催化重整对温室气体的减排具有重要意义，某温度下在体积为 2 L 的容器中加入 3 mol CH4、3 mol CO2 以及催化剂，同时进行反应： ①CH4+CO2  2CO+2H2 ②CO+3H2  CH4+H2O(g)， 达到平衡时测得出现水蒸气的质量为 9 g，容器内 CO 物质的量为 1.5 mol，则 CO2 的转化率是 ；(保留 2 位有效数字)，反应①平衡常数为 。(保留 2 位有效数字)。 利用固体氧化物电解池可将 CO2 和H2O 转化为合成气并生产高纯度O2，原理如图所示。写出b 极CO2 和H2O(体积比 1：1)的电极反应式 ， 当有 2 mol 电子流出 a 极时，产生标准状况下 O2 L。 氮硫氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。已知 NO2 与 SO2 能发生反应 NO2(g)+SO2(g)  SO3(g)+NO(g)，在一恒容密闭容器中，改变原料气配比 n0 (NO2)：n0(SO2)进行多组实验(每次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定 NO2 的平衡转化率部分实验结果如图所示。 当容器内 (填字母)不再随时间的变化而改变时，可以判断反应达到了化学平衡状态。 A．气体的压强 B．气体的平均摩尔质量 C．气体的密度 D．NO2 的体积分数 已知：2NO(g)+O2(g)  2NO2(g) ΔH1= -113.0 kJ/moL 2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g) ΔH2= -196.6 kJ/moL 若要使图中 B 点的平衡状态变为 A 点的平衡状态，则应采取的措施是 。 · 适当增加 NO2 的量，同时降温 · 适当增加 SO2 的量，同时升温 · 适当减小 NO2 的量，同时降温 · 适当减小 SO2 的量，同时升温 · 19．（2024·黑龙江大庆·大庆中学校考二模）国际顶级学术期刊《科学》刊登了一篇由我国科学家发表的研究成果：利用二氧化碳人工合成淀粉技术。该技术不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。回答下列问题： · 二氧化碳在无机催化剂的作用下被还原为甲醇属于人工合成淀粉的第一步。根据反应的热化学方程式 ( 2 2 3 2 )3H (g) CO (g) CH OH(g) H O(g) ΔH 46kJ mol1 ，及下表所示的化学键的键能，C=O 键的键能为 kJ mol1 。 化学键 C=O H—H C—H C—O O—H 键能/ ( k J m ol1 ) x 436 414 326 464 · 不同条件下，H2、CO2 的体积比为 1：3 反应时，会有CH3OCH3 (g)生成。在恒压条件下，某时间段内CH3OH 选择性( CH OH 选择性= CH3OH的物质的量 100％)和产率随温度的变化如图 1 所示： 3 反应的CO2的物质的量 合成甲醇最适宜的温度为 ；a、b 两点CO2 的转化率：a 点 b 点(填“>”“<”或“=”)。 · 若在温度不变，起始压强为 pkPa 的条件下，将物质的量之比为 3：1 的H2、CO2 的混合气体充入固定容积的反应器中，只发生反应3H2 (g) CO2 (g)   CH3OH(g) H2O(g) ，测得平衡时 CO2(g)的转化率为α，则平衡时 CH3OH(g) 的压强为 kPa(用含α、p 的代数式表示，下同)；该温度下，若增大压强则反应的平衡常数 (填“增大”、“减小”、“不变”)。 · “碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示，通入CO2 的一极电极反应式为 ，以该装置为电源进行粗铜的电解精炼，金属铝质量减少27g 时，理论上阴极质量增加 g 20．（2024·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应，既可分子内脱水生成乙烯，也可分子间脱水生成乙醚，具体反应式如下： ①C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g) ②2C2H5OH(g)=C2H5OC2H5(g)+H2O(g) 已知：乙醇和乙醚的沸点分别为 78.4℃和 34.5℃。试回答下列问题： 若 150℃时，一定量的乙醇脱水转化为 7gC2H4，该反应吸收 11.5kJ 的热量，则其热化学方程式为 。 反应进程与相对能量如图所示： 由图可知反应②的△H 0(填“>”“=”或“<”)；要提高反应①的平衡转化率，可采取的措施为 (填选项)。 A．体积不变，增大压强 B．升温 C．体积不变，增加乙醇的量 D．及时分离出乙烯 已选取适当催化剂后，要缩短反应②达到平衡的时间，可采取的措施有 。 ( 反应温度 ( ℃) 乙醇转化率 (%) 乙烯选择性 (%) 乙醚选择性 (%) 100 25.22 4.38 94.52 150 54.25 52.24 46.71 200 78.69 55.26 43.70 250 95.20 96.80 2.20 300 99.56 98.49 1.20 350 99.84 99.20 0.36 )如表是常压、某催化剂存在条件下，分别以等量乙醇在不同温度下进行脱水实验获得的数据(设每次实验反应时间均相同)： n(最终转化为乙烯的CH CH OH) n(最终转化为乙醚的CH CH OH) 注：乙烯选择性= 3 2 ；乙醚选择性= 3 2 ( 3 2 ) ( 3 2 )n(转化的CH CH OH) n(转化的CH CH OH) ①在该催化剂条件下制乙烯，选择合适的温度区间是 。温度不宜过低或过高的原因是 。 ②250℃时，若在体积为 1L 的恒容密闭容器中投入 1molCH3CH2OH 进行反应，反应达平衡时，乙醇的平衡转化率为 a，乙烯的选择性为 m1，乙醚的选择性为 m2。求 250℃时反应①的化学平衡常数 K 为 (用含 a、m1、m2 的代数式表示)。 21．（2024·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模）我国“十四五”规划提出要制定 2030 年前碳达峰行动方案，努力争取 2060 年前实现碳中和。为此，研发 CO2 转化利用技术成为重要科技目标。 以 CO2 为原料加氢可以合成甲醇，将 n(H2)/n(CO2)=3 的混合气体充入体积为 V L 的密闭容器中，在催化剂存在的条件下进行以下两个反应： CO2(g)+3H2(g) CO2(g)+H2(g) ���� CH3OH(g)+H2O(g) △H1＜0 ���� CO(g)+H2O(g) △H2＞0 测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。 n(CH3OH) ( 3 )CH3OH 选择性= n(CH OH)+n CO ①270°C 以后 CO2 转化率随温度升高而增大的原因可能是 。 ②有利于提高 CH3OH 选择性的反应条件可以是 (填标号)。 A．降低温度 B．使用更合适的催化剂 C．增大压强 D．原料气中掺入适量的 CO ③控制温度 240°C，测得混合气体流速为 a L· h-1(已换算为标准状况)，则 CO2 的反应速率 mol·L-1·min-1(写出计算式)。 以 CO2 和 NH3 为原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下： i： 2NH3(g)+CO2(g) ii： NH2CO2NH4(s) ����NH2CO2NH4(s) △H=- 1 59.5kJ·mol-1 ����CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H= +72.5kJ·mol-1 iii： 2NH3(g)+CO2(g) ����CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H ④反应 iii 的△H= kJ·mol-1。3 个反应的△G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示，图中对应于反应 iii 的线是 (填字母)。 ⑤一定条件下的恒容容器中，充入原料气 3molNH3 和 1molCO2，平衡时 CO2 的转化率为 0.5，则平衡时 NH3 和 CO2 的物质的量比为 ，已知反应 ii 的 Kp=p，测得平衡时容器内总压为 ap，则反应 iii 的平衡常数 Kp= 。 22．（2024·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中三模）Xe 和 F2 反应可得三种氟化物，视反应条件而定。下图表述的是将一定浓度的 Xe 和 F2 投入到密闭容器中得到的生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系。 氟氙化合物生成反应的热力学数据如下表所示： 标准平衡常数化学反应 Kθ p 523K Kθ p 673K ①Xe(g)+F2(g)→XeF2(g) 8.80 × 104 3.60×102 ②Xe(g)+2F2(g) →XeF4(g) 1.07 × 108 1.98×103 ③Xe(g)+3F2(g) →XeF6(g) 1.01×108 36 中pθ =100kPa，PG、PH、PD、PE 为各组分的平衡分压)。 Xe 和 F2 生成 XeF6 和 XeF4， 哪个反应放热更多？