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高考化学真题与模拟题分类训练专题14 化学反应原理综合（2份打包，含解析+原卷版，可预览）
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专题14 化学反应原理综合
1．(2021·全国高考真题)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：
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①
②
总反应的_______；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)，判断的理由是_______。
A．B．C．D．
(2)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____，反应条件可能为___或___。
2．(2021·吉林长春市·长春外国语学校高二月考)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现，该元素是_______。
(2)氯铂酸钡()固体加热时部分分解为、和，376.8℃时平衡常数，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘蒸气初始压强为。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为，则_______，反应的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数。
得到和均为线性关系，如下图所示：
①由图可知，NOCl分解为NO和反应的_______0(填“大于”或“小于”)
②反应的K=_______(用、表示)：该反应的_______0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程_______。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
其中表示一个光子能量，表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收_______mol光子。
3．(2021·广东高考真题)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5
(1)根据盖斯定律，反应a的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)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_______。
A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加
B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动
C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率
D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步的正反应活化能最大。
(4)设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的ln K随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K=_______。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程_______。
(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_______。
4．(2021·河北高考真题)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。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：
物质
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ•mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
(1)则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为________。
(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：
①CO2(g)=CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq)
25℃时，反应②的平衡常数为K2。
溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，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+浓度为________mol•L-1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO的电离)
(3)105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。
保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa，CO2(g)的初始压强应大于________kPa。
(4)我国科学家研究Li—CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：
①Li—CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在___(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O Ⅱ.C2O=CO2+CO
Ⅲ.__________ Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3
②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。
Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_________。
Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO2电还原为CO从易到难的顺序为_______(用a、b、c字母排序)。
5．(2021·湖南高考真题)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I：氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键
键能
946
436.0
390.8
一定温度下，利用催化剂将分解为和。回答下列问题：
(1)反应_______；
(2)已知该反应的，在下列哪些温度下反应能自发进行？_______(填标号)
A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，时反应达到平衡，用的浓度变化表示时间内的反应速率_______(用含的代数式表示)
②时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后分压变化趋势的曲线是_______(用图中a、b、c、d表示)，理由是_______；
③在该温度下，反应的标准平衡常数_______。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应，，其中，、、、为各组分的平衡分压)。
方法Ⅱ：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氮转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)电解过程中的移动方向为_______(填“从左往右”或“从右往左”)；
(5)阳极的电极反应式为_______。
KOH溶液KOH溶液
6．(2021·浙江高考真题)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量：。判断该反应的自发性并说明理由_______。
(2)已知。时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的和，当反应达到平衡后测得、和的浓度分别为、和。
①该温度下反应的平衡常数为_______。
②平衡时的转化率为_______。
(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法正确的是_______。
A．须采用高温高压的反应条件使氧化为
B．进入接触室之前的气流无需净化处理
C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和的转化率
D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收以提高吸收速率
②接触室结构如图1所示，其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是_______。
A． B． C． D． E. F. G.
③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)_______。
(4)一定条件下，在溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。
Ⅰ.
Ⅱ.①_______；
Ⅲ.；
Ⅳ.②_______。
7．(2021·浙江高三专题练习)“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品， 氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答：
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是______。
(2)下列说法不正确的是______。
A．可采用碱石灰干燥氯气
B．可通过排饱和食盐水法收集氯气
C．常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中
D．工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
(3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：
Cl2(g)⇌Cl2(aq) K1=c(Cl2)/p
Cl 2(aq) + H2O(l)⇌H+ (aq)+Cl- (aq) + HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强，c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g)⇌Cl2(aq)的焓变ΔH1______0。(填”>”、“=”或“<”)
②平衡常数K2的表达式为K2=______。
③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则c=______。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略HClO的电离)
(4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程式为；
I.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g) ΔHI=181 mol·L-1，KI=-3.4×10-29
II.2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) ΔHII= - 221 mol·L-1，KII=1.2×1048
结合数据说明氯化过程中加碳的理由______ 。
(5)在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 mol·L-1，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是______。
A．适当提高反应温度 B．改变催化剂
C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度
1．(2021·山西太原市·高三其他模拟)2020年6月23日，长征三号乙运载火箭成功将北斗“收官之星”送入太空，标志着北斗三号全球卫星导航系统部署全面完成。火箭使用液态偏二甲肼和作推进剂，反应为：。请回答：
(1)一定条件下，已知：
①
②
③
则：______。
(2)100℃时，将气体充入的真空密闭容器中发生反应：，每隔一段时间就对该容器内的物质进行测量，得到下表数据：
时间/s
0
20
40
60
80
0.40
a
0.26
b
c
0.00
0.05
d
0.08
0.08
①从反应开始至内，用表示的平均反应速率为______。
②100℃时，该反应的化学平衡常数的数值为______(保留两位有效数字)。
③达到平衡后，若降低温度，气体颜色变浅，则该反应的______0(填“>”或<”)；若向该密闭容器中再充入，则该反应将______(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。
(3)下图是科学家制造出的一种效率更高的燃料电池，可用于航空航天。以稀土金属材料作惰性电极，固体电解质能传导，两极分别通入和(空气)。则c电极上发生的电极反应式为______。
2．(2021·陕西宝鸡市·高三其他模拟)SO2、NO、NO2、CO都是污染大气的有害气体，对其进行回收利用是节能减排的重要课题。
(1)上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有_______(填化学式)。
(2)已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=- 196.6 kJ∙mol-1
2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) ∆H=-113.0 kJ∙mol-1
①反应：NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+ NO(g)的∆H=_______kJ∙mol-1。
②一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应：NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+NO(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.混合气体的密度保持不变 b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变 d.每生成1molSO3的同时消耗1mol NO
③测得②中反应达到平衡时NO与NO2的体积之比为37：13，则在该温度下反应：NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+NO(g)的平衡常数K=_______
(3)CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)。 在一容积可变的密闭容器中充有10molCO与20molH2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率()与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是_______(填字母)。
A．合成甲醇的反应为吸热反应
B．压强为p1＞p2
C．A、B、C三点的平衡常数为KA= KB＞ KC
D．若达平衡状态A时，容器的体积为10 L，则在平衡状态B时容器的体积也为10 L
3．(2021·辽宁高三其他模拟)研究、的消除对改善生态环境、构建生态文明具有重要的意义。
Ⅰ.汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染。
(1)在标准压强和指定温度下，由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知、、的标准摩尔生成焓分别为、、。和两种尾气在催化剂作用下反应生成的热化学方程式是_______。
(2)研究CO和NO反应，测得在某温度下一定体积的密闭容器中，NO和CO浓度随时间变化如表：
时间(s)
浓度()
0
2
4
6
c(NO)
1.00
0.25
0.10
0.10
c(CO)
3.60
2.85
2.70
2.70
前4s内的速率_______。
(3)实验测得，，(、为速率常数)。在一定温度下，向2L的密闭容器中充入NO和CO气体各1mol，NO的转化率为40%时达到化学平衡，则_______(保留两位小数)。
Ⅱ.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO。沥青混凝土可作为反应的催化剂。图中表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(型、型)催化时，的转化率与温度的关系。
(4)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是_______(填序号)。
(5)下列关于图示的说法正确的是_______(填序号)。
A．e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
B．b点时CO与分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
C．在均未达到平衡状态时，同温下型沥青混凝土中CO转化速率比型的要大
D．CO转化反应的平衡常数
4．(2021·四川德阳市·高三三模)氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，但减少含氮化合物对空气的污染也是重要的课题之一。
已知：N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ΔH1=+180.0kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH2=-92.4kJ·mol-1
H2的燃烧热为285.8kkJ·mol-1。
回答下列问题：
(1)写出NO与NH3反应生成N2和液态水的热化学方程式_______。
(2)研究者用负载Cu的ZSM-5分子筛作催化剂对NO催化分解，M表示催化剂表面活性中心，对该反应提出如下反应机理。分解产生的O2浓度增大易占据催化剂活性中心M。
I：NO+M→NO-M 快；
II：2NO-M→N2+2O-M 慢；
III：20-M⇌O2+2M 快。
三个反应中，活化能较高的是_______(填“I”、“II”或“III”)；反应要及时分离出O2其目的是_______。
