从巩固到提高高考化学二轮微专题20 化学平衡图像

更新时间：2023-01-23 浏览次数：26 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022·江苏) 乙醇-水催化重整可获得 $\text{[math]}$ 。其主要反应为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，若仅考虑上述反应，平衡时 $\text{[math]}$ 和CO的选择性及 $\text{[math]}$ 的产率随温度的变化如图所示。

CO的选择性 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 图中曲线①表示平衡时 $\text{[math]}$ 产率随温度的变化 B . 升高温度，平衡时CO的选择性增大 C . 一定温度下，增大 $\text{[math]}$ 可提高乙醇平衡转化率 D . 一定温度下，加入 $\text{[math]}$ 或选用高效催化剂，均能提高平衡时 $\text{[math]}$ 产率

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2. (2022·光明模拟) 工业上制备硝酸过程中涉及反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。某实验小组测得不同条件下反应平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数变化如下图(图中X、Y分别代表温度或压强)，下列说法错误的是（）

A . 图中X表示温度，Y表示压强 B . $\text{[math]}$ C . 对应条件下的平衡常数：a＞b＞c D . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 条件下，e点对应状态时v(逆)＞v(正)

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3. (2022·徐汇模拟) 向恒容密闭容器中充入amolCO和bmol $\text{[math]}$ ，发生反应： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的平衡转化率如图所示，下列说法正确的是（）

A . 150℃时，若该反应的 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ B . 该反应为吸热反应 C . COS与 $\text{[math]}$ 的浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态 D . 平衡后，向容器中再通入amolCO， $\text{[math]}$ 逐渐增大至不变

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4. (2022·广东) 恒容密闭容器中， $\text{[math]}$ 在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量（n）如图所示。下列说法正确的是（）

A . 该反应的 $\text{[math]}$ B . a为 $\text{[math]}$ 随温度的变化曲线 C . 向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D . 向平衡体系中加入 $\text{[math]}$ 的平衡转化率增大

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5. (2022·朝阳模拟) 以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原料合成 $\text{[math]}$ 涉及的主要反应如下：
① $\text{[math]}$     $\text{[math]}$
② $\text{[math]}$     $\text{[math]}$
$\text{[math]}$ 的平衡转化率( $\text{[math]}$ )、 $\text{[math]}$ 的选择性( $\text{[math]}$ )随温度、压强变化如下：
已知： $\text{[math]}$
下列分析错误的是（   ）

A . $\text{[math]}$ B . 400℃左右，体系发生的反应主要是② C . 由图可知， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ D . 初始 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，平衡后 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，若只发生①、②，则 $\text{[math]}$ 的平衡转化率为24%

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6. (2022·河西模拟) 向2L容密闭容器中投入一定量的CO和 $\text{[math]}$ ，发生如下反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， CO的平衡转化率与温度、投料比 $\text{[math]}$ [ $\text{[math]}$ ]的关系如下图所示。（）

A . $\text{[math]}$ B . 投料比： $\text{[math]}$ C . 在400K、 $\text{[math]}$ 条件下，反应Ⅰ的平衡常数的值为0.25 D . 在500K、 $\text{[math]}$ 条件下，增大压强，CO的平衡转化率能从Y点到Z点

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二、综合题

7. (2022·内江模拟) 我国科学家研制出催化剂将CO₂转化为烃的效率提高1000倍。已知：在某催化剂作用下，CO₂和H₂发生反应如下：4CO₂(g) +13H₂(g) $\text{[math]}$ C₄H₁₀(g) +8H₂O(g) △H
1. （1）已知C₄H₁₀(g)、H₂(g)的燃烧热△H分别为-2900 kJ·mol^-1、-285.8 kJ·mol^-1 ， H₂O(I)=H₂O(g) △H₃= +44 kJ·mol^-1.则△H=kJ·mol^-1。
2. （2）在恒容恒温条件下，向密闭容器中充入CO₂、H₂ ，加入合适催化剂发生上述反应，下列情况表明反应达到平衡状态的是____(填字母)。
  
  A . 混合气体密度保持不变 B . 气体总压强保持不变 C . 气体平均摩尔质量保持不变 D . 混合气体中C₄H₁₀体积分数保持不变
3. （3）在密闭容器中充入适量CO₂和H₂ ，发生上述反应，单位时间内CO₂的转化率与温度、催化剂的关系如图1所示。
  ①催化效率，Cat2(填“>”、“<”或“=”)Catl。
  ②a点(填 “达到”或 “未达到”)平衡，理由是。b点之后CO₂的转化率降低，可能的原因是。
4. （4）在密闭容器中充入0.4 mol CO₂和1.3 mol H₂发生上述反应，测得CO₂的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
  ①p₂ (填 “>”、 “<”或 “=”)p₁ ，随着温度升高，不同压强下，CO₂的平衡转化率接近相等，其主要原因是。
  ②已知M点对应的容器体积为1 L，则在300℃下平衡常数K=(只列计算式)。
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8. (2022·柳州模拟) 二氧化碳与甲烷重整是 $\text{[math]}$ 利用的研究热点之一、回答下列问题：
1. （1）二氧化碳与甲烷重整制CO的反应为： $\text{[math]}$     $\text{[math]}$
  已知： $\text{[math]}$     $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$     $\text{[math]}$
  则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；若将两等份 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别充入恒压密闭容器中，在无催化剂和有催化的情况进行反应，相同时间下测得 $\text{[math]}$ 的转化率与温度的关系如图所示，M点时 $\text{[math]}$ 转化率相等的主要原因是。
2. （2）在恒压密闭容器中，起始充入2mol $\text{[math]}$ (g)和6mol $\text{[math]}$ (g)，发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，该反应在不同温度下达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
  ①表示 $\text{[math]}$ 的体积分数随温度变化的曲线是 (填数字序号)。
  ②A、B、C三点对应的化学平衡常数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 从大到小的顺序为。
  ③205℃时，反应达到平衡后， $\text{[math]}$ 的平衡转化率为 (结果保留一位小数)，若平衡时总压为P，平衡常数 $\text{[math]}$ (列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
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9. (2022·巴中模拟) 处理、回收利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题：
1. （1） CO用于处理大气污染物N₂O的反应为CO(g) + N₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g) +N₂(g)。在Zn*作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。
  总反应： CO(g) + N₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g) + N₂(g) ∆H= kJ·mol^-1；该总反应的决速步是反应 (填 “①"或“②”)，该判断的理由是．
2. （2）已知： CO(g) + N₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g) + N₂(g)的速率方程为v=k·c(N₂O)， k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是____ (填字母序号)。
  