生成 的反应放热更多(填“XeF6”或“XeF4”)，理由是 。 为有效的制备 XeF2 应 投料中 F2/Xe 的比值。(填“提高”或“降低”) 523K 时，反应 XeF4(g)+ F2(g)�XeF6(g)的标准压强平衡常数Kθ = (保留两位有效数字)。平衡 ( p )时，F2 的分压在 kPa (取整数)以上时，可使 XeF6 与 XeF4 的比值大于 10。 523K 时，是否容易发生歧化反应 2XeF4(g)→XeF6(g) +XeF2(g)？说明理由。 氟离子电池是新型电池中的一匹黑马，其结构如图所示： 放电时负极电极反应式为 。采用固态电解质的氟离子电池大多需要在高达 170°C 的温度下工作，采用“高温”工作的原因是 。 23．（2024·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考模拟预测）燃煤烟气中NOx 是大气污染物的主要来源之一，脱硝技术是烟气治理技术的研究热点。 利用氢气选择性催化还原 H2 SCR 是目前消除 NO 的理想方法。 H2 SCR 法的主反应： 2NOg 2H2 g N2 g 2H2OgH1 副反应： 2NO g H 2 g N 2O g H 2O g H 2 O ② H2 SCR 在Pt HY 催化剂表面发生反应4NH3 4NO O2 4N2 6H2O 每生成 1mol N2 转移的电子的物 质的量为 mol。 ③对于主反应，达平衡后，下列措施一定能提高 NO 去除率的是 (填标号)。 加入适量氦气 B．使用高效催化剂 C．增大H2 的物质的量 D．降低温度 SNCR SCR 脱硝技术也是一种新型的除去烟气中氮氧化物的方法，一般采用氨气或尿素作还原剂，其基本流程如图： ①SNCR-SCR 脱硝技术中用尿素CO NH 2 2 作还原剂还原NO2 的化学方程式为 。 ②体系温度直接影响 SNCR 技术的脱硝效率，如图所示. SNCR 技术脱硝的最佳温度为 ，SNCR 与 SCR 技术相比，SCR 技术的反应温度不能太高，其原因是 ；当体系温度高于 950℃时，SNCR 脱硝效率明显降低，其可能的原因是 。 我国科学家设计了一种电解法处理污染气体中 的高效去除装置，如图所示，其中电极分别为催化剂石墨烯(石墨烯包裹催化剂)和石墨烯。 ①催化剂石墨烯为 极(填“阴”或“阳”) ②若电解质溶液显酸性，则催化剂石墨烯电极的电极反应式为 。 24．（2024·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）磷、硫元素的单质及其化合物应用广泛。 (1)磷元素在元素周期表中的位置是 。 磷的重要化合物 NaH2PO4、Na2HPO4 和 Na3PO4 可通过 H3PO4 与 NaOH 溶液反应获得，含磷各物种的分布分数 (平衡时某微粒的浓度占各微粒浓度之和的分数)与 pH 的关系如图所示。 ①为获得尽可能纯的 NaH2PO4，pH 应控制在 ；pH=8 时，溶液中主要含磷微粒浓度大小关系为 ②Na2HPO4 溶液显碱性，试用数据及文字简述其原因 。 电解(NH4)2SO4 和稀硫酸的混合溶液，常被用于电解产生(NH4)2S2O8，电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应式可表示为 ；阴极生成的气体单质分子式为 。 ( f m )25．（2024·黑龙江哈尔滨·哈九中校考模拟预测）卤素的单质及其化合物参与的很多反应在研究化学动力学和化学热力学时，都有着重要的意义。元素的Δ HΘ /F-Z 图是以元素的不同氧化态(可理解为化合价)Z 与对应物种的 ( f m )Δ GΘ /F 在热力学标准态 pH=0 或 pH=14 作图。图中任何 2 种物种连线的斜率在数值上等于相应电对的标准电极 电势φA 或φB ，A、B 分别表示 pH=0(实线)或 pH=14(虚线)。 ( f m )上图中各物种的Δ GΘ /F 图的数值如下表所示： A X- X2 HXO HXO2 XO- 3 XO- 4 B X- X2 XO- XO- 2 XO- 3 XO- 3 F -3.06 0 / / / / F -3.06 0 / / / / Cl -1.36 0 1.61 4.91 7.32 9.79 Cl -1.36 0 0.40 1.72 2.38 3.18 Br -1.06 0 1.60 / 7.60 11.12 Br -1.06 0 0.45 / 2.61 4.47 I -0.54 0 1.45 / 5.97 9.27 I -0.54 0 0.45 / 1.01 2.41 已知：标准电极电势越大，氧化能力越强。 用上表提供的数据计算φB ( ClO- /Cl-)=0.62，则φA ( ClO- /Cl-)= 。 3 3 通过计算得出结论：对同一氧化态的卤素，氧化能力比较，含氧酸 含氧酸盐(填“大于”、“等于”或“小于”) 在如图的转化关系中(X 代表卤素)。△H1、△H2 和△H3 三者存在的等式关系为 ，卤素单质中(F2、Cl2、 Br2、I2)与 H2 化合最难的是 ；试通过电对(X2/X-)的标准电极电势解释原因 。 在起始温度相同(T℃)的条件下，分别向容积相同的密闭容器甲、乙、丙中加入等量 NH4I(s)，发生反应： ①NH4I(s)⇌NH3+HI △H>0，②2HI⇌I2(g)+H2，容器如图所示。 ①已知 H-H 键的键能是 436kJ/mol，I-I 键的键能是 151kJ/mol，H-I 键的键能是 299kJ/mol，写出反应②的热化学方程式： 。 ②甲、乙、丙三个容器中反应均达到平衡时，I2(g)的体积分数由大到小的顺序是 。 ③在反应过程中，测得丙容器中 HI、H2 的物质的量浓度(c)随时间(t)变化如图所示。0~2min 内，用 NH3 表示的反应速率为 ，HI 的分解率为 。若平衡时总压强为 P，则反应②的平衡常数 Kp= 。 ( 化学键 C — H H — O C ≡O H — H 键能 (kJ/mol) 413 463 1075 436 )26．（2024·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）“可燃冰”(甲烷的水合物)是一种清洁燃料，其开发利用是解决能源危机的重要课题。在一定条件下 CH4(g)与 H2O(g)可发生反应 I：CH4(g)+H2O(g) ����CO(g)+3H2(g)△H1)，已知表中数据： 请写出反应 I 的热化学方程式： 。 利用上述反应制氢是目前制氢的常用方法，还包含反应 II：CO(g)+H2O(g) ����CO2(g)+H2(g)△H2。分析 I、II 两个反应，回答下列问题： 下列说法中能证明该反应体系已达到化学平衡状态的是 (填字母)。A．恒温恒容，混合气体的密度不再发生变化 恒容绝热，体系温度不再发生变化 恒温恒容，气体平均相对分子质量不再改变 不同温度下反应达到平衡时各物质的物质的量分数如图所示。 ①根据图象解释温度高于 T1 时，CO2 的物质的量分数随温度升高而下降的原因可能为 。 n(CO) ( 2 )②T2℃时，容器中 n(H ) = 。 反应 I 与反应 II 的平衡常数的自然对数 lnKp 与温度的关系如图所示。 表示反应 II 的曲线是 。(填写“m”或“n”) 某温度下，向恒压密闭容器中充入 1molCH4 和 1molH2O(g)，容器的总压强为 100kPa，.反应达到平衡时，CO2 的平衡分压 p(CO2)=10kPa，H2 体积百分含量为 60%，则 H2O(g)的转化率为 该温度下反应 IICO(g)+H2O(g) ����CO2(g)+H2(g)的平衡常数 Kp= 。 27．（2024·黑龙江绥化·统考模拟预测）碘及其化合物在人类活动中占有重要地位。回答下列问题： 大量的碘富集在海藻中，将海藻焙烧后用水浸取，再向浸取后的浓缩液中加 MnO2 和稀硫酸，即可得到 I2。该反应的离子方程式为 。 已知 1molH2(g)分子中化学键断裂时需要吸收 436kJ 的能量，图中的ΔH= kJ·mol-1。 已知反应 H2(g)+I2(g)   2HI(g) ΔH。温度为 716K 时，在一密闭容器中按物质的量之比为 1：1 充入 H2(g)和 I2(g)，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数与反应时间的关系如图： ①反应达平衡时，H2 的转化率α(H2)= %，达到平衡后，将容器体积扩大为原来的 2 倍，H2 的平衡转化率 (填 “增大”“减小”或“不变”)。 ②根据上述实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为 (列出数据算式，不用化简)。 ③上述反应中，逆反应速率为 v 逆=k 逆·x2(HI)，正反应速率为 v 正=k 正·x(H2)·x(I2)，其中 k 正、k 逆为速率常数且只与温度有关，x(HI)代表 HI(g)的物质的量分数，则 k 逆= (以 K 和 k 正表示)。若 k 正=0.04min-1，在 t=40min 时，v 正= min-1(此处 v 正的含义为每分钟内物质的量分数变化，故单位为 min-1，用科学记数法表示，保留两位小数)。 c(I- ) 向含有等浓度 Cl-和 I-的溶液中滴加 AgNO3 溶液，当 AgCl 开始沉淀时，溶液中 Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=8.5×10-17，用科学记数法表示并保留两位小数]。 c(Cl- ) 为 [已知 28．