(3)一密闭容器中，加入1molN2、3molH2发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，t0时达到平衡，在t1、t3、t4时均只改变某一个条件，如图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图。
①t1、t3时改变的条件分别是_______、_______。
②下列时间段中，氨的百分含量最低的是_______(填标号)。
a.t0~t1 b.t2~t3 c.t3~t4 d.t5-t6
③在恒温密闭容器中，进料浓度比c(H2)：c(N2)分别等于3：2、3：1、7：2时N2平衡转化率随体系压强的变化如下图所示：
表示进料浓度比c(H2)：c(N2)=7：2的对应曲线是_______(填标号)，设R点c(NH3)=xmol/L，则化学平衡常数K=_______(列出计算式)。
5．(2021·福建龙岩市·高三三模)研究和深度开发CO2的综合应用，实现碳循环是解决温室问题的有效途径，对构建生态文明社会具有重要意义。
(1)CO2可实现以下转化：
①
②
已知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.(用含a、b、c代数式表示)
(2)利用工业废气中的CO2可以制取气态甲醇和水蒸气，一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入l mol CO2和3 mol H2，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ，测得5 min时CO2的转化率随温度变化如图所示：
①活化能最大的是反应___________(填“Ⅰ”：“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②T4温度下，反应Ⅲ的在0~5 min内平均反应速率v(H2)=___________。
③同一物质b点对应的正反应速率v(正)___________(填“>”、“＜”或“=”)c点对应逆反应速率v(逆)。
④若反应Ⅲ在c点的体系总压强为0.80MPa，则c点反应的Kp=___________(MPa)-2(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)载人飞船，以Pt为阳极，Pb(CO2的载体)为阴极，KHCO3溶液中电解液，总反应为：，CO在___________极产生，阳极的电极反应式为___________。
6．(2021·广西南宁市·高三二模)SO2的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2。
(1)在复合组分催化剂作用下，CH4可使SO2转化为S，同时生成CO2和液态H2O。
已知：CH4(g) +2SO2(g)=CO2(g) +2S(s) +2H2O(l) ΔH= -295.9 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH= -297.2 kJ·mol-1
则CH4的燃烧热ΔH=_______。
(2)在恒容密闭容器中，用H2还原SO2生成S的反应分两步完成(如图1所示) ，该过程中部分物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示：
①由分析可知X为_______ (填化学式)。
②0~t1时间段的温度为_______。
(3)燃煤烟气中可通过反应SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)实现硫的回收。将1molSO2和2molCO通入1L恒容密闭容器中，在恒温T℃，起始压强为2.5×106Pa条件下反应，5min时，反应达到平衡，气体密度减小16g·L-1。
①0~5min内，CO的反应速率是_______；若升高温度，气体的密度增加(S仍为液体)，则该反应的ΔH_______(填“>”或“<”)0。
②T℃时，平衡常数Kp=_______Pa-1。
(4)单质硫也可以生成多硫化物从而实现能量间的转化。
①钠硫电池是一种新型高能电池，总反应为2Na+2SNa2S2，该电池工作时正极的电极反应式为_______；给该电池充电时，钠电极应与外电源的_______(填“正”或“负”)极相连接。
②在碱性溶液中，S被BrO氧化成SO，BrO被还原成Br-。该反应的离子方程式是_______。
7．(2021·河南郑州市·高三三模)“减少碳排放，实现碳中和”是当今世界的热门话题。某课题组利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇，主要发生如下三个反应：
I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)ΔH2=+40.9kJ·mol-1
III.……
(1)请写出反应IIICO和H2合成CH3OH的热化学方程式______。
(2)下列措施中，能提高CO2转化率的是______。
A．在原料气中加入适量H2O(g) B．从体系中不断分离出甲醇
C．循环利用原料气 D．使用高效催化剂
(3)一定条件下，在某密闭容器中投人amolCO2和3amolH2，发生上述合成反应。达平衡容器中CH3OH的物质的量为cmol，CO的物质的量为dmol.则此条件下CO2的转化率为______(列式表示，下同)；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______；此条件下反应II的平衡常数为______。
(4)图1是反应温度对二氧化碳转化率以及甲醇选择性的影响。甲醇选择性随温度升高而降低的原因可能是______。
(5)图2是一定条件下原料气的进料速度对二氧化碳转化率、甲醇选择性以及出口甲醇浓度的影响。试分析工业上实际进料速度采用2.1mol·s-1，而不是1.8mol·s-1，可能的原因是______。
(6)甲醇燃料电池可用于测定阿伏加德罗常数。当甲醇燃料电池平稳工作10min后测得电池正极端消耗标准状况下氧气VL，电流稳定为XA，假设能量转化率80%，计算测得阿伏加德罗常数NA为______ mol-1。(用X、V表示，已知一个电子电量为1.60×10-19C)
8．(2021·山东烟台市·高三三模)苯乙烯是一种重要的化工原料，可采用乙苯催化脱氢法制备，反应原理如下：
(g)⇌(g)+H2(g) ∆H
(1)已知：
化学键
C—H
C—C
C=C
H—H
键能
412
348
612
436
计算上述反应的∆H=_____。
(2)生产过程中，在600℃时向乙苯中掺入高温水蒸气，保持体系总压为105.6kPa催化反应。若投料比n(乙苯)/n(H2O)=1：8，达平衡时乙苯的转化率为60%，则p(H2O)=____kPa，平衡常数Kp=____(Kp为以分压表示的平衡常数，气体分压=气体总压×体积分数)。若其他条件不变，将上述起始反应物置于某恒容密闭容器中，则乙苯的平衡转化率___(填“>”“<”或“=”)60%。
(3)利用膜反应新技术，可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下，1.00mol乙苯在容积为1.00L的密闭容器中反应，氢气移出率α与乙苯平衡转化率关系如图所示：(氢气移出率)
①同温度时α1、α2、α3依次____(填“增大”或“减小”)，理由是____。
②A点平衡常数，则α为___。
9．(2021·山东青岛市·高三二模)汽车尾气是否为导致空气质量问题的主要原因，由此引发的“汽车限行”争议，是当前备受关注的社会性科学议题。
(1)反应 可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(表示过渡态、表示中间产物)。
三个基元反应中，属于放热反应的是___________(填标号)；图中___________。
(2)探究温度、压强(2、5)对反应的影响，如图所示，表示2的是___________(填标号)。
(3)用可以消除污染：
①某条件下该反应速率，，该反应的平衡常数，则___________，___________。
②一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入4和6发生上述反应，测得和的物质的量随时间变化如图。
a点的正反应速率___________c点的逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)；测得平衡时体系压强为)，则该反应温度下___________。(用含的式子表示，只列式不用化简)。若在相同时间内测得的转化率随温度的变化曲线如下图，400℃~900℃之间的转化率下降由缓到急的原因是___________。
10．(2021·江西九江市·)倡导生态文明建设，环境问题一直是我们关注的焦点。运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)为了高效利用能源并且减少的排放，可用下列方法把转化成乙醇燃料：
①
②
③
则表示燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)NO的氧化反应分两步进行；
I. II.
其反应过程能量变化如图所示
①决定NO氧化反应速率的步骤是_______(填“I”或“II”)，其理由是_______。
②一定温度下，在刚性密闭容器中，起始充入一定量的气体(转化为忽略不计)，此时压强为36kPa，在5min达到平衡，此时容器的压强为46kPa，则0~5min用的分压表示反应速率为_______。该温度下，此反应的平衡常数_______(是平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)。
③恒温恒容条件下，能说明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．压强不再变化
B．混合气体的密度不再变化
C．生成NO的速率与消耗的速率相等
D．混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)利用燃料电池电解，可将雾霾中的NO、分别转化为和如下图装置所示。则物质甲为_______(填名称)，阴极的电极反应式_______；当电路中转移2.5mol电子时，A的浓度为_______(电解过程中忽略溶液体积变化)。
11．(2021·山东高三三模)CH4—CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义，其反应为：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。回答下列问题：
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa)：
物质
CH4(g)
CO(g)
H2(g)
燃烧热(ΔH/kJ·mol-1)
-890.3
-283.0
-285.8
则CH4—CO2催化重整反应的ΔH=___kJ·mol-1。
(2)将原料按初始组成n(CH4)：n(CO2)=1：1充入密闭容器中，保持体系压强为100kPa发生反应，达到平衡时CO2体积分数与温度的关系如图所示。
①T1℃、100kPa下，n(平衡时气体)：n(初始气体)=___；该温度下，此反应的平衡常数Kp=___(kPa)2(以分压表示，列出计算式)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数，___点对应的平衡常数最小，理由是___；___点对应压强最大，理由是___。
(3)900℃下，将CH4和CO2的混合气体(投料比1：1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器，测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注：目数越大，表示炭催化剂颗粒越小)
由图可知，75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为___，原因是___。
12．(2021·江西新余市·高三二模)研究氮的氧化物的性质对于消除城市中汽车尾气的污染具有重要意义。回答下列问题：
(1)有较强的氧化性，能将氧化成，自身被还原为NO，已知下列两反应过程中能量变化如图1、图2所示，则氧化生成的热化学方程式为______。
(2)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应： ，若反应达到平衡时，所得的混合气体中含的体积分数随的变化曲线如图3．
①a、b、c、d四点的平衡常数从小到大的顺序为______。
②若，反应达平衡时，的体积分数为20%，则NO的转化率为______。
(3)利用现代手持技术传感器探究压强对平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的气体后密封并保持活塞位置不变。分别在、时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图4所示。
①B、E两点对应的正反应速率大小为______(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②E、F、G、H四点对应气体的平均相对分子质量最大的点为______。
(4)反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，一个化学反应往往是由多个基元反应分步进行的，这个分步过程称为反应机理，机理中的快反应对整个反应速率的影响可以忽略不计。一定温度下，基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数的幂的连乘积成正比，如基元反应的“速率方程”可表示为(k为速率常数)。实验测得低温时某反应的速率方程为，其反应机理有如下两种可能。则该反应的化学方程式可表示为______，以下机理中与其速率方程符合的反应机理是______(填编号)。
反应机理
第一步反应
第二步反应
①
(快反应)
(慢反应)
②
(慢反应)
(快反应)
13．(2021·山东济南市·高三三模)工业合成氨是人工固研究的重要领域。回答下列问题：
(1)如图所示是电解法合成氨反应装置示意图
则b极为___________(填“阴”或“阳”)极，a极的电极反应式为___________，电解装置中质子交换膜的作用为___________；若b极产生的O2在一定条件下的体积为336L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672L，则N2的转化率为___________%(保留两位有效数字)。
(2)合成氨反应的一种反应机理的相对能量—反应进程如下图所示，其中标有“*”的微粒为吸附态(图中“*H”均未标出)。
则各步反应中决定合成氨反应速率的反应方程式为___________
(3)当氮气和氢气的比例为1：3时，工业合成氨所得混合气体中，氨气的含量与温度、压强的关系如下
①平衡曲线上A点的平衡常数___________(用含的式子表示)
②工业实际生产投料时，氮气与氢气的体积比为1：2.8，适当增加氮气的比重的目的是___________。
14．(2021·重庆高三三模)利用CO2可合成烷烃、烯烃、醇、甲酸等系列重要化工原料。回答下列有关问题：
I.制备甲烷CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=-252.9kJ•mol-1
(1)在恒温、恒容容器中进行该反应，下列不能说明反应达到平衡状态的是___。
A．CO2和H2的转化率之比不再变化
B．混合气体的平均摩尔质量不再变化
C．容器内的压强不再变化
D．4v(H2)正=v(CH4)逆
(2)选择合适催化剂，在密闭容器中按n(CO2)：n(H2)=1：4充入反应物，反应结果如图1所示。
①若N点压强为1MPa，则平衡常数Kp(N)=___，P点与N点的平衡常数K(P)___K(N)(填“>”、<”或“=”)。
②若无催化剂，N点平衡转化率是否可能降至R点？说明理由。答：___。
II.制备甲醇：
主反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-58kJ•mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=-41kJ•mol-1
(3)向恒容容器中充入amolCO2和3amolH2，在催化剂存在的条件下进行反应，测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图2所示。
已知：CH3OH选择性=
①CH3OH选择性随温度升高而下降的原因是___(写一条)。
②有利于提高CH3OH选择性的反应条件是__。
A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压
Ⅲ.电解法转化CO2可实现CO2资源化利用，电解CO2制HCOOH的原理示意图如图3。
(4)a、b表示CO2进气管，其中___(填“a”或“b”)管是不需要的。
(5)写出阴极的电极反应式：___。
(6)电解一段时间后，若两侧电极液中K+的物质的量相差0.04mol，则阳极产生的气体在标准状况下的总体积为___L(假设产生的气体全部逸出)。
15．(2021·四川高三三模)研究含碳化合物的处理是化学研究的热点，对环境的保护具有重要意义。
(1)已知：①CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H=-41.2 kJ·mol-1
②C(s)＋CO2(g)2CO(g) △H2=＋172.5 kJ·mol-1
③CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H3=＋206 kJ·mol-1
则CH4(g)C(s)＋2H2(g) △H=___________。
(2)在T℃时，向10 L的密闭容器中分别充入1 mol CH4(g)和3 mol H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H>0，经20 min达到平衡，此时CH4的转化率为50%。
①0～20 min时间内生成氢气的平均速率为___________；
②反应在T℃时的平衡常数计算表达式为___________。
(3)其它条件相同，在不同催化剂(A、B)作用下，反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)进行相同时间后，CO的产率随反应温度的变化如下图：
①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值分别用E(A)、E(B)表示，则E(A)___________E(B)(填“>”、“<”或“=”下同)；
②y点对应的v(逆)___________z点对应的v(正)；
③图中w点前比w点后随温度升高CO的产率较快增加的可能原因是___________。
(4)在T℃，向体积不变的密闭容器中，分别充入10 mol CH4、15 mol CO2，此时压强为25 kPa，经发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)，测定平衡CH4转化率为60%。若某时刻P(H2)=10 kPa，该时刻反应处于___________(填“平衡”、“非平衡”或“无法确定”)状态。