（2024·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考三模）乙酸是基本的有机化工原料，乙酸制氢具有重要意义，制氢过程发生如下反应： 热裂解反应 I：CH3COOH(g)   2CO(g)+2H2(g) △H1 脱羧基反应 II：CH3COOH(g)   CH4(g)+CO2(g) △H2 由图 1 可知，△H1= kJ·mol-1(用有关 E 的代数式表示)；反应 I 的活化能 反应 II 的活化能(填“＞”或“＜”)。 在容积相同的密闭容器中，加入等量乙酸蒸气制氢，在相同时间测得温度与气体产率的关系如图 2。 ①约 650℃之前，氢气产率低于甲烷的原因是 。 ②分析图象该容器还发生了其他的副反应，理由是 。 ③若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高而 CO 的产率下降，请用化学方程式表示可能发生的反应： 。 按照符合“绿色化学”要求(原子利用率 100%)，可采用光催化反应技术直接合成乙酸。下列原料组合符合要求的是 (填标号)。 A．CO2+H2 B．CO+H2 C．H2O+CH4 D．CO2+CH4 若利用合适的催化剂发生热裂解反应 I 和脱羧基反应 II，温度为 TK 时达到平衡，总压强为 pkPa，乙酸体积分 数为 20%；若热裂解反应消耗乙酸占投入量的 20%，脱羧基反应的平衡常数 Kp 为 kPa(Kp 为以分压表示的平衡常数)。 目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与 CO 反应来制备。反应如下：CH3OH(g)+CO(g)   CH3COOH(l) △H<0。在恒压密闭容器中通入 0.20mol 的 CH3OH 和 0.22mol 的 CO 气体，测得甲醇的转化率随温度变化如图 3 所示。假设在 T2 温度下，达到平衡时容器的体积为 2L。 ①温度为 T1 时，该反应的正反应速率：v(B)正 v(A)正(填“＞”，“=”或“＜”)。 ②温度为 T1 时，在恒压容器中，上述反应已达到平衡，再通入 0.10molCH3OH 和 0.11molCO 的混合气体，再次达到平衡，CO 的转化率 60%(填“＞”，“=”或“＜”)。 29．（2024·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第六中学校校考一模）CH4 转化制备 CH3OH 技术一直是学术及工业的研究热点，现阶段高温条件下可实现 CH4 催化氧化。方式如下： Ⅰ．2CH4(g)+O2(g)  2CH3OH(g) Ⅱ．CH4(g)+2O2(g)  CO(g)+2H2O(g) 回答下列问题： (1)甲烷、甲醇的燃烧热分别为 893.0kJ·mo1-1、725.8kJ·mo1-1，1mo1 甲醇汽化需要吸收 82.0kJ 的热量，则 CH4 与 O2 反应生成气态甲醇的热化学方程式为： 。 (2)恒温恒容密闭容器中发生反应：2CH4(g)+O2(g)  2CH3OH(g)，甲烷的平衡转化率与 n(CH4)：n(O2)的变化关系如图所示： 若以 n(CH4)：n(O2)=2：1 的配比将原料投入容器，起始压强为 3MPa，8h 后达到平衡，则(CH3OH)= kPa·h-1，该反应的平衡常数 Kp= 。 (保留两位小数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=物质的量分数×总压) (2) CH4 与 O2 反应时，若 O2 过量，会过度氧化，在生成 CH3OH 的同时发生反应Ⅱ，提高体系内 CH3OH 产量的方法： 、 。 (4)在温和条件下实现甲烷制备甲醇技术工业化是科研人员的新目标，以纳米级 A/SiO2 为催化剂，向硫酸酸化的 90℃K2S2O8 溶液中通入甲烷，可直接生成甲醇，化学方程式为 ，此法缺点是甲醇选择性过低，提高甲醇选择性的方法是 。 30．（2024·黑龙江齐齐哈尔·统考二模）含氯化合物的反应在化学工业中具有重要的地位。回答下列问题： (1)次氯酸钠氧化法可以制备 Na2FeO4。 已知：2H2(g) +O2(g)=2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1 NaCl(aq)+H2O(l)=NaClO(aq)+ H2(g) ΔH =b kJ·mol-1 4Na2FeO4 (aq) + 10H2O(l)=4Fe(OH)3(s) +3O2 (g)十 8NaOH(aq) ΔH=c kJ·mol-1 反应 2Fe(OH)3(s)十 3NaClO(aq) + 4NaOH(aq)=2Na2FeO4 (aq) + 3NaCl(aq) +5H2O(l)的 △H= kJ·mol-1。 (2)光气(COCl2)是重要的含氯化合物。常用于医药、农药制造，工业上利用一氧化碳和氯气反应制备，反应方程 式为 CO(g)+Cl2(g)  COCl2(g)。在 1 L 恒温恒容密闭容器 中充入 2.5molCO 和 1.5molCl2，在催化剂作用下发生反应，测得 CO 及 COCl2 的物质的量随时间变化如图 1 所示： ①0~15s 内，Cl2 的平均反应速率为 mol· L-1·min-1 ②第一次平衡时，CO 的平衡转化率为 ；此温度下，该反应的平衡常数 KC= (保留两位有效数字)。 ③在第 20 s 时，改变的条件是 。 (3)工业上常用氯苯(C6H5-Cl)和硫化氢(H2S)反应来制备一种用途广泛的有机合成中间体苯硫酚(C6H5-SH) ，但会有副产物苯(C6 H6)生成。 C6H5-Cl(g)+H2S(g  C6H5-SH(g)+HCl(g) ΔH1= -16.8 kJ·mol-1； C6H5- Cl(g)+ H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+ 1 S8(g) △H2= - 45.8 kJ·mol-1。 8 ①将一定量的 C6H5-Cl 和 H2S 的混合气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为 T(假设只发生反应Ⅰ)，下列可以作为反应Ⅰ达到平衡的判据是 (填字母)。 A．气体的压强不变 B．平衡常数不变 C． v 正(H2S)= v 逆(HCl) D．容器内气体密度不变 ②现将一定量的 C6H5-Cl 和 H2S 置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应 20 min 测定生成物的浓度，得到图 2 和图 3。 (R 为 H2S 与 C6H5-Cl 的起始物质的量之比)，图 2 显示温度较低时 C6H5-SH 浓度的增加程度大于 C6H6，从活化能角度分析其主要原因是 ；结合图 2 和图 3，该模拟工业生产制备 C6H5 - SH 的适宜条件为 。 31．（2024·黑龙江哈尔滨·哈九中校考三模）以 CH3OH(g)和 CO2(g)为原料在一定条件下制备 HCOOCH3(g)，发生的主要反应如下： · CH3OH(g)+CO2(g)  HCOOH(g)+HCHO(g)ΔH1=+756.83kJ•mol-1Kp1 · HCOOH(g)+CH3OH(g)  HCOOCH3(g)+H2O(g)ΔH2=+316.12kJ•mol-1Kp2 III．2HCHO(g)  HCOOCH3(g)ΔH3=-162.04kJ•mol-1Kp3 · 反应 4CH3OH(g)+2CO2(g)  3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH= ；该反应的压强平衡常数 Kp= (用含 Kp1、Kp2、Kp3 的代数式表示)。 · 已知压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系，且符合 van’tHoff 方程lgK =- ΔH 1 +C (其中 R、C p 2.303R T 1 为常数，ΔH 为反应热)。反应 I、II、III 的 lgKp 与T 之间均为线性关系，如图所示。其中反应 II 对应的曲线为 (填“a”、“b”或“c”)。 · 催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ•mol-1，T1℃时，将 0.10molCO 与 0.40molH2O 充入恒容密闭容器中，反应平衡后 H2 的物质的量分数为 0.08。 ①H2O 的平衡转化率为 %，反应后 CO 的物质的量分数为 。 ②平衡后，向容器中再通入 0.04molCO 和 0.06molCO2，则平衡将向 移动(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。 ③由 1℃时上述实验数据计算得到 v 正～x(CO)和 v 逆～x(H2)的关系可用如图表示。当降低到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 、 (填字母)。 ( K )④研究表明，CO 催化变换反应的速率方程为：v=k[x(CO) x(H O)- x(CO2 ) x(H 2 )] 式中，x(CO)、x(H O)、x(CO )、 2 2 2 P x(H2)分别表示相应的物质的量分数，Kp 为平衡常数，k 为反应的速率常数，温度升高时 k 值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度降低时，CO 催化变换反应的 Kp (填 “增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析，T＞Tm 时 v 逐渐减小的原因是 。 32．（2024·黑龙江哈尔滨·哈九中校考模拟预测）碳达峰是指我国承诺 2030 年前，二氧化碳的排放不再增长。因此，诸多科学家都在大力研究利用CO2 和CO以减少碳的排放。 “神十三”中航天员们呼吸产生的CO2 用一种循环方案处理，即CO2 (g)+2H2 (g)  C(s)+2H2O(g) ΔH ，然后电解 水又得氢气和氧气。在温度为 T，向一恒容密闭容器中，按物质的量之比2 :1通入H2 和CO2 ，测得反应过程中压 强(p) 随时间(t) 的变化如图中 a 所示，若其它条件不变，仅改变某一条件时，测得其压强(p) 。随时间(t) 的变化如图中 b 所示。 ①能说明容器中的反应均已达到平衡状态的是 。 A．容器内气体的平均相对分子质量不变 B． CO2 和H2 的转化率相等 C． H2 (g) 与C(s) 的物质的量之比保持不变 D． v H2 =v H2O ② ΔH 0(填“>”“<”或“不确定”)；理由是 。 ③改变的条件是 。 CO2 经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应： ( 2 2 3 2 )反应Ⅰ： CO (g)+3H (g)  CH OH(g)+H O(g) ΔH =-49.6kJ mol1 ( 2 2 3 3 2 )反应Ⅱ： 2CO (g)+6H (g)  CH OCH (g)+3H O(g) ΔH = 122.6kJ mol1 ①反应Ⅱ的活化能 Ea (正) Ea (逆)(填“>”“<”或“=”)。 ②在T1 温度下，将3mol CO 2 和7mol H2 充入2L 的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅱ，达到平衡状态时CH3OH(g) 和 CH3OCH3 (g) 的物质的量分别为1mol 和0.5mol 。则T1 温度时反应Ⅰ的平衡常数 K = 。 工业上利用废气中的CO2、CO 联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如下图。已知 B 中的装置使用了阳离子交换膜。 ①B 中发生的总反应的离子方程式为 。 ②若某废气中含有的CO2 和CO的体积比为1:1，废气中CO2 和CO体积分数共为8.96% 。假设 A 中处理了标准状况下10m3 的废气，其中CO2 和CO全部转化成CH3OH ，理论上可制得C2H4Cl2 kg 。 33．（2024·黑龙江哈尔滨·哈九中校考二模）热解耦合化学链制氢工艺是一种将生物质废物转变为高纯 H2 的环境 友好型技术路线，如图 1。 在燃料反应器中，研究人员对纯 CO 作为燃料气与铁基载氧体(Fe2O3)的还原反应进行了理论研究，得到了还原阶段 CO 平衡浓度和固体成分随温度变化的图象，如图 2(m、n、p、q 均为正值)。 已知：a.3Fe2O3(s)+CO(g)  2Fe3O4(s)+CO2(g) △H1=-mkJ/mol b.Fe3O4(s)+CO(g)  3FeO(s)+CO2(g) △H2=+nkJ/mol c.FeO(s)+CO(g)  Fe(s)+CO2(g) △H3=-qkJ/mol d.Fe3O4(s)+4CO(g)  3Fe(s)+4CO2(g) △H4=-pkJ/mol ①反应 Fe2O3(s)+3CO(g)  2Fe(s)+3CO2(g)的△H= kJ/mol(用 m、n q 表示)。 ②当温度低于 300℃时，燃料还原阶段得到的固体主要是 Fe 和 。 ③曲线 L3 代表的反应为 (填“b”或“c”)，曲线 L2 随温度升高而降低的原因是 。 在蒸汽反应器中，研究表明：压强对出口气体百分含量的影响不大，其原因是 。 高温 纯 CO 作燃料气反应时发生歧化反应［2CO C(s)+CO2］使铁基载氧体的固定床内大量积碳。对 CO 歧化反 ( 2 )PCO 应进行独立研究：t℃时，标准压强下进行该反应，标准平衡常数Kpθ = Pθ [ PCO ]2 Pθ ，其中标准压强(P)=100kPa，分压 (P)=总压(Pθ)×物质的量分数。向一恒温恒压容器中通入 2molCO，测得平衡后 CO2 的物质的量为为 0.5mol，该条件下的 Kpθ= 。对于反应 2CO(g)  C(s)+CO2(g)，下列物理量或说法不能用来判断反应达到平衡的是 。(填标号)。 A．气体平均相对分子质量 B．气体的密度(恒温恒压) C．CO 的消耗速率等于 2 倍的 CO2 生成速率 D．C(s)的质量 CO 深度还原 Fe2O3 的过程为：Fe2O3 CO Fe2O2.55 CO Fe2O2 CO Fe2O1.5 CO Fe2O。该过程中，在不同铁基载氧体(FexOy)表面的能垒变化如下图所示：CO 在各表面稳定吸附为初始状态(IS)，CO2 从各表面脱附进入气相为最终状态(FS)。 ①在 I 表面上 CO 转化成 CO2 的反应路径分三步： · *+CO→CO*；(*为活性点位)；ii)CO*+O*→*COO*；iii) 。 ②CO 在 表面反应释放 CO2 的速率最快(填“I”、“II”、“III”或“IV”)；释放等量 CO2 时，在 表面反应放出能量最多(填"I”、“II”、“III”或“IV”)。 34．（2024·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： · 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 3 p ，则 0~ 20 min 内 v(CH4)= 4 ，平衡时 CH4 选择性 ( 4 CO 转化浓 度 )= (CH 选择性= CH4平衡浓度× 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)。 · 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 +C (Ea 为活化能， T 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 。 35．（2024·黑龙江齐齐哈尔·齐齐哈尔市第一中学校校考二模）2021 年 3 月 5 日，国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。为了达到碳中和，研发二氧化碳的利用技术成为热点。 利用反应：CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) ΔH，可减少 CO2 排放并合成清洁能源。该反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)+H2(g)⇌ H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41kJ·mol-1 ②CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g) ΔH2=-90kJ·mol-1 总反应的ΔH= kJ·mol-1 若反应①为慢反应，下图中能体现上述反应能量变化的是 (填标号)。 500℃时，在容积为 2L 的密闭容器中充入 3molCO2 和 8molH2，发生反应 CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g)，测得 5min 时，反应达到平衡，此时 n(CO2)=1.0mol。从反应开始到平衡，H2 的平均反应速率 v(H2)= ；该可逆反应的平衡常数为 。 科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的 CO2 转化为 HCOOH，实现碳中和的目标。原理如图所示： ①P 极电极反应式为 。 ②已知 CO2(g)+H2(g)⇌ HCOOH(g)△H=-31.4kJ·mol-1。温度为 T1℃时，K=2.实验测得：v 正=k 正c(CO2)c(H2)，v 逆=k逆c(HCOOH)，k 正、k 逆为速率常数。T1℃时，k 正= k 逆；若温度为T2℃时，k 正=1.9k 逆，则T2 T1(填 “>”、“<”或“=”)。 ( 化学键 O=O H- H O- H 键能 E/ ( kJ mol 1 ) a b c )36．（2024·黑龙江哈尔滨·哈九中校考模拟预测）绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源。 (1)氢气是一种环保的气体，不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如下： 则氢气燃烧热的ΔH2 = kJ/mol(用含 a、b、c 代数式表示) 催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一： COg H2Og  CO2 g H2 g ( 2 )H 41.2kJ mol1 在T1 ℃时，将 0.10molCO 与 0.40mol H2O充入 5L 的容器中，反应平衡后H2 的物质的量分数x H2 0.08 。 ①CO 的平衡转化率α1 = %，反应平衡常数 K = 。(结果保留 2 位有效数字) ②保持 K 不变，提高 CO 平衡转化率措施有： 。(任意一条) ③由T1 ℃时上述实验数据计算得到v正 ～x(CO)和v逆 ～x( H2 )的关系可用如图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 。