16．(2021·贵州贵阳市·高三二模)煤制天然气的过程中涉及到煤气化反应和水气变换反应．
煤气化反应Ⅰ：
水气变换反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)__________．
(2)图一表示不同温度条件下，反应Ⅰ发生后的汽气比(水蒸气与CO物质的量之比)与CO平衡转化率的变化关系．
①判断和由大到小的关系为___________；
②若经反应Ⅰ发生后的汽气比为0.8，所得混合气体经反应Ⅱ后，得到CO与H2的物质的量之比为，则反应Ⅱ应选择的温度是__________(填“”、“”或“”)．
(3)为了进一步探究反应条件对反应Ⅱ的影响，某活动小组设计了三个实验，实验曲线如图二所示：
编号
温度
压强
c始
c始
甲
530℃
乙
X
Y
丙
630℃
①请依据图二的实验曲线补充完整表格中的实验条件：X=________℃，Y=________．
②实验丙从开始至末，平均反应速率___________．
③达平衡时CO的转化率：实验乙______实验丙(填“大于”、“小于”或“等于”)．
④时，反应Ⅱ的平衡常数．若往某刚性容器中投入，列简式计算井说明该反应进行的方向______．
17．(2021·河南高三三模)煤的洁净技术(包括固硫技术和脱硫技术两类)可有效降低燃煤废气中的含量，已成为我国解决环境问题的主导技术之一、
Ⅰ．固硫技术：通过加入固硫剂，将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。生石灰是常用的固硫剂，固硫过程中涉及的部分反应如下：
①
②
(1)表示燃烧热的热化学方程式是___________。
(2)由上述两个反应可知，在煤燃烧过程中要提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比)，可采用的方法是___________。
(3)某温度下，在一个恒容密闭容器中加入和，若只发生反应②，测得如下数据：
0
10
20
30
40
2
1.5
1.1
0.8
0.8
内___________，此条件下该反应的平衡常数为___________。
(4)实际生产中常用石灰石代替生石灰，石灰石吸收热量分解为生石灰，即。800℃下，在一个密闭容器中加入一定量的进行该反应，气体的浓度变化如图所示，和与时分别改变一个条件，则改变的条件依次是___________和___________。
Ⅱ．除去燃煤产生的废气中的的过程如图所示。
(5)过程①是的部分催化氧化反应，若参加反应的和的体积比为4∶3，则反应的化学方程式为___________。
(6)过程②利用电化学装置吸收另一部分，使得再生，该过程中阳极的电极反应式为___________。若此过程中除去含5%(体积分数)的的废气(标准状况)，则需要的电量为___________C(一个电子的电量)。
18．(2021·重庆高三三模)碳以及碳的化合物在生活中应用广泛。利用CO2合成甲醇不仅能够使二氧化碳得到有效合理的利用，也能解决日益严重的能源危机。由CO2合成甲醇的过程可能涉及如下反应：
反应I：
反应II：
反应III：
回答下列问题：
(1)将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。测得不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及甲醇的产率(b)如图所示。
①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是____。
A．改用高效催化剂 B．升高温度 C．分离出甲醇 D．增加CO2浓度
②据图判断，当温度高于260℃后，CO的浓度随着温度的升高而____(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”)，其原因是_____。
(2)一定条件下，在2L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2 (假设仅发生反应Ⅰ)。测得在反应物起始投入量不同时，CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
反应物起始投入量：
曲线I：n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol
曲线II：n(H2)=3mol，n(CO2)=2mol
①根据图中数据判断，要使CO2平衡转化率大于40%，以下条件中最合理的是______。
A．n(H2)=3mol，n(CO2)=2.5mol；550K
B．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.6mol；550K
C．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.9mol；600K
D．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol； 650K
②请选择图中数据计算500K时反应I的平衡常数K=________。
(3)用惰性电极电解制取乙烯的装置如图所示：
①电源负极是________(填“a”或“b”)。
②离子交换膜是________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
③X极上的电极反应式为________。
19．(2021·陕西宝鸡市·高三二模)选择性催化还原法(SCR)是目前应用最为广泛的氮氧化物NOx的净化方法，其原理是利用NH3在特定催化剂作用下将NOx还原为N2。
(1)常温下，在Cu(OH)2悬浊液中滴加氨水，沉淀溶解得蓝色溶液。已知：常温下，
[Cu(NH3)4]2+(aq)Cu2+(aq)+4NH3(aq)K1=5.0×10-14；Cu(OH)2(s)+4NH3(aq)⇌[Cu(NH3)4]2+(aq)+2OH-(aq)的平衡常数K2=4.4×10-7， 则常温下Ksp[Cu(OH)2]= ___________。
(2)T1℃时，向2L的恒容密闭容器中通入1molN2和1molH2发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，10min后到达平衡，容器内压强变为起始压强的0.8倍。
①从开始到平衡，v(NH3)= ___________，T1℃时该反应的平衡常数K=___________。
②达平衡状态后，若保持H2浓度不变，将容器体积扩大至2倍，平衡将___________填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”。
(3)催化剂V2O5-WO3/TiO2中的V2O5是活性组分。在石英微型反应器中以一定流速通过烟气[n(O2)：n(NH3)：n(NO)=71：1：1]，在不同温度下进行该催化还原反应，V2O5的质量分数对单位时间内NO去除率的影响如图所示。
①从起始至对应A、B、C三点的平均反应速率由大到小的顺序为 ___________。
②V2O5的质量分数对该催化剂活性的影响是___________。
③若烟气中O2含量一定，在催化剂适宜温度范围内，当时，随着该比值的增大，NO去除率 ___________ 填“增大”、“减小”或“不变”；当时，随着该比值的增大，NO去除率无明显变化，可能的原因是 ___________。
20．(2021·海南海口市·高三三模)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
(1)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1=+83 kJ∙mol−1
CuCl(s)＋O2(g)=CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2=−20 kJ∙mol−1
CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3=−121 kJ∙mol−1
则4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH=___________ kJ∙mol−1
(2)Deacon发明的直接氧化法原理为：4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)，在刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系如图所示：
据图像分析可知：反应平衡常数K(300 ℃)___________K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。
(3)设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据，计算K(400 ℃)=___________(列出计算式)。
(4)按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是___________、___________。在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是___________。(写出2种)
21．(2021·四川成都市·石室中学高三三模)甲烷及其衍生物在国民经济中有着重要的作用。
(1)工业上甲烷可用于制造合成气，常温常压下其反应为：CH4(g)+H2O(l)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH=+250.1kJ・mol-1
①CO(g)、H2(g)的燃烧热依次为283.0kJ・mol-1、285.8kJ・mol-1。常温常压下，16g甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为____kJ。
②将1molCH4(g)和1molH2O(g)充入温度恒为298K、压强恒为100kPa的密闭容器中，发生反应，正反应速率v=k×p(CH4)×p(H2O)，p为分压(分压=总压×物质的量分数)。若该条件下k=4.5×10-4kPa-1•s-1，当CH4分解率为20％时，反应达到平衡，此时v=___kPa•s-1，Kp=___kPa2(以分压代替浓度表示，保留小数点后1位)。
(2)工业上还可以用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，在不同温度下发生该反应，CH4的浓度变化如图所示，
下列说法正确的是_____(填序号)。
A．T1大于T2
B．c点时二氧化碳的浓度为1.2mol/L
C．a点正反应速率大于b点的逆反应速率
D．a点的反应速率一定比c点的反应速率小
(3)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-48.9kJ・mol-1
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ・mol-1
III.CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) ΔH=+90kJ・mol-1
一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
①温度为470K时，图中P点___(填“处于”或“不处于”)平衡状态，490K之后，甲醇的产率随温度的升高而减小的原因除了升高温度使反应I平衡逆向移动以外，还有____、____。
②一定能提高甲醇产率的措施是___。
A．增大压强 B．升高温度 C．加入大量催化剂
22．(2021·河北唐山市·高三三模)某科研组对气体深入研究，发现很不稳定，经过实践提出如下反应机理：
回答下列问题
(1)___________。
(2)①已知，起始时为35.8，分解的反应速率。恒温恒容时，测得体系中，则此时的分解的反应速率___________。
②T温度时，向2L密闭容器中加入，时完全分解，体系达平衡状态，气体压强是反应前的2倍，则该温度下的平衡常数K=___________。
③，在体积均为的容器中，不同温度下二氧化氮浓度变化与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是___________(填标号)。
A．
B．a点逆反应速率小于c点正反应速率
c。℃ 10时二氧化氮速率为0.05
D．℃ 20时改变的条件可能是充入一定量的
(3)①氯气和硝酸银在无水环境中可制得，同时得到一种气态单质A，该反应的化学方程式是___________。
②Peter提出了一种用惰性电极作阳极硝酸电解脱水法制备，其原理如下图所示。阳极制得和A，其电极反应式为___________。每生成1，两极共产生气体___________L(标准状况下)。
23．(2021·山东济宁市·高三二模)氮氧化物(NOx)是一类特殊的污染物，它本身会对生态系统和人体健康造成危害，必须进行治理或综合利用。
(1)一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图1所示，A在沸石笼内转化为B、C、D等中间体的过程如图2所示。
①由A到B的变化过程可表示为____。
②已知：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H1=-907.28kJ·mol-1
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H2=-1269.02kJ·mol-1
则图1脱除NO的总反应的热化学方程式为___。
③关于该催化剂的说法正确的是____(填标号)。
A．能加快反应速率，并且改变反应的焓变
B．能增大NH3还原NOx反应的平衡常数
C．具有选择性，能降低特定反应的活化能
(2)在温度500K时，向盛有食盐的恒容密闭容器中加入NO2、NO和Cl2，发生如下两个反应：
Ⅰ.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1
Ⅱ.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H2
①关于恒温恒容密闭容器中进行的反应Ⅰ和Ⅱ的下列说法中，正确的是___(填标号)。
a.△H1和△H2不再变化，说明反应达到平衡状态
b.反应体系中混合气体的颜色保持不变，说明反应Ⅰ达到平衡状态
c.同等条件下，反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ，说明反应Ⅰ的活化能小，△H1<△H2
d.达平衡后，向反应体系中再通入一定量ClNO(g)，NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小
②若向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2发生反应Ⅱ，起始总压为p。10分钟后达到平衡，用ClNO(g)表示平均反应速率v平(ClNO)=0.008mol·L-1·min-1。则NO的平衡转化率α=_____，该反应的平衡常数Kp=____(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
③假设反应Ⅱ的速率方程为：v=k(1-nαt)式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为NO平衡转化率，α′为某时刻NO转化率，n为常数。在α′=0.8时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm，ttm后，v逐渐下降。原因是____。
24．(2021·山东日照市·高三三模)氢能是一种理想的绿色能源，一种太阳能两步法甲烷蒸气重整制氢原理合成示意图如下：
回答下列问题：
(1)第Ⅰ步：NiFe2O4(s)+CH4(g)NiO(s)+2FeO(s)+CO(g)+2H2(g) =a kJ·mol-1。总反应可表示为：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) =b kJ·mol-1。写出第Ⅱ步反应的热化学方程式：___________。
(2)实验测得分步制氢比直接利用CH4和H2O(g)反应具有更高的反应效率，原因是___________。
(3)第Ⅰ、Ⅱ步反应的lgKp-T图像如下。
由图像可知a___________b(填“大于”或“小于”)，1000℃时，第Ⅱ步反应的化学平衡常数K=___________，测得该温度下第Ⅰ步反应平衡时CH4的平衡分压p(CH4)=4.0kPa，则平衡混合气体中H2的体积分数为___________(保留一位小数)。
(4)第Ⅰ步反应产生的合成气(CO和H2的混合气体)可用于F-T合成(以合成气为原料在催化剂和适当条件下合成碳氢化合物的工艺过程)。合成碳氢化合物时易发生副反应CO+H2O(g)CO2+H2，如图为相同条件下用不同催化剂在不同时间段测得反应体系内CO2的体积分数，据此应选择的催化剂是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，选择的依据是___________。
25．(2021·江西鹰潭市·高三二模)化学平衡及其移动是中学化学的重点知识，请回答下列问题：
I.在密闭容器中的可逆反应CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)(正反应为放热反应)达到平衡后：
(1)扩大容器体积，平衡___________(向左、向右、不)移动，反应混合物的颜色___________(变深、变浅、不变)。
(2)加入催化剂，NO的物质的量___________(增大、减小、不变)，原因是___________。
II.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0.该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行，反应物起始物质的量见下表：
CO2(mol)
H2(mol)
CH3OH(mol)
H2O(mol)
反应a(恒温恒容)
1
3
0
0
反应b(绝热恒容)
0
0
1
1
(1)达到平衡时，反应a，b对比：CO2的体积分数φ(a)___________φ(b)(填“>”、“＜”或“=”))。
(2)下列能说明反应a达到平衡状态的是___________(填字母)。
A．v正(CO2)=3v逆(H2) B．混合气体的平均摩尔质量不再改变
C．c(CH3OH)=c(H2O) D．容器内压强不再改变
III.(1)在体积为5 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol SO2和足量的炭粉，发生反应C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g)。测得不同温度下，达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示。
850℃时，反应经过11min到达A点，测得容器内总压强为P0，则A点的化学平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压×物质的量分数)。A点时，保持其他条件不变，再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2，则平衡向___________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。
(2)一定温度和压强下，把4体积的SO2和2体积的O2充入一密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0.反应达到平衡后，测得混合气体的体积为5体积。若保持上述反应温度和压强不变，设a、b、c分别表示加入的SO2、O2和SO3的体积数，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同。若起始时向逆反应方向进行，则c的取值范围是___________。
26．(2021·福建宁德市·高三三模)当前，二氧化碳排放量逐年增加，CO2的利用和转化成为研究热点。
I.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.01kJ/mol
反应II：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.52kJ/mol
反应III：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ/mol
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=__kJ/mol。
(2)在压强3.0MPa，=4，不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)：
①当温度超过290℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___。除了改变温度外，能提高二甲醚选择性的措施为__(只要求写一种)。
②根据图1中数据计算300℃时，CH3OCH3的平衡产率为___。
II.在席夫碱(含“一RC=N一"的有机物)修饰的金纳米催化剂上，CO2直接催化加氢成甲酸的反应历程，如图2所示，其中吸附在佛化剂表面上的物种用※标注。
(3)决速步反应为___(填“吸热反应"或“放热反应")。
(4)席夫碱的作用是吸附和活化CO2，当CO2浓度超过某数化后，继继增大CO2的浓度，反应速率基本保持不变的原因是___。
III.我国科学家研制成功一种以Al箔为负极、含Al3+的离子液体为电解质、Pd包覆纳米多孔金为正极的Al—CO2充电电池，其总反应式为4Al+9CO22Al2(CO3)3+3C。
(5)电池放电时，正极反应式为___。
(6)不用水溶液做电解质的主要原因是___。
27．(2021·河北邯郸市·高三三模)2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H
(1)一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ·mol-1、-74.9kJ·mol-1、-110.4kJ·mol-1.则上述反应的∆H=___________kJ·mol-1。
(2)此反应的活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)，利于反应自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。
(3)一定温度下，向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应，初始时CO2和CH4的分压分别为14kPa、16kPa，一段时间达到平衡后，测得体系压强是起始时的1.4倍，则该反应的平衡常数Kp=___________(kPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
II.CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于反应CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ∆H=-165kJ·mol-1，催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如下图所示。
(4)高于320℃后，以Ni-CeO2为催化剂，CO2转化率略有下降，而以Ni为催化剂，CO2转化率却仍在上升，其原因是___________。
(5)对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度为___________。
III.以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，其原理如下图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。
(6)阴极上的电极反应式为___________；每生成0.5mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中___________mol硫酸。
28．(2021·湖南衡阳市·高三二模)是石油化工行业产生的污染性气体，工业上采取多种方式进行处理。
Ⅰ.干法脱硫
(1)已知的燃烧热(a>0)，S的燃烧热(b>0)，则常温下空气直接氧化脱除的反应： ___________kJ/mol。
(2)常用脱硫剂反应条件如下表，最佳脱硫剂为___________。
脱硫剂
出口硫(mg/m3)
脱硫温度
操作压力
再生条件
一氧化碳
<1.33
300~400
0~3.0
蒸气再生
活性炭
<1.33
常温
0~3.0
蒸气再生
氧化锌
<1.33
350~400
0~3.0
不再生
Ⅱ．热分解法脱硫
在密闭容器中，充入一定量的气体，发生分解反应，控制不同的温度和压强，实验结果如图。
(3)图中压强P1、P2、P3由大到小的顺序为___________，该反应为___________(填吸热”或“放热”)反应，若要进一步提高的平衡转化率，可以采取的措施有___________(任写一种)。
(4)若压强为P2、温度为975℃，的平衡常数，则起始的物质的量浓度c=___________mol/L，若向容器中再加入气体，相同温度下再次达到平衡时，K___________0.04(填“＞”“＜”或“=”)。
Ⅲ．间接电解法脱硫
通过溶液吸收并氧化气体，再通过电解再生，实现循环使用，该法处理过程如图。
(5)电解反应器中总反应的离子方程式为___________。
29．(2021·山东临沂市·高三二模)氮的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。
(1)已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g) +6H2O(g) △H1 =-907.0 kJ/mol
4NH3(g) +3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1269.0 kJ/mol
若4NH3(g) +6NO(g)5N2(g) +6H2O(g)的正反应活化能为E正 kJ/mol，则其逆反应活化能为___________kJ/mol(用含E正的代数式表示)。
(2)在一定条件下，向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH3、NO发生反应：4NH3(g) +6NO(g)5N2(g) +6H2O(g)，其他条件相同时，在甲、乙两种催化剂的作用下，NO的转化率与温度的关系如图所示。
①工业上应选择催化剂___________(填“甲”或“乙”)。
②M点是否为对应温度下NO的平衡转化率，判断理由是___________。温度高于210℃时，NO转化率降低的可能原因是___________。
(3)已知：NO2(g) +SO2(g)NO(g)+SO3(g) △H<0.向密闭容器中充入等体积的NO2和SO2，测得平衡状态时压强对数1gp(NO2)和lgp(SO3)的关系如下图所示。
①ab两点体系总压强pa与pb的比值=___________；同一温度下图象呈线性变化的理由是___________。
②温度为T2时化学平衡常数Kp=___________，T1___________T2(填“>”、“<”或“=”)。
30．(2021·河北石家庄市·高三二模)异丁烯[CH2=C(CH3)2]作为汽油添加剂的主要成分，需求量逐年增加。其常见的两种制备方法的反应原理如下：
1.CH3CH(CH3)CH3(g)＋CO2(g)CH2=C(CH3)2(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH1
2.CH3CH(CH3)CH3(g)CH2=C(CH3)2(g)＋H2(g) ΔH2=＋124 kJ∙mol−1
回答下列问题：
(1)已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH=−41.2 kJ∙mol−1，则ΔH1=___。
(2)向1.0L恒容密闭容器中加入0.1molCH3CH(CH3)CH3(g)和0.1molCO2(g)，利用反应I制备异丁烯。已知正反应速率可表示为υ正=k正c[CH3CH(CH3)CH3]∙c(CO2)，逆反应速率可表示为，υ逆=k逆c[CH2=C(CH3)2]∙c(H2O)∙c(CO)，其中k正、k逆为速率常数。
①图1中能够代表k逆的曲线为___(填“L1”“L2”、或“L3”“L4”)。
②温度为T1时，该反应的化学平衡常数K=___；平衡时，CH3CH(CH3)CH3(g)的转化率___50%(填“>”、“=”或“<”)。
(3)在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中分别加入0.1molCH3CH(CH3)CH3(g)和0.2molCH3CH(CH3)CH3(g)，在不同温度下发生反应II达到平衡。平衡时c[CH3CH(CH3)CH3]随温度的变化如图2所示，其中曲线上a、b、c三点的压强分别为p1、p2、p3。
①a、b、c三点中逆反应速率最大的为___点。
②p2___2p1(填“>”、“=”或“<”)，解释其原因为___。
③计算b点的化学平衡常数Kp=___[用带p2的表达式表示]。
专题14 化学反应原理综合
1．(2021·全国高考真题)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：
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①
②
总反应的_______；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)，判断的理由是_______。
A．B．C．D．
(2)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____，反应条件可能为___或___。
2．(2021·吉林长春市·长春外国语学校高二月考)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现，该元素是_______。
(2)氯铂酸钡()固体加热时部分分解为、和，376.8℃时平衡常数，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘蒸气初始压强为。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为，则_______，反应的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数。
得到和均为线性关系，如下图所示：
①由图可知，NOCl分解为NO和反应的_______0(填“大于”或“小于”)
②反应的K=_______(用、表示)：该反应的_______0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程_______。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
其中表示一个光子能量，表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收_______mol光子。
3．(2021·广东高考真题)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5
(1)根据盖斯定律，反应a的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)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_______。
A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加
B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动
C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率
D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步的正反应活化能最大。
(4)设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的ln K随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K=_______。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程_______。
(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_______。
4．(2021·河北高考真题)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。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：
物质
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ•mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
(1)则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为________。
(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：
①CO2(g)=CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO(aq)
25℃时，反应②的平衡常数为K2。
溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，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+浓度为________mol•L-1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO的电离)
(3)105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。
保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa，CO2(g)的初始压强应大于________kPa。
(4)我国科学家研究Li—CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：
①Li—CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在___(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O Ⅱ.C2O=CO2+CO
Ⅲ.__________ Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3
②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。
Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_________。
Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO2电还原为CO从易到难的顺序为_______(用a、b、c字母排序)。
5．(2021·湖南高考真题)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I：氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键
键能
946
436.0
390.8
一定温度下，利用催化剂将分解为和。回答下列问题：
(1)反应_______；
(2)已知该反应的，在下列哪些温度下反应能自发进行？_______(填标号)
A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，时反应达到平衡，用的浓度变化表示时间内的反应速率_______(用含的代数式表示)
②时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后分压变化趋势的曲线是_______(用图中a、b、c、d表示)，理由是_______；
③在该温度下，反应的标准平衡常数_______。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应，，其中，、、、为各组分的平衡分压)。
方法Ⅱ：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氮转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)电解过程中的移动方向为_______(填“从左往右”或“从右往左”)；
(5)阳极的电极反应式为_______。
KOH溶液KOH溶液
6．(2021·浙江高考真题)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量：。判断该反应的自发性并说明理由_______。
(2)已知。时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的和，当反应达到平衡后测得、和的浓度分别为、和。
①该温度下反应的平衡常数为_______。
②平衡时的转化率为_______。
(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法正确的是_______。
A．须采用高温高压的反应条件使氧化为
B．进入接触室之前的气流无需净化处理
C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和的转化率
D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收以提高吸收速率
②接触室结构如图1所示，其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是_______。
A． B． C． D． E. F. G.