(填字母) ④研究表明，CO 催化变换反应的速率方程为： x( CO2 )、x H2 )分别表示相应的物质的量分数， Kp 为平衡常数，k 为反应的速率常数，温度升高时 k 值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，CO 催化变换反应的 Kp (填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析，T＞Tm 时 v 逐渐减小的原因是 。 氨电解法制氢气 利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。 阳极的电极反应式为 。 37．（2024·黑龙江佳木斯·佳木斯一中校考模拟预测）国家主席习近平提出了中国应对气候变化的两个目标：二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，于 2060 年前实现碳中和。因此，研发 CO2 利用技术、降低空气中 CO2含量成为了研究热点。为减少 CO2 对环境造成的影响，可采用“CO2 催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该反应体系中涉及以下两个反应： I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) ΔH2 回答下列问题： 反应 I、II 的 InK(K 代表化学平衡常数)随 1 (温度的倒数)的变化如图所示。 T ΔH1 0(填“大于”或“小于”或“等于”)；升高温度，反应 CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)的化学平衡常数 (填“增大”或“减小”或“不变”)。 上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有 。 · 增大 CO 的浓度，反应 I 的平衡向正反应方向移动 · 降低温度，反应 I 和 II 的正、逆反应速率都减小 · 恒温恒容下充入氦气，反应 I 的平衡向正反应方向移动 · 增大压强，反应 I 和 II 重新达到平衡的时间不同 · 恒压下将 CO2 和 H2 按体积比 1：3 混合，在不同催化剂作用下发生反应 I 和反应 II，在相同的时间段内 CH3OH 的选择性和产率随温度的变化如图。 ①在上述条件下合成甲醇的工业条件是 。 A．210℃ B．230℃ C．催化 CZT D．催化剂 CZ(Zr-1)T ②在 230℃以上，升高温度 CO2 的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是 。 恒温恒压密闭容器中，加入 2molCO2 和 4molH2，只发生反应 I 和反应 II，初始压强为 p0，在 300℃发生反应，反应达平衡时，CO2 的转化率为 50%，容器体积减小 20%.则达到平衡时 H2 的转化率为 ，反应 II 的平衡常数 K= (保留两位有效数字)。 38．（2024·山西运城·统考模拟预测）为改变能源结构和缓解环境压力，对甲烷等传统化石燃料的深度处理和综合利用成为当今研究的热点之一。甲烷催化制乙炔的反应体系中主要涉及如下反应： 2CH4(g)   C2H2(g)+3H2(g) ΔH1=+376.6kJ·mol-1； CH4(g)   C(s)+2H2(g) ΔH2=+75kJ·mol-1； III.CO2(g)+C(s)   2CO(g) ΔH3=+172kJ·mol-1； IV.CO2(g)+H2(g)   CO(g)+H2O(g) ΔH4=+41kJ·mol-1。回答下列问题： · CH4(g)+H2O(g)   CO(g)+3H2(g)ΔH= 。 · 一定温度下，Kc(III)=0.1mol·L-1、Kc(IV)=0.2(Kc 是用平衡浓度表示的平衡常数)，向恒容密闭容器中充入一定量 CH4 和 CO2，5min 末达到平衡时测得反应体系中 c(CO)：c(H2O)=5：1。则 5min 末，容器内 H2 的平衡浓度 c(H2)= mol·L-1。 · 反应中催化剂活性会因反应 II 而降低，同时反应 III 又会消除催化剂表面的积碳。催化剂表面生成碳的速率方 ( k p(CH 4 ) p(CO 2 ) )程为 v= (其中 k 表示速率常数)，则一定温度下，减少催化剂表面积碳量的措施为 。 · 一定温度下，将 2molCH4 充入 5L 恒容密闭容器中发生反应 I，实验测得反应前容器内压强为 0.1MPa，容器内各气体分压与时间的关系如图 1 所示。该温度下，反应 I 的平衡常数 Kc= mol2·L-2；16min 时改变容器容积，图 1 中能表示 C2H2 的分压与时间变化关系的曲线为 (填“L1”“L2”“L3”或“L4”)，原因为 。 · 有学者结合实验和计算机模拟结果，报道了如图 2 所示的反应 IV 的一种反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用“●”标注。反应速率最大的步骤对应的化学方程式为 ；TS3 对应的步骤适合在 (填“高温”或“低温”)条件下进行。 39．（2024·山西晋中·统考二模）二甲醚又称甲醚，是一种十分重要的化工原料，在制药、燃料、农药等化学工 业中有许多独特的用途。一定条件下，利用合成气(CO、H2)合成二甲醚，其中主要包括以下三个相互联系的反应： i.合成气合成甲醇：CO(g) +2H2 (g)=CH3OH(g)； ：请回答下列问题： · 已知相关物质变化的焓变如图 1 所示，写出 CO 直接加氢合成二甲醚的热化学方程式： 。 · · 有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al2O3)、压强为 5.0 MPa 的条件下，由 CO 和 H2 直接制备二甲醚，结果如图 2 所示，其中 CO 转化率随温度升高而降低的原因是 。 · ( 物 质 H 2 CH 3 OH H 2 O CO 2 物质的量浓度 /(mol ·L - 1 ) l.44 0. 78 0. 12 0.84 )实验室模拟上述合成过程，在 1 L 恒容密闭容器中充入 6 mol CO 和 6 mol H2，连续发生以上 i、ii、iii 反应，2 h 后达到平衡，测得混合体系中各组分浓度如下表： ①平衡后，整个过程中 CO 的转化率为 ；v(CH3OCH3)= mol· L-1· h-1。 ②反应 ii 的 K= (保留两位小数)。 · 合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示，电极 A 上 H2 参与的电极反应为 ，假设催化炉产生的 CO 与 H2 的物质的量之比为 2：1，电极 A 处产生的 CO2 有部分参与循环利用，其利用率为 。 40．（2024·山西吕梁·统考二模）1，3-丁二烯和 2-丁炔是重要的有机化工原料，正丁烷可用作亚临界生物技术提取剂和制冷剂等。三种物质之间存在如下转化反应： CH2=CHCH=CH2(g)+2H2(g)⇌CH3CH2CH2CH3(g) ∆H1 Il.CH3C≡CCH3(g)+2H2(g)⇌CH3CH2CH2CH3(g) ∆H2 III.CH3C≡CCH3(g)⇌CH2=CHCH=CH2(g) ∆H3 回答下列问题； · T0℃时，向 5L 恒容密闭容器中充入 1molCH3CH2CH2CH3(g)，发生上述转化反应。10min 达到平衡时测得 CH3CH2CH2CH3(g)的转化率为 80%，反应Ⅲ的平衡常数 Kc(III)=7。 ①0~10min 内，反应的平均速率 v(H2)= ②反应 I 的平衡常数 Kc(I)= (保留三位有效数字)。 ③10min 后，若再向容器中充入1molCH3CH2CH2CH3(g)，则CH3CH2CH2CH3(g)的平衡转化率 80%(填“>”“<”或“=”)。 ④保持温度不变，起始向恒容密闭容器中充入一定量的 CH2=CHCH=CH2(g)、CH3C≡CCH3(g)和 H2(g)，实验测得 CH2=CHCH=CH2(g)、CH3C≡CCH3(g)的浓度与时间的关系如图 1 所示。其中表示 CH3C≡CCH3(g)的浓度与时间关 系的曲线为 (填“L1”或“L2")；t0min 时，反应 III 向 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行，理由为 。 ⑤反应 III 的平衡常数 lgKc(III)与温度的倒数 1/T 的关系如图 2 所示。则∆H1 ∆H2(填“>”“<"或“=”)，原因为 。 · ( 溶 剂 溶剂分子的极性参 数 反应温度 / ℃ CH 2 BrCH=CHCH 2 Br 的物质的量分数 /% CH 2 =CHCHBrCH 2 Br 的物 质的量分数 /% 氯 仿 4.1 - 15 63 37 正己 烷 0.0 - 15 38 62 )CH2CHCH=CH2 是一种重要的有机化工原料，可制备多种产品。有学者研究得出 CH2=CHCH=CH2 与 Br2 反应时，生成物中各物质的物质的量分数与溶剂极性美系如下表所示。分析表中数据，可得出的结论为 。 41．（2024·山西吕梁·统考一模）NOx(主要指 NO 和 NO2)是大气主要污染物之一，有效去除大气中的 NOx 是环保工作者的重要研究课题。回答下列问题： 已知： ①2NO2(g)+H2O(l)=HNO3 (aq) + HNO2(aq) △H1=-116.1 kJ·mol-1； ②3HNO2 (aq)=HNO3(aq) +2NO(g)+H2O(l) △H2=+75.9 kJ·mol-1。 