③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)_______。
(4)一定条件下，在溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。
Ⅰ.
Ⅱ.①_______；
Ⅲ.；
Ⅳ.②_______。
7．(2021·浙江高三专题练习)“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品， 氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答：
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是______。
(2)下列说法不正确的是______。
A．可采用碱石灰干燥氯气
B．可通过排饱和食盐水法收集氯气
C．常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中
D．工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸
(3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡常数为：
Cl2(g)⇌Cl2(aq) K1=c(Cl2)/p
Cl 2(aq) + H2O(l)⇌H+ (aq)+Cl- (aq) + HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强，c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g)⇌Cl2(aq)的焓变ΔH1______0。(填”>”、“=”或“<”)
②平衡常数K2的表达式为K2=______。
③氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c，则c=______。(用平衡压强p和上述平衡常数表示，忽略HClO的电离)
(4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程式为；
I.TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(g)+O2(g) ΔHI=181 mol·L-1，KI=-3.4×10-29
II.2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) ΔHII= - 221 mol·L-1，KII=1.2×1048
结合数据说明氯化过程中加碳的理由______ 。
(5)在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 mol·L-1，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是______。
A．适当提高反应温度 B．改变催化剂
C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度
1．(2021·山西太原市·高三其他模拟)2020年6月23日，长征三号乙运载火箭成功将北斗“收官之星”送入太空，标志着北斗三号全球卫星导航系统部署全面完成。火箭使用液态偏二甲肼和作推进剂，反应为：。请回答：
(1)一定条件下，已知：
①
②
③
则：______。
(2)100℃时，将气体充入的真空密闭容器中发生反应：，每隔一段时间就对该容器内的物质进行测量，得到下表数据：
时间/s
0
20
40
60
80
0.40
a
0.26
b
c
0.00
0.05
d
0.08
0.08
①从反应开始至内，用表示的平均反应速率为______。
②100℃时，该反应的化学平衡常数的数值为______(保留两位有效数字)。
③达到平衡后，若降低温度，气体颜色变浅，则该反应的______0(填“>”或<”)；若向该密闭容器中再充入，则该反应将______(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。
(3)下图是科学家制造出的一种效率更高的燃料电池，可用于航空航天。以稀土金属材料作惰性电极，固体电解质能传导，两极分别通入和(空气)。则c电极上发生的电极反应式为______。
2．(2021·陕西宝鸡市·高三其他模拟)SO2、NO、NO2、CO都是污染大气的有害气体，对其进行回收利用是节能减排的重要课题。
(1)上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有_______(填化学式)。
(2)已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=- 196.6 kJ∙mol-1
2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) ∆H=-113.0 kJ∙mol-1
①反应：NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+ NO(g)的∆H=_______kJ∙mol-1。
②一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应：NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+NO(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.混合气体的密度保持不变 b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变 d.每生成1molSO3的同时消耗1mol NO
③测得②中反应达到平衡时NO与NO2的体积之比为37：13，则在该温度下反应：NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+NO(g)的平衡常数K=_______
(3)CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)。 在一容积可变的密闭容器中充有10molCO与20molH2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率()与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是_______(填字母)。
A．合成甲醇的反应为吸热反应
B．压强为p1＞p2
C．A、B、C三点的平衡常数为KA= KB＞ KC
D．若达平衡状态A时，容器的体积为10 L，则在平衡状态B时容器的体积也为10 L
3．(2021·辽宁高三其他模拟)研究、的消除对改善生态环境、构建生态文明具有重要的意义。
Ⅰ.汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染。
(1)在标准压强和指定温度下，由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知、、的标准摩尔生成焓分别为、、。和两种尾气在催化剂作用下反应生成的热化学方程式是_______。
(2)研究CO和NO反应，测得在某温度下一定体积的密闭容器中，NO和CO浓度随时间变化如表：
时间(s)
浓度()
0
2
4
6
c(NO)
1.00
0.25
0.10
0.10
c(CO)
3.60
2.85
2.70
2.70
前4s内的速率_______。
(3)实验测得，，(、为速率常数)。在一定温度下，向2L的密闭容器中充入NO和CO气体各1mol，NO的转化率为40%时达到化学平衡，则_______(保留两位小数)。
Ⅱ.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO。沥青混凝土可作为反应的催化剂。图中表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(型、型)催化时，的转化率与温度的关系。
(4)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是_______(填序号)。
(5)下列关于图示的说法正确的是_______(填序号)。
A．e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
B．b点时CO与分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
C．在均未达到平衡状态时，同温下型沥青混凝土中CO转化速率比型的要大
D．CO转化反应的平衡常数
4．(2021·四川德阳市·高三三模)氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，但减少含氮化合物对空气的污染也是重要的课题之一。
已知：N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ΔH1=+180.0kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH2=-92.4kJ·mol-1
H2的燃烧热为285.8kkJ·mol-1。
回答下列问题：
(1)写出NO与NH3反应生成N2和液态水的热化学方程式_______。
(2)研究者用负载Cu的ZSM-5分子筛作催化剂对NO催化分解，M表示催化剂表面活性中心，对该反应提出如下反应机理。分解产生的O2浓度增大易占据催化剂活性中心M。
I：NO+M→NO-M 快；
II：2NO-M→N2+2O-M 慢；
III：20-M⇌O2+2M 快。
三个反应中，活化能较高的是_______(填“I”、“II”或“III”)；反应要及时分离出O2其目的是_______。
(3)一密闭容器中，加入1molN2、3molH2发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，t0时达到平衡，在t1、t3、t4时均只改变某一个条件，如图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图。
①t1、t3时改变的条件分别是_______、_______。
②下列时间段中，氨的百分含量最低的是_______(填标号)。
a.t0~t1 b.t2~t3 c.t3~t4 d.t5-t6
③在恒温密闭容器中，进料浓度比c(H2)：c(N2)分别等于3：2、3：1、7：2时N2平衡转化率随体系压强的变化如下图所示：
表示进料浓度比c(H2)：c(N2)=7：2的对应曲线是_______(填标号)，设R点c(NH3)=xmol/L，则化学平衡常数K=_______(列出计算式)。
5．(2021·福建龙岩市·高三三模)研究和深度开发CO2的综合应用，实现碳循环是解决温室问题的有效途径，对构建生态文明社会具有重要意义。
(1)CO2可实现以下转化：
①
②
已知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.(用含a、b、c代数式表示)
(2)利用工业废气中的CO2可以制取气态甲醇和水蒸气，一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入l mol CO2和3 mol H2，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ，测得5 min时CO2的转化率随温度变化如图所示：
①活化能最大的是反应___________(填“Ⅰ”：“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②T4温度下，反应Ⅲ的在0~5 min内平均反应速率v(H2)=___________。
③同一物质b点对应的正反应速率v(正)___________(填“>”、“＜”或“=”)c点对应逆反应速率v(逆)。
④若反应Ⅲ在c点的体系总压强为0.80MPa，则c点反应的Kp=___________(MPa)-2(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)载人飞船，以Pt为阳极，Pb(CO2的载体)为阴极，KHCO3溶液中电解液，总反应为：，CO在___________极产生，阳极的电极反应式为___________。
6．(2021·广西南宁市·高三二模)SO2的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2。
(1)在复合组分催化剂作用下，CH4可使SO2转化为S，同时生成CO2和液态H2O。
已知：CH4(g) +2SO2(g)=CO2(g) +2S(s) +2H2O(l) ΔH= -295.9 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH= -297.2 kJ·mol-1
则CH4的燃烧热ΔH=_______。
(2)在恒容密闭容器中，用H2还原SO2生成S的反应分两步完成(如图1所示) ，该过程中部分物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示：
①由分析可知X为_______ (填化学式)。
②0~t1时间段的温度为_______。
(3)燃煤烟气中可通过反应SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)实现硫的回收。将1molSO2和2molCO通入1L恒容密闭容器中，在恒温T℃，起始压强为2.5×106Pa条件下反应，5min时，反应达到平衡，气体密度减小16g·L-1。
①0~5min内，CO的反应速率是_______；若升高温度，气体的密度增加(S仍为液体)，则该反应的ΔH_______(填“>”或“<”)0。
②T℃时，平衡常数Kp=_______Pa-1。
(4)单质硫也可以生成多硫化物从而实现能量间的转化。
①钠硫电池是一种新型高能电池，总反应为2Na+2SNa2S2，该电池工作时正极的电极反应式为_______；给该电池充电时，钠电极应与外电源的_______(填“正”或“负”)极相连接。
②在碱性溶液中，S被BrO氧化成SO，BrO被还原成Br-。该反应的离子方程式是_______。
7．(2021·河南郑州市·高三三模)“减少碳排放，实现碳中和”是当今世界的热门话题。某课题组利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇，主要发生如下三个反应：
I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)ΔH2=+40.9kJ·mol-1
III.……
(1)请写出反应IIICO和H2合成CH3OH的热化学方程式______。
(2)下列措施中，能提高CO2转化率的是______。
A．在原料气中加入适量H2O(g) B．从体系中不断分离出甲醇
C．循环利用原料气 D．使用高效催化剂
(3)一定条件下，在某密闭容器中投人amolCO2和3amolH2，发生上述合成反应。达平衡容器中CH3OH的物质的量为cmol，CO的物质的量为dmol.则此条件下CO2的转化率为______(列式表示，下同)；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______；此条件下反应II的平衡常数为______。
(4)图1是反应温度对二氧化碳转化率以及甲醇选择性的影响。甲醇选择性随温度升高而降低的原因可能是______。
(5)图2是一定条件下原料气的进料速度对二氧化碳转化率、甲醇选择性以及出口甲醇浓度的影响。试分析工业上实际进料速度采用2.1mol·s-1，而不是1.8mol·s-1，可能的原因是______。
(6)甲醇燃料电池可用于测定阿伏加德罗常数。当甲醇燃料电池平稳工作10min后测得电池正极端消耗标准状况下氧气VL，电流稳定为XA，假设能量转化率80%，计算测得阿伏加德罗常数NA为______ mol-1。(用X、V表示，已知一个电子电量为1.60×10-19C)
8．(2021·山东烟台市·高三三模)苯乙烯是一种重要的化工原料，可采用乙苯催化脱氢法制备，反应原理如下：
(g)⇌(g)+H2(g) ∆H
(1)已知：
化学键
C—H
C—C
C=C
H—H
键能
412
348
612
436
计算上述反应的∆H=_____。
(2)生产过程中，在600℃时向乙苯中掺入高温水蒸气，保持体系总压为105.6kPa催化反应。若投料比n(乙苯)/n(H2O)=1：8，达平衡时乙苯的转化率为60%，则p(H2O)=____kPa，平衡常数Kp=____(Kp为以分压表示的平衡常数，气体分压=气体总压×体积分数)。若其他条件不变，将上述起始反应物置于某恒容密闭容器中，则乙苯的平衡转化率___(填“>”“<”或“=”)60%。
(3)利用膜反应新技术，可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下，1.00mol乙苯在容积为1.00L的密闭容器中反应，氢气移出率α与乙苯平衡转化率关系如图所示：(氢气移出率)
①同温度时α1、α2、α3依次____(填“增大”或“减小”)，理由是____。
②A点平衡常数，则α为___。
9．(2021·山东青岛市·高三二模)汽车尾气是否为导致空气质量问题的主要原因，由此引发的“汽车限行”争议，是当前备受关注的社会性科学议题。
(1)反应 可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(表示过渡态、表示中间产物)。
三个基元反应中，属于放热反应的是___________(填标号)；图中___________。
(2)探究温度、压强(2、5)对反应的影响，如图所示，表示2的是___________(填标号)。
(3)用可以消除污染：
①某条件下该反应速率，，该反应的平衡常数，则___________，___________。
②一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入4和6发生上述反应，测得和的物质的量随时间变化如图。
a点的正反应速率___________c点的逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)；测得平衡时体系压强为)，则该反应温度下___________。(用含的式子表示，只列式不用化简)。若在相同时间内测得的转化率随温度的变化曲线如下图，400℃~900℃之间的转化率下降由缓到急的原因是___________。
10．(2021·江西九江市·)倡导生态文明建设，环境问题一直是我们关注的焦点。运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)为了高效利用能源并且减少的排放，可用下列方法把转化成乙醇燃料：
①
②
③
则表示燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)NO的氧化反应分两步进行；
I. II.
其反应过程能量变化如图所示
①决定NO氧化反应速率的步骤是_______(填“I”或“II”)，其理由是_______。
②一定温度下，在刚性密闭容器中，起始充入一定量的气体(转化为忽略不计)，此时压强为36kPa，在5min达到平衡，此时容器的压强为46kPa，则0~5min用的分压表示反应速率为_______。该温度下，此反应的平衡常数_______(是平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)。
③恒温恒容条件下，能说明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．压强不再变化
B．混合气体的密度不再变化
C．生成NO的速率与消耗的速率相等
D．混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)利用燃料电池电解，可将雾霾中的NO、分别转化为和如下图装置所示。则物质甲为_______(填名称)，阴极的电极反应式_______；当电路中转移2.5mol电子时，A的浓度为_______(电解过程中忽略溶液体积变化)。
11．(2021·山东高三三模)CH4—CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义，其反应为：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。回答下列问题：
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa)：
物质
CH4(g)
CO(g)
H2(g)
燃烧热(ΔH/kJ·mol-1)
-890.3
-283.0
-285.8
则CH4—CO2催化重整反应的ΔH=___kJ·mol-1。
(2)将原料按初始组成n(CH4)：n(CO2)=1：1充入密闭容器中，保持体系压强为100kPa发生反应，达到平衡时CO2体积分数与温度的关系如图所示。
①T1℃、100kPa下，n(平衡时气体)：n(初始气体)=___；该温度下，此反应的平衡常数Kp=___(kPa)2(以分压表示，列出计算式)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数，___点对应的平衡常数最小，理由是___；___点对应压强最大，理由是___。
(3)900℃下，将CH4和CO2的混合气体(投料比1：1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器，测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注：目数越大，表示炭催化剂颗粒越小)
由图可知，75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为___，原因是___。
12．(2021·江西新余市·高三二模)研究氮的氧化物的性质对于消除城市中汽车尾气的污染具有重要意义。回答下列问题：
(1)有较强的氧化性，能将氧化成，自身被还原为NO，已知下列两反应过程中能量变化如图1、图2所示，则氧化生成的热化学方程式为______。
(2)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应： ，若反应达到平衡时，所得的混合气体中含的体积分数随的变化曲线如图3．
①a、b、c、d四点的平衡常数从小到大的顺序为______。
②若，反应达平衡时，的体积分数为20%，则NO的转化率为______。
(3)利用现代手持技术传感器探究压强对平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的气体后密封并保持活塞位置不变。分别在、时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图4所示。
①B、E两点对应的正反应速率大小为______(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②E、F、G、H四点对应气体的平均相对分子质量最大的点为______。
(4)反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，一个化学反应往往是由多个基元反应分步进行的，这个分步过程称为反应机理，机理中的快反应对整个反应速率的影响可以忽略不计。一定温度下，基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数的幂的连乘积成正比，如基元反应的“速率方程”可表示为(k为速率常数)。实验测得低温时某反应的速率方程为，其反应机理有如下两种可能。则该反应的化学方程式可表示为______，以下机理中与其速率方程符合的反应机理是______(填编号)。
反应机理
第一步反应
第二步反应
①
(快反应)
(慢反应)
②
(慢反应)
(快反应)
13．(2021·山东济南市·高三三模)工业合成氨是人工固研究的重要领域。回答下列问题：
(1)如图所示是电解法合成氨反应装置示意图
则b极为___________(填“阴”或“阳”)极，a极的电极反应式为___________，电解装置中质子交换膜的作用为___________；若b极产生的O2在一定条件下的体积为336L，a极中通入相同条件下N2的总体积为672L，则N2的转化率为___________%(保留两位有效数字)。
(2)合成氨反应的一种反应机理的相对能量—反应进程如下图所示，其中标有“*”的微粒为吸附态(图中“*H”均未标出)。
则各步反应中决定合成氨反应速率的反应方程式为___________
(3)当氮气和氢气的比例为1：3时，工业合成氨所得混合气体中，氨气的含量与温度、压强的关系如下
①平衡曲线上A点的平衡常数___________(用含的式子表示)
②工业实际生产投料时，氮气与氢气的体积比为1：2.8，适当增加氮气的比重的目的是___________。
14．(2021·重庆高三三模)利用CO2可合成烷烃、烯烃、醇、甲酸等系列重要化工原料。回答下列有关问题：
I.制备甲烷CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=-252.9kJ•mol-1
(1)在恒温、恒容容器中进行该反应，下列不能说明反应达到平衡状态的是___。
A．CO2和H2的转化率之比不再变化
B．混合气体的平均摩尔质量不再变化
C．容器内的压强不再变化
D．4v(H2)正=v(CH4)逆
(2)选择合适催化剂，在密闭容器中按n(CO2)：n(H2)=1：4充入反应物，反应结果如图1所示。
①若N点压强为1MPa，则平衡常数Kp(N)=___，P点与N点的平衡常数K(P)___K(N)(填“>”、<”或“=”)。
②若无催化剂，N点平衡转化率是否可能降至R点？说明理由。答：___。
II.制备甲醇：
主反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-58kJ•mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=-41kJ•mol-1
(3)向恒容容器中充入amolCO2和3amolH2，在催化剂存在的条件下进行反应，测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图2所示。
已知：CH3OH选择性=
①CH3OH选择性随温度升高而下降的原因是___(写一条)。
②有利于提高CH3OH选择性的反应条件是__。
A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压
Ⅲ.电解法转化CO2可实现CO2资源化利用，电解CO2制HCOOH的原理示意图如图3。
(4)a、b表示CO2进气管，其中___(填“a”或“b”)管是不需要的。
(5)写出阴极的电极反应式：___。
(6)电解一段时间后，若两侧电极液中K+的物质的量相差0.04mol，则阳极产生的气体在标准状况下的总体积为___L(假设产生的气体全部逸出)。
15．(2021·四川高三三模)研究含碳化合物的处理是化学研究的热点，对环境的保护具有重要意义。
(1)已知：①CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H=-41.2 kJ·mol-1
②C(s)＋CO2(g)2CO(g) △H2=＋172.5 kJ·mol-1
③CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H3=＋206 kJ·mol-1
则CH4(g)C(s)＋2H2(g) △H=___________。
(2)在T℃时，向10 L的密闭容器中分别充入1 mol CH4(g)和3 mol H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H>0，经20 min达到平衡，此时CH4的转化率为50%。
①0～20 min时间内生成氢气的平均速率为___________；
②反应在T℃时的平衡常数计算表达式为___________。
(3)其它条件相同，在不同催化剂(A、B)作用下，反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)进行相同时间后，CO的产率随反应温度的变化如下图：
①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值分别用E(A)、E(B)表示，则E(A)___________E(B)(填“>”、“<”或“=”下同)；
②y点对应的v(逆)___________z点对应的v(正)；
③图中w点前比w点后随温度升高CO的产率较快增加的可能原因是___________。
(4)在T℃，向体积不变的密闭容器中，分别充入10 mol CH4、15 mol CO2，此时压强为25 kPa，经发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)，测定平衡CH4转化率为60%。若某时刻P(H2)=10 kPa，该时刻反应处于___________(填“平衡”、“非平衡”或“无法确定”)状态。
16．(2021·贵州贵阳市·高三二模)煤制天然气的过程中涉及到煤气化反应和水气变换反应．