则 3NO2(g)+ H2O(l)=2HNO3 (aq)+NO(g)的△H 为 。 △H＜0。在该条件下，向体积为 1 L 的恒容密闭容器中通入 4 mol NH3 和 6 mol NO 发生上述反应，5 min 末达到平衡， NO 的平衡转化率为 90%。 ①该反应的平衡常数表达式为 Kc= ，0~5 min 用 N2 表示该反应的平均速率为 mol· L-1·min-1 ②400 °C 时，为提高 NO 的转化率，应选择的反应条件为 (填“增大压强”或“减小压强”)。 NO 和 H2 反应的化学方程式为 2NO(g) +2H2(g) ����N2(g) + 2H2O(g)，在 T °C 时，1 L 恒容密闭容器里，充入 0.003molNO 和 0.006molH2，测得体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示： t/ min 0 10 20 30 40 p/kPa 36 33.8 32 30.4 30.4 t=20 min 时，体系中 H2 的分压 p(H2)= kPa，NO 的平衡转化率为 %(保留一位小数)。 温度为 T° C，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和 1 mol NO2，发生反应：2C(s)+2NO2(g) ����N2(g) +2CO2(g)。反应相同时间，测得各容器中 NO2 的转化率与容器体积的关系如图所示。 ①c 点时，反应 (填“是”或“否”)达到平衡状态。 pa 6 ( p )② (填“＞”“=”或“＜”) 。 b 7 42．（2024·山西太原·统考三模）在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题： 利用 CH4-CO2 干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。 ①该反应一般认为通过如下步骤来实现： I．CH4(g)=C(ads)+2H2(g) II．C(ads)+CO2(g)=2CO(g) 上述反应中 C( ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示： ①反应 I 是 (填“ 慢反应”或“快反应”)，CH4-CO2 干重整反应的热化学方程式为 。(选取图中 E1、 E2、E3、E4、E5 表示反应热)。 ②在恒压条件下，等物质的量的 CH4(g)和 CO2(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图 1 所示。已知在干重整中还发生了副反应：H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) ΔH＞ 0，则表示 CO2 平衡转化率的是曲线 (填“ A”或“B") ，判断的依据是 。 ③在恒压 p 、800 K 条件下，在密闭容器中充入等物质的量的 CH4(g)和 CO2(g) ，若曲线 A 对应物质的平衡转化率为 40%，曲线 B 对应物质的平衡转化率为 20%，则以上反应平衡体系中 n(H2)： n(H2O)= ，则干重整反应的平衡常数 Kp (用平衡分压代替平衡浓度表示，分压=总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。 二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法，已知反应过程中在三种不同催化剂表面(Cu、C/Cu、N-C/Cu)的某个基元反应的能量变化如图所示(IS 表示始态，TS 表示过渡态，FS 表示终态， *表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳(N-C)可以提高乙醇的选择性，其原因可能是 。 科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的 CO2，其原理如图所示。 ①写出与电源正极相连一极上的电极反应式： 。 ②下列说法正确的是 (填字母)。 循环液 1 和循环液 2 中的阴离子种类相同 隔膜 1 为阳离子交换膜，隔膜 2 为阴离子交换膜 水的电离程度：处理后海水 1＞处理后海水 2 D．该方法可以同时将海水进行淡化 43．（2024·山西·统考二模）我国中科院天津工业生物所利用光伏发电，将电解水获得的 H2 与 CO2 反应合成甲醇，再由甲醇经若干醇促反应合成淀粉，首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成，相关论文在国际学术期刊《自然》上发表。回答下列问题： A. 该研究成果中涉及的能量转换形式为 B. ( 化合物 CO 2 (g) CH 3 OH(g) H 2 O(g) 摩尔生成焓 /(kJ ·mol - 1 ) - 395 - 200 - 242 )已知：在一定温度和压强下，由最稳定单质生成 1mol 化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓。某些化合物的摩尔生成焓如表所示。 反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)△H1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g)△H2 ①反应Ⅰ的焓变△H1= kJ·mol-1。 ( CO 2 H 2 CH 3 OH CO H 2 O 起始量 /mol 4.0 8.0 0 0 0 平衡量 /mol n 1 3.0 )②保持温度 T 不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的 CO2 及 H2，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量如表所示。 已知起始时总压强为 1.5pkPa，平衡时体系总压强为 pkPa，则表中 n1= ，反应 I 的平衡常数 Kp= 。 (无需带单位，用含 p 的式子表示)。 C. 取物质的量浓度为 amol·L-1 的甲醇，选择不同的工程酶组块作为催化剂反应 10h，测得实验数据如表所示。 实验序号 温度(K) 不同工程酶的组块 淀粉(g/L) 1 T1 无 0.21 2 T1 agp-M1 0.38 3 T2 agp-M2 1.82 4 T2 agp-M3 1.24 ①最佳的反应条件为 ②已知温度升高，反应生成的淀粉量先增加后急剧减少，其可能的原因是 。 ③实验 4 可用淀粉的质量浓度表示反应速率为 g·L-1·h-1，淀粉的产率为 (用含 a 的代数式表示)。 44．（2024·山西朔州·怀仁市第一中学校校考模拟预测）在“碳达峰、碳中和”背景下，将 CO2 转化为 CH4，进而将 CH4 与水蒸气反应转化为水煤气(CO、H2)是当前研究的重点。回答下列问题： CH4 与水蒸气反应转化为水煤气能量变化如图 1 所示。写出该反应的热化学方程式： ， (填"高温"或"低温")条件下有利于此反应的正向自发进行。 一定温度下，在 1L 恒容密闭容器中充入 1mol CH4 和 1mol 水蒸气，发生反应转化为水煤气，10 min 达到平衡，测得反应前后容器中压强之比是 2：3，从开始至达到平衡的时间内，H2 的生成速率为 mol·L-1· min-1。 在 CH4 与水蒸气反应转化为水煤气的过程中，其他条件相同时，在不同催化剂(I、Ⅱ，Ⅲ)作用下，反应相同时间后，CH4 的转化率随反应温度的变化如图 2 所示。 ①图中 a、b、c 三点的平衡常数的关系为 。 ②图中 a 点所处的状态不是化学平衡状态的原因是 。 已知 CO2 甲烷化过程[CO2(g)＋4H2(g)  CH4(g)＋2H2O(g) ΔH=-161.9 kJ·mol-1]中包含下列反应： I.CO2(g)＋H2(g)  CO(g)＋H2O(g) ΔH1=＋42.1 kJ·mol-1； CO(g)＋3H2(g)  CH4(g)＋H2O(g) ΔH2。 保持压强不变，在 0.1 MPa 下，起始时充入 3 mol H2、1 mol CO2，不同温度下催化甲烷化时，平衡时物质(H2O 未列出)的物质的量分数与温度的关系如图 3 所示： ①图中 X 为 CO2，则 Y 表示的物质是 (填化学式)。 ②温度超过 400 ℃时，升高温度，CO 的物质的量分数不断增大，其原因是 。 ③图中 Q 点时(对应温度下，可认为体系中不含 CO)，CH4 的压强为 MPa，该温度下，甲烷化总反应的平衡常数 Kp= (用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 45．（2024·山西太原·统考二模）绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。回答下列问题： · 通过生物柴油副产物甘油制取 H2 正成为绿色能源的一个重要研究方向。生物甘油水蒸气重整制氢的主要反应如下： C3H8O3(g)  3CO(g)+4H2(g) ΔH1=+251 kJ·mol-1 CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g) ΔH2 = -41 kJ·mol-1 ①反应 I 能够自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)。 ②重整总反应 C3H8O3(g)+3H2O(g)  3CO2(g)+7H2(g)的ΔH3= 。 · 大量研究表明 Pt12Ni 、Sn12Ni、Cu12Ni 三种双金属合金团簇均可用于催化DRM 反应(CH4+CO2  2CO+ 2H2) ，在催化剂表面涉及多个基元反应，其中甲烷逐步脱氢过程的能量变化如图甲所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注，TS1、TS2、TS3、TS4 分别表示过渡态 1、过渡态 2、过渡态 3、过渡态 4)。下列说法不正确的是 (填字母)。 · · Pt12Ni 、Sn12Ni、Cu12Ni 催化甲烷逐步脱氢过程的速率分别为 v1、v2、v3，则 v1>v3>v2 · Pt12Ni 、Sn12Ni、Cu12Ni 催化甲烷逐步脱氢过程中活化能最大的反应步骤是 CH3*=CH2*+H* C．DRM 反应中伴随非极性键的断裂和生成 · 甲烷裂解制氢的反应为 CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH =+75 kJ·mol-1，Ni 可作该反应的催化剂。CH4 在催化剂孔道表面反应时，若孔道堵塞会导致催化剂失活。其他条件相同时，随时间增加，温度对 Ni 催化剂催化效果的影响如图乙所示。考虑综合因素，使用催化剂的最佳温度为 ；650℃条件下， 1000 s 后，氢气的体积分数快速下降的原因是 。 · 我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的直流电源方法，从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气，电化学反应机理如图所示。阳极的电极反应式为 。 · 在催化剂作用下 H2 还原 N2O 的反应如下：H2(g)+N2O(g)  H2O(g)+N2(g) ΔH <0，已知该反应的 v 正=k 正 c(N2O)·c(H2)，v 逆=k 逆c(N2)·c(H2O) ，k 正、k 逆分别为正、逆反应速率常数。该反应的 lgk 正、lgk 逆随温度倒数变化的曲线如图所示。表示 lgk 逆变化的是曲线 (填“a”或“b”)， M 点对应温度下的平衡常数 K= 。 · 46．（2024·山西临汾·统考三模）研究 NOx、SO2 和 CO 等气体的相关反应对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请回答下列问题： 已知：①NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)△H1=-233kJ·mol-1 ②N2(g)+O2(g)⇌NO(g)△H2=+179kJ·mol-1 ③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H3=-111.9kJ·mol-1 则 2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H= 。 研究发现(1)中反应③分两步进行：第一步：快反应 2NO(g)⇌N2O2(g)△H<0 第二步：慢反应 N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H<0 活化能大小比较：Ea(第一步) Ea(第二步)(填“大于”、“等于”或“小于”)。 在混有 NO2(g)和 N2O4(g)的 VL 密闭容器中发生反应 2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0，随着温度升高，体系中各物质平衡时的物质的量分数的变化关系如图 1 所示。曲线 (填“a”或“b”)表示 NO2 的物质的量分数 x%与温度的变化关系。若 T1℃时，混合气体的物质的量为 zmol，升温至 T2℃，反应 tmin 达到平衡，该过程以 N2O4 表示的平均化学反应速率为 v0mol·L-1·min-1，则 T2℃时平衡体系中 n(N2O4)= mol(用含 z、v0、t 的式子表示)，此时物质的量分数平衡常数 Kx= (用物质的量分数代替平衡浓度)。 V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。V2O5/炭基材料脱硫原理是：SO2 在炭表面被吸附，吸附态 SO2 在炭表面被催化氧化为 SO3，SO3 再转化为硫酸盐等。 ①V2O5/炭基材料脱硫时，通过红外光谱发现脱硫开始后催化剂表面出现了 VOSO4 的吸收峰，再通入 O2 后 VOSO4 吸收峰消失，该脱硫反应过程可表示为：SO2+V2O5+O2=VOSO4(配平方程式) 、 (用化学方程式表示)。 ②气体流速和温度一定时，烟气中 O2 浓度对 V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响如图 2 所示。当 O2 浓度过高时，去除率下降的可能原因是 。 （2024·山西临汾·统考模拟预测）氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。 I．对合成氨的研究 已知：2NH3(g)  N2(g) +3H2(g) ，活化能 Ea1 =600 kJ·mol-1，合成氨有关化学键的键能如下表： 化学键 H—H N≡N N—H 键能/kJ·mol-1 436 946 391 则合成氨反应： 1 N2(g)+ 3 H2(g)  NH3(g)的活化能 Ea1= 2 2 在一定条件下，向某反应容器中投入 5 mol N2、15 mol H2 在不同温度下反应，平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图 1 所示。 ①温度 T1、T2、T3 中，由低到高为 ，M 点 N2 的转化率为 。 ②1939 年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为：v(NH3) k2 组分的分压(分压=总压×物质的量分数) ；a 为常数，工业上以铁触媒为催化剂时，a=0.5.温度为 T2 时， = k1 MPa2 (保留两位小数)。 II．对相关脱硝反应的研究 将等物质的量的 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) ∆H <0，经过相同时间测得 NO 的转化率如图 2 所示。图中 c 点 (填“是”或“否” ) 一定是平衡状态，请说明理由 。 氮的氧化物脱除可用电化学原理处理，如图 3 装置可同时吸收 SO2 和 NO。已知：H2S2O4 是一种弱酸。直流电源的正极为 ( 填“a”或“b”)，阴极的电极反应式 。该电解装置选择 ( 填“阳”或“阴")离子交换膜。 48．（2024·山西太原·统考一模）二氧化碳资源化利用有助于实现“双碳目标”。在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要反应的热化学方程式有 反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)  CH4(g)+2H2O(g) H 164.7 kJ·mol-1 反应 Ⅱ：CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) H =+41.2 kJ·mol-1 反应Ⅲ ：2CO(g)+2H2(g)  CO2(g)+CH4(g) H =-247.1 kJ·mol-1 起始时向恒压、密闭容器中通入 1 mol CO2 和 4 mol H2，平衡时 CH4、CO、CO2 的物质的量随温度的变化如图 1 所示。回答下列问题： 计算 CH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2(g)的 H = 。 图 1 中表示 n(CH4)随温度变化的曲线是 (填图中字母)，判断依据是 。 ①在 600℃时，已知平衡体系中 n(H2)=a mol，则 n(H2O)= mol(用含 a 的代数式表示，需化简)。 ②若平衡时体系的压强为 p，则反应Ⅲ的平衡常数 Kp= 。(用含 a、p 的代数式表示，列出计算式即可，平衡分压代替平衡浓度表示，分压=总压×物质的量分数) 科研人员提出 CeO2 催化 CO2 合成碳酸二甲酯(DMC)的反应过程如图 2 所示，由图可知 其中没有 O-H 键断裂的步骤是 (填“①”、“②'或“③”)，合成 DMC 的总反应方程式为 。(CH3OH 不需标注同位素原子)。 49．（2024·山西·统考一模）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： (1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为 CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)△H1 该反应一般认为通过如下步骤来实现： CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) △H2=+41.4kJ/mol Ⅲ．CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)△H3=-90.5kJ/mol 则△H1= 。 ( 基元反应 △ H /eV Cu(100) Cu(110) Cu(111) CO 2 +H * COOH* 0.52 0.34 0.79 COOH* CO*+OH* - 0.26 - 0.33 - 0.11 OH*+H* H 2 O - 0.10 0.10 - 0.34 CO*+H* HCO* 0.55 0.50 0.66 HCO*+H* CH 2 O - 0.53 - 0.27 - 0.69 CH 2 O+H* CH 3 O* - 1.02 - 1.10 - 0.78 CH 3 O*+H* CH 3 OH - 0.24 - 0.10 - 0.41 )科学家研究发现，上述反应历程包含 7 步基元反应，在铜催化剂表面发生反应时，各基元反应在不同铜原子晶面 Cu(100)、Cu(110)、Cu(111)反应的能量变化如下表所示。(*指微粒吸附在催化剂表面。) 根据上表数据，在 Cu(111)晶面的反应历程中，决定反应速率的基元反应是 ，该制甲醇的反应历程更容易在 晶面发生。 在 p=4.00MPa、原料气 n(H2)：n(CO2)=3.4、铜催化剂的反应条件下，温度对 CO2 转化率、甲醇产率、甲醇选 ( 3 )择性的影响如下图所示。CH OH选择性 CH3OH产生率 CO2转化率 ①CO2 的转化率随温度升高而增大的原因可能是 ； ②CH3OH 的选择性随温度升高而减小的原因可能是 ； ③计算 240℃时反应Ⅱ的压强平衡常数 (列出计算式即可)。 (4)除调控合适的温度外，使 CH3OH 的选择性增大的方法有 。 50．（2024·山西太原·太原五中校考二模）“液态阳光”是指利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产“绿色”氢能并将二氧化碳加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料。利用CO2 加氢制甲醇等清洁燃料是实现CO2 减排较为可行的方法。 一定条件下，由CO2 和H2 制备甲醇的反应历程如图所示： 步骤 1： CO2 g H2 g  CO g H2O g 步骤 2： COg 2H2 g  CH3OHg 由CO2 和H2 制备甲醇的热化学方程式为： ，其总反应的反应速率由 决定(填“步骤 1”或“步骤 2”)。 研究发现CO2 和H2 制备甲醇也可以不通过 CO 的中间状态，我国学者在CO2 加氢制甲醇反应机理方面取得重 要进展(标注“*”表示在催化剂表面吸附的物质)： 上述反应历程中，合成甲醇步骤的反应方程式为： 。 CO2 和H2 制备甲醇还存在副反应——逆水煤气变换反应CO2 g H2 g =COg H2Og 。通过实验测定 523K， n H2 :n CO2 =3:1 时不同总压对甲醇产率的影响如图所示； 图中压强增大甲醇产率增大的原因是： 。 在温度为 T，压强为 2.8MPa 的恒压密闭容器中，通入 1mol CO2 、1molCO 和 2mol H2 同时发生反应 1： ( 2 p )CO2 g 3H2 g  CH3OHg H2Og ，反应 2：COg 2H2 g  CH3OHg 。达到平衡时，容器中CO2 (g)为 0.8mol，CO(g)为 0.6mol，此时H 的平衡转化率 ，反应 2 的压强平衡常数K = MPa2 (分压=总压×物质的量分数，结果保留三位有效数字)。 我国科研团队利用非贵金属催化剂，以相当低的电耗在水性电解质中将CO2 和甲醇都转化为附加值产品甲酸。 请写出阴极的电极反应： 。 51．（2024·山西晋中·统考一模）碳中和目标背景下，我国加快低碳技术的发展和应用推广，其中二氧化碳碳捕集、利用与封存技术已经成为近期化学研究的热点，回答下列问题： 已知常温常压下下列反应的能量变化如图所示： 写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式： 。 CO2 催化加氢制取甲醇，反应如下： 主反应：CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.5kJ·mol-1 副反应：CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1 ①在一定条件下，向某 1L 恒容密闭容器中充入 1molCO2 和 amolH2 发生主反应。图中能表示该反应的平衡常数 K 与温度 T 之间的变化关系的是曲线 (填“m”或“n”)，判断依据是 。 ②副反应的反应速率 v=v 正-v 逆=k 正c(CO2)·c(H2)k 逆cm(CO)·cn(H2O)，其中 k 正、k 逆分别为正、逆反应速率常数。该 ( k )k正 反应的平衡常数 K= ，则 m= ，升高温度时 k 正-k 逆 (填“增大”减小”或“不变”)。 逆 ③在一定温度下，①中的起始总压强为 21.2MPa。实验测得 CO2 的平衡转化率和平衡时 CH3OH 的选择性随温度变化如图所示： ( 3 消耗n(CO ) 3 )已知：CH OH 的选择性= n(CH3OH) ×100%。图中表示平衡时 CH OH 的选择性的曲线为 (填“X”或“Y”)， 2 温度高于 280°C 时，曲线 Y 随温度升高而升高的原因是 。240°C 时，反应 20min 容器内达平衡状态，副 反应的 K = 2 ，初始充入 H2 的物质的量 a= 3 mol，主反应的平衡常数 Kp= (MPa)-2(①用平衡分压代 替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数；②计算结果保留 1 位小数)。 52．（2024·山西吕梁·统考一模）丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其热化学方程式为： C3H8 (g)   C3H6 (g) H2 (g) ΔH=akJ / mol 。请回答下列相关问题。 相关物质的相对能量如下表所示： 物质 丙烷 氢气 相对能量(kJ/mol) b 0 则丙烯的相对能量为 kJ mol1 。 一定温度下，向2L 的密闭容器中充入2molC3H8 发生脱氢反应，经过10min 达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的 1.6 倍。 ① 0 10min 内氢气的生成速率vH2 = ， C3H8 的平衡转化率为 。 ②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是 。 A．混合气体的密度保持不变 B． C3H8 的消耗速率与C3H6 的消耗速率相等 C．混合气体的平均分子量保持不变 D． C3H6 与H2 的物质的量之比保持不变 脱氢反应分别在压强为P1 和P2 时发生，丙烷及丙烯的平衡物质的量分数随温度变化如图所示。 ①同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可采取的措施是 ，理由是 ②压强： P1 P2 (选填“＞”或“＜”)。若P1 =0.2 MPa ，起始时充入丙烷发生反应，则 Q 点对应温度下， 反应的平衡常数Kp = (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 ③在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应，起始 n(氩气)/(丙烷)越大，丙烷的平衡转化率越大，其原因是 。 53．（2024·山西太原·山西大附中校考三模）环戊烯( )常用于有机合成及树脂交联等。在催化剂作用下，可通过环戊二烯( )选择性氧化制得，体系中同时存在如下反应： 反应 I： (g)+H (g) K1 (g) ΔH =-100.3 kJ·mol-1 2   1 反应 II： (g)+H (g)= K2 (g) ΔH = -109.4 kJ·mol-1 2   2 (    ) ( 3 )反应 III： (g)+ (g) K3 2 ΔH 已知选择性指生成目标产物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例。回答下列问题， 反应 III 的ΔH3= kJ·mol-1。 为研究上述反应的平衡关系，在 T°C 下，向某密闭容器中加入 a mol 的环戊二烯和 4 mol H2，测得平衡时，容 器中环戊二烯和环戊烷( )的物质的量相等，环戊烯的选择性为 80%，此时 H2 的转化率为 %，反应 III 以物质的量分数表示的平衡常数 Kx3= 。 为研究不同温度下催化剂的反应活性，保持其他条件不变，测得在相同时间内，上述反应的转化率和选择性与温度的关系如图所示。 该氢化体系制环戊烯的最佳温度为 ；30°C 以上时，环戊烯的选择性降低的可能原因是 (填标号)。 A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．反应活化能减小 学科网（北京）股份有限公司 (   二聚   )实际生产中采用双环戊二烯( )解聚成环戊二烯： (g) 解聚 2 ΔH> 0。 若将 3 mol 双环戊二烯通入恒容密闭容器中，分别在 T1 和 T2 温度下进行反应。曲线 A 表示 T2 温度下 n(双环戊二烯)的变化，曲线 B 表示 T1 温度下 n(环戊二烯)的变化，T2 温度下反应到 a 点恰好达到平衡。 ①曲线 B 在 T1 温度下恰好达到平衡时的点的坐标为(m，n)，则 m 2(填“>” “<”或“=”)，由图象计算 n 的取值范围是 。 ②T2 温度下，若某时刻，容器内气体的压强为起始时的 1.5 倍，则此时 v(正) v(逆) (填“>” “<”或“=”)。 $$