煤气化反应Ⅰ：
水气变换反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)__________．
(2)图一表示不同温度条件下，反应Ⅰ发生后的汽气比(水蒸气与CO物质的量之比)与CO平衡转化率的变化关系．
①判断和由大到小的关系为___________；
②若经反应Ⅰ发生后的汽气比为0.8，所得混合气体经反应Ⅱ后，得到CO与H2的物质的量之比为，则反应Ⅱ应选择的温度是__________(填“”、“”或“”)．
(3)为了进一步探究反应条件对反应Ⅱ的影响，某活动小组设计了三个实验，实验曲线如图二所示：
编号
温度
压强
c始
c始
甲
530℃
乙
X
Y
丙
630℃
①请依据图二的实验曲线补充完整表格中的实验条件：X=________℃，Y=________．
②实验丙从开始至末，平均反应速率___________．
③达平衡时CO的转化率：实验乙______实验丙(填“大于”、“小于”或“等于”)．
④时，反应Ⅱ的平衡常数．若往某刚性容器中投入，列简式计算井说明该反应进行的方向______．
17．(2021·河南高三三模)煤的洁净技术(包括固硫技术和脱硫技术两类)可有效降低燃煤废气中的含量，已成为我国解决环境问题的主导技术之一、
Ⅰ．固硫技术：通过加入固硫剂，将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。生石灰是常用的固硫剂，固硫过程中涉及的部分反应如下：
①
②
(1)表示燃烧热的热化学方程式是___________。
(2)由上述两个反应可知，在煤燃烧过程中要提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比)，可采用的方法是___________。
(3)某温度下，在一个恒容密闭容器中加入和，若只发生反应②，测得如下数据：
0
10
20
30
40
2
1.5
1.1
0.8
0.8
内___________，此条件下该反应的平衡常数为___________。
(4)实际生产中常用石灰石代替生石灰，石灰石吸收热量分解为生石灰，即。800℃下，在一个密闭容器中加入一定量的进行该反应，气体的浓度变化如图所示，和与时分别改变一个条件，则改变的条件依次是___________和___________。
Ⅱ．除去燃煤产生的废气中的的过程如图所示。
(5)过程①是的部分催化氧化反应，若参加反应的和的体积比为4∶3，则反应的化学方程式为___________。
(6)过程②利用电化学装置吸收另一部分，使得再生，该过程中阳极的电极反应式为___________。若此过程中除去含5%(体积分数)的的废气(标准状况)，则需要的电量为___________C(一个电子的电量)。
18．(2021·重庆高三三模)碳以及碳的化合物在生活中应用广泛。利用CO2合成甲醇不仅能够使二氧化碳得到有效合理的利用，也能解决日益严重的能源危机。由CO2合成甲醇的过程可能涉及如下反应：
反应I：
反应II：
反应III：
回答下列问题：
(1)将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。测得不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及甲醇的产率(b)如图所示。
①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是____。
A．改用高效催化剂 B．升高温度 C．分离出甲醇 D．增加CO2浓度
②据图判断，当温度高于260℃后，CO的浓度随着温度的升高而____(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”)，其原因是_____。
(2)一定条件下，在2L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2 (假设仅发生反应Ⅰ)。测得在反应物起始投入量不同时，CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
反应物起始投入量：
曲线I：n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol
曲线II：n(H2)=3mol，n(CO2)=2mol
①根据图中数据判断，要使CO2平衡转化率大于40%，以下条件中最合理的是______。
A．n(H2)=3mol，n(CO2)=2.5mol；550K
B．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.6mol；550K
C．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.9mol；600K
D．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol； 650K
②请选择图中数据计算500K时反应I的平衡常数K=________。
(3)用惰性电极电解制取乙烯的装置如图所示：
①电源负极是________(填“a”或“b”)。
②离子交换膜是________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
③X极上的电极反应式为________。
19．(2021·陕西宝鸡市·高三二模)选择性催化还原法(SCR)是目前应用最为广泛的氮氧化物NOx的净化方法，其原理是利用NH3在特定催化剂作用下将NOx还原为N2。
(1)常温下，在Cu(OH)2悬浊液中滴加氨水，沉淀溶解得蓝色溶液。已知：常温下，
[Cu(NH3)4]2+(aq)Cu2+(aq)+4NH3(aq)K1=5.0×10-14；Cu(OH)2(s)+4NH3(aq)⇌[Cu(NH3)4]2+(aq)+2OH-(aq)的平衡常数K2=4.4×10-7， 则常温下Ksp[Cu(OH)2]= ___________。
(2)T1℃时，向2L的恒容密闭容器中通入1molN2和1molH2发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，10min后到达平衡，容器内压强变为起始压强的0.8倍。
①从开始到平衡，v(NH3)= ___________，T1℃时该反应的平衡常数K=___________。
②达平衡状态后，若保持H2浓度不变，将容器体积扩大至2倍，平衡将___________填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”。
(3)催化剂V2O5-WO3/TiO2中的V2O5是活性组分。在石英微型反应器中以一定流速通过烟气[n(O2)：n(NH3)：n(NO)=71：1：1]，在不同温度下进行该催化还原反应，V2O5的质量分数对单位时间内NO去除率的影响如图所示。
①从起始至对应A、B、C三点的平均反应速率由大到小的顺序为 ___________。
②V2O5的质量分数对该催化剂活性的影响是___________。
③若烟气中O2含量一定，在催化剂适宜温度范围内，当时，随着该比值的增大，NO去除率 ___________ 填“增大”、“减小”或“不变”；当时，随着该比值的增大，NO去除率无明显变化，可能的原因是 ___________。
20．(2021·海南海口市·高三三模)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
(1)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1=+83 kJ∙mol−1
CuCl(s)＋O2(g)=CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2=−20 kJ∙mol−1
CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3=−121 kJ∙mol−1
则4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH=___________ kJ∙mol−1
(2)Deacon发明的直接氧化法原理为：4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)，在刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系如图所示：
据图像分析可知：反应平衡常数K(300 ℃)___________K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。
(3)设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据，计算K(400 ℃)=___________(列出计算式)。
(4)按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是___________、___________。在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是___________。(写出2种)
21．(2021·四川成都市·石室中学高三三模)甲烷及其衍生物在国民经济中有着重要的作用。
(1)工业上甲烷可用于制造合成气，常温常压下其反应为：CH4(g)+H2O(l)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH=+250.1kJ・mol-1
①CO(g)、H2(g)的燃烧热依次为283.0kJ・mol-1、285.8kJ・mol-1。常温常压下，16g甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为____kJ。
②将1molCH4(g)和1molH2O(g)充入温度恒为298K、压强恒为100kPa的密闭容器中，发生反应，正反应速率v=k×p(CH4)×p(H2O)，p为分压(分压=总压×物质的量分数)。若该条件下k=4.5×10-4kPa-1•s-1，当CH4分解率为20％时，反应达到平衡，此时v=___kPa•s-1，Kp=___kPa2(以分压代替浓度表示，保留小数点后1位)。
(2)工业上还可以用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，在不同温度下发生该反应，CH4的浓度变化如图所示，
下列说法正确的是_____(填序号)。
A．T1大于T2
B．c点时二氧化碳的浓度为1.2mol/L
C．a点正反应速率大于b点的逆反应速率
D．a点的反应速率一定比c点的反应速率小
(3)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-48.9kJ・mol-1
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ・mol-1
III.CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) ΔH=+90kJ・mol-1
一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
①温度为470K时，图中P点___(填“处于”或“不处于”)平衡状态，490K之后，甲醇的产率随温度的升高而减小的原因除了升高温度使反应I平衡逆向移动以外，还有____、____。
②一定能提高甲醇产率的措施是___。
A．增大压强 B．升高温度 C．加入大量催化剂
22．(2021·河北唐山市·高三三模)某科研组对气体深入研究，发现很不稳定，经过实践提出如下反应机理：
回答下列问题
(1)___________。
(2)①已知，起始时为35.8，分解的反应速率。恒温恒容时，测得体系中，则此时的分解的反应速率___________。
②T温度时，向2L密闭容器中加入，时完全分解，体系达平衡状态，气体压强是反应前的2倍，则该温度下的平衡常数K=___________。
③，在体积均为的容器中，不同温度下二氧化氮浓度变化与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是___________(填标号)。
A．
B．a点逆反应速率小于c点正反应速率
c。℃ 10时二氧化氮速率为0.05
D．℃ 20时改变的条件可能是充入一定量的
(3)①氯气和硝酸银在无水环境中可制得，同时得到一种气态单质A，该反应的化学方程式是___________。
②Peter提出了一种用惰性电极作阳极硝酸电解脱水法制备，其原理如下图所示。阳极制得和A，其电极反应式为___________。每生成1，两极共产生气体___________L(标准状况下)。
23．(2021·山东济宁市·高三二模)氮氧化物(NOx)是一类特殊的污染物，它本身会对生态系统和人体健康造成危害，必须进行治理或综合利用。
(1)一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图1所示，A在沸石笼内转化为B、C、D等中间体的过程如图2所示。
①由A到B的变化过程可表示为____。
②已知：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H1=-907.28kJ·mol-1
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H2=-1269.02kJ·mol-1
则图1脱除NO的总反应的热化学方程式为___。
③关于该催化剂的说法正确的是____(填标号)。
A．能加快反应速率，并且改变反应的焓变
B．能增大NH3还原NOx反应的平衡常数
C．具有选择性，能降低特定反应的活化能
(2)在温度500K时，向盛有食盐的恒容密闭容器中加入NO2、NO和Cl2，发生如下两个反应：
Ⅰ.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1
Ⅱ.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H2
①关于恒温恒容密闭容器中进行的反应Ⅰ和Ⅱ的下列说法中，正确的是___(填标号)。
a.△H1和△H2不再变化，说明反应达到平衡状态
b.反应体系中混合气体的颜色保持不变，说明反应Ⅰ达到平衡状态
c.同等条件下，反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ，说明反应Ⅰ的活化能小，△H1<△H2
d.达平衡后，向反应体系中再通入一定量ClNO(g)，NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小
②若向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2发生反应Ⅱ，起始总压为p。10分钟后达到平衡，用ClNO(g)表示平均反应速率v平(ClNO)=0.008mol·L-1·min-1。则NO的平衡转化率α=_____，该反应的平衡常数Kp=____(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
③假设反应Ⅱ的速率方程为：v=k(1-nαt)式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为NO平衡转化率，α′为某时刻NO转化率，n为常数。在α′=0.8时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm，t
24．(2021·山东日照市·高三三模)氢能是一种理想的绿色能源，一种太阳能两步法甲烷蒸气重整制氢原理合成示意图如下：
回答下列问题：
(1)第Ⅰ步：NiFe2O4(s)+CH4(g)NiO(s)+2FeO(s)+CO(g)+2H2(g) =a kJ·mol-1。总反应可表示为：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) =b kJ·mol-1。写出第Ⅱ步反应的热化学方程式：___________。
(2)实验测得分步制氢比直接利用CH4和H2O(g)反应具有更高的反应效率，原因是___________。
(3)第Ⅰ、Ⅱ步反应的lgKp-T图像如下。
由图像可知a___________b(填“大于”或“小于”)，1000℃时，第Ⅱ步反应的化学平衡常数K=___________，测得该温度下第Ⅰ步反应平衡时CH4的平衡分压p(CH4)=4.0kPa，则平衡混合气体中H2的体积分数为___________(保留一位小数)。
(4)第Ⅰ步反应产生的合成气(CO和H2的混合气体)可用于F-T合成(以合成气为原料在催化剂和适当条件下合成碳氢化合物的工艺过程)。合成碳氢化合物时易发生副反应CO+H2O(g)CO2+H2，如图为相同条件下用不同催化剂在不同时间段测得反应体系内CO2的体积分数，据此应选择的催化剂是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，选择的依据是___________。
25．(2021·江西鹰潭市·高三二模)化学平衡及其移动是中学化学的重点知识，请回答下列问题：
I.在密闭容器中的可逆反应CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)(正反应为放热反应)达到平衡后：
(1)扩大容器体积，平衡___________(向左、向右、不)移动，反应混合物的颜色___________(变深、变浅、不变)。
(2)加入催化剂，NO的物质的量___________(增大、减小、不变)，原因是___________。
II.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0.该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行，反应物起始物质的量见下表：
CO2(mol)
H2(mol)
CH3OH(mol)
H2O(mol)
反应a(恒温恒容)
1
3
0
0
反应b(绝热恒容)
0
0
1
1
(1)达到平衡时，反应a，b对比：CO2的体积分数φ(a)___________φ(b)(填“>”、“＜”或“=”))。
(2)下列能说明反应a达到平衡状态的是___________(填字母)。
A．v正(CO2)=3v逆(H2) B．混合气体的平均摩尔质量不再改变
C．c(CH3OH)=c(H2O) D．容器内压强不再改变
III.(1)在体积为5 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol SO2和足量的炭粉，发生反应C(s)+SO2(g) S(g)+CO2(g)。测得不同温度下，达到化学平衡时生成S的物质的量与温度的关系如图所示。
850℃时，反应经过11min到达A点，测得容器内总压强为P0，则A点的化学平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压×物质的量分数)。A点时，保持其他条件不变，再向容器中充入1.0mol SO2和1.0 mol CO2，则平衡向___________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。
(2)一定温度和压强下，把4体积的SO2和2体积的O2充入一密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0.反应达到平衡后，测得混合气体的体积为5体积。若保持上述反应温度和压强不变，设a、b、c分别表示加入的SO2、O2和SO3的体积数，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同。若起始时向逆反应方向进行，则c的取值范围是___________。
26．(2021·福建宁德市·高三三模)当前，二氧化碳排放量逐年增加，CO2的利用和转化成为研究热点。
I.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.01kJ/mol
反应II：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.52kJ/mol
反应III：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ/mol
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=__kJ/mol。
(2)在压强3.0MPa，=4，不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)：
①当温度超过290℃，CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___。除了改变温度外，能提高二甲醚选择性的措施为__(只要求写一种)。
②根据图1中数据计算300℃时，CH3OCH3的平衡产率为___。
II.在席夫碱(含“一RC=N一"的有机物)修饰的金纳米催化剂上，CO2直接催化加氢成甲酸的反应历程，如图2所示，其中吸附在佛化剂表面上的物种用※标注。
(3)决速步反应为___(填“吸热反应"或“放热反应")。
(4)席夫碱的作用是吸附和活化CO2，当CO2浓度超过某数化后，继继增大CO2的浓度，反应速率基本保持不变的原因是___。
III.我国科学家研制成功一种以Al箔为负极、含Al3+的离子液体为电解质、Pd包覆纳米多孔金为正极的Al—CO2充电电池，其总反应式为4Al+9CO22Al2(CO3)3+3C。
(5)电池放电时，正极反应式为___。
(6)不用水溶液做电解质的主要原因是___。
27．(2021·河北邯郸市·高三三模)2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H
(1)一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ·mol-1、-74.9kJ·mol-1、-110.4kJ·mol-1.则上述反应的∆H=___________kJ·mol-1。
(2)此反应的活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)，利于反应自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。
(3)一定温度下，向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应，初始时CO2和CH4的分压分别为14kPa、16kPa，一段时间达到平衡后，测得体系压强是起始时的1.4倍，则该反应的平衡常数Kp=___________(kPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
II.CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于反应CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ∆H=-165kJ·mol-1，催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如下图所示。
(4)高于320℃后，以Ni-CeO2为催化剂，CO2转化率略有下降，而以Ni为催化剂，CO2转化率却仍在上升，其原因是___________。
(5)对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度为___________。
III.以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，其原理如下图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。
(6)阴极上的电极反应式为___________；每生成0.5mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中___________mol硫酸。
28．(2021·湖南衡阳市·高三二模)是石油化工行业产生的污染性气体，工业上采取多种方式进行处理。
Ⅰ.干法脱硫
(1)已知的燃烧热(a>0)，S的燃烧热(b>0)，则常温下空气直接氧化脱除的反应： ___________kJ/mol。
(2)常用脱硫剂反应条件如下表，最佳脱硫剂为___________。
脱硫剂
出口硫(mg/m3)
脱硫温度
操作压力
再生条件
一氧化碳
<1.33
300~400
0~3.0
蒸气再生
活性炭
<1.33
常温
0~3.0
蒸气再生
氧化锌
<1.33
350~400
0~3.0
不再生
Ⅱ．热分解法脱硫
在密闭容器中，充入一定量的气体，发生分解反应，控制不同的温度和压强，实验结果如图。
(3)图中压强P1、P2、P3由大到小的顺序为___________，该反应为___________(填吸热”或“放热”)反应，若要进一步提高的平衡转化率，可以采取的措施有___________(任写一种)。
(4)若压强为P2、温度为975℃，的平衡常数，则起始的物质的量浓度c=___________mol/L，若向容器中再加入气体，相同温度下再次达到平衡时，K___________0.04(填“＞”“＜”或“=”)。
Ⅲ．间接电解法脱硫
通过溶液吸收并氧化气体，再通过电解再生，实现循环使用，该法处理过程如图。
(5)电解反应器中总反应的离子方程式为___________。
29．(2021·山东临沂市·高三二模)氮的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。
(1)已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g) +6H2O(g) △H1 =-907.0 kJ/mol
4NH3(g) +3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1269.0 kJ/mol
若4NH3(g) +6NO(g)5N2(g) +6H2O(g)的正反应活化能为E正 kJ/mol，则其逆反应活化能为___________kJ/mol(用含E正的代数式表示)。
(2)在一定条件下，向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH3、NO发生反应：4NH3(g) +6NO(g)5N2(g) +6H2O(g)，其他条件相同时，在甲、乙两种催化剂的作用下，NO的转化率与温度的关系如图所示。
①工业上应选择催化剂___________(填“甲”或“乙”)。
②M点是否为对应温度下NO的平衡转化率，判断理由是___________。温度高于210℃时，NO转化率降低的可能原因是___________。
(3)已知：NO2(g) +SO2(g)NO(g)+SO3(g) △H<0.向密闭容器中充入等体积的NO2和SO2，测得平衡状态时压强对数1gp(NO2)和lgp(SO3)的关系如下图所示。
①ab两点体系总压强pa与pb的比值=___________；同一温度下图象呈线性变化的理由是___________。
②温度为T2时化学平衡常数Kp=___________，T1___________T2(填“>”、“<”或“=”)。
30．(2021·河北石家庄市·高三二模)异丁烯[CH2=C(CH3)2]作为汽油添加剂的主要成分，需求量逐年增加。其常见的两种制备方法的反应原理如下：
1.CH3CH(CH3)CH3(g)＋CO2(g)CH2=C(CH3)2(g)＋H2O(g)＋CO(g) ΔH1
2.CH3CH(CH3)CH3(g)CH2=C(CH3)2(g)＋H2(g) ΔH2=＋124 kJ∙mol−1
回答下列问题：
(1)已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH=−41.2 kJ∙mol−1，则ΔH1=___。
(2)向1.0L恒容密闭容器中加入0.1molCH3CH(CH3)CH3(g)和0.1molCO2(g)，利用反应I制备异丁烯。已知正反应速率可表示为υ正=k正c[CH3CH(CH3)CH3]∙c(CO2)，逆反应速率可表示为，υ逆=k逆c[CH2=C(CH3)2]∙c(H2O)∙c(CO)，其中k正、k逆为速率常数。
①图1中能够代表k逆的曲线为___(填“L1”“L2”、或“L3”“L4”)。
②温度为T1时，该反应的化学平衡常数K=___；平衡时，CH3CH(CH3)CH3(g)的转化率___50%(填“>”、“=”或“<”)。
(3)在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中分别加入0.1molCH3CH(CH3)CH3(g)和0.2molCH3CH(CH3)CH3(g)，在不同温度下发生反应II达到平衡。平衡时c[CH3CH(CH3)CH3]随温度的变化如图2所示，其中曲线上a、b、c三点的压强分别为p1、p2、p3。
①a、b、c三点中逆反应速率最大的为___点。
②p2___2p1(填“>”、“=”或“<”)，解释其原因为___。
③计算b点的化学平衡常数Kp=___[用带p2的表达式表示]。
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