  A . 升温 B . 恒容时，再充入CO C . 恒压时，再充入N₂O D . 恒压时，再充入N₂
3. （3）在总压为100kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和N₂O(g)发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在T₁K时N₂O的转化率与 $\text{[math]}$ 的变化曲线以及在 $\text{[math]}$ 时N₂O的转化率与 $\text{[math]}$ 的变化曲线如图3所示：
  ①表示N₂O的转化率随 $\text{[math]}$ 的变化曲线为曲线(填“I”或“II”)；
  ②T₁T₂ (填“>”或“<")，该判断的理由是
  ③已知：该反应的标准平衡常数 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为标准压强 (100kPa)，p(CO₂)、p(N₂)、 p(N₂O)和p(CO)为各组分的平衡分压，则T₄时，该反应的标准平衡常数 $\text{[math]}$ = ( 计算结果保留两位有效数字，p_分=p_总 ×物质的量分数)。
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10. (2022·攀枝花模拟) C₂H₄是现代工业的重要原料，工业上用CO₂氧化C₂H₆制C₂H₄具有重要意义。

已知：CO₂氧化C₂H₆制C₂H₄的主反应热化学方程式为：C₂H₆(g) + CO₂(g)=C₂H₄(g) + CO(g) + H₂O(g) ΔH=+177kJ·mol^-1

（1）若主反应的反应历程分为如下两步：
I. C₂H₆(g)=C₂H₄(g) + H₂(g) (快) ΔH₁

II. CO₂(g) + H₂(g)= CO(g) + H₂O(g) (慢) ΔH₂=+42kJ·mol^-1

则：①反应I的ΔH₁ = kJ ·mol^-1。

②已知：ΔG=ΔH- T·ΔS。当ΔG＞0，反应非自发；当ΔG<0，反应自发。若反应I的ΔS=+120J·K^-1·mol^-1 ，反应I自发进行的最低温度T=K。

③相比于提高c(C₂H₆) ，提高c(CO₂)对主反应总速率影响更大，其原因是。
（2）某催化剂催化主反应的过程中，在催化剂表面发生了一系列反应：
①CH₃- CH₃→CH₃- CH₂·+ H⁺+e^- ，

②CH₃-CH₂·→CH₂=CH₂+H⁺+e^- ，

③CO₂+e^-→ $\text{[math]}$ ，

④ $\text{[math]}$ + H⁺→·COOH，

⑤ ，

则：自由基CH₃-CH₂·的电子式为，⑤的反应式为。

（3）在C₂H₆与CO₂反应制C₂H₄的过程中，还会发生副反应：C₂H₆(g)+ 2CO₂(g) = 4CO(g)+ 3H₂(g) ΔH＞ 0

①其他条件相同时，1mol C₂H₆与1mol CO₂经相同反应时间测得如表实验数据：

实验	温度/K	催化剂	C₂H₄的产率%
实验1	400	催化剂1	55.0
实验1	400	催化剂2	62.3
实验2	500	催化剂1	68.5
实验2	500	催化剂2	80.1

在催化剂相同时，温度越高C₂H₄产率更高的原因是；相同温度时，催化剂2催化下C₂H₄产率更高的原因是。

②在容器体积为1.0L，充入2 mol C₂H₆和3 mol CO₂同时发生主、副反应，乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性与温度、压强的关系如图所示。则：判断P₁＞P₂的理由是；M点主反应的平衡常数为(结果保留2 位有效数字)。

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11. (2022·乐山模拟) 研究CO与H₂反应制备二甲醚(CH₃OCH₃)，既可减少碳排放，又可变废为宝。回答下列问题：
1. （1）已知CO与H₂反应制备二甲醚的总反应为：2CO (g) +4H₂(g)⇌CH₃OCH₃(g) +H₂O (g)，该反应经历以下两个中间反应：
  i：CO (g) + 2H₂(g)⇌CH₃OH (g) ΔH₁=- 90. 1KJ/ mol
  ii：2CH₃OH (g)⇌CH₃OCH₃(g)+ H₂O(g) ΔH₂=- 24.5KJ/mol
  则总反应的ΔH= ；若反应过程中能量变化如图所示，则总反应速率主要由反应 (选填“i ”或“ii”)决定。
2. （2）下列措施既能加快总反应速率，又能提高CO转化率的是。
  a.升高温度 b.增大压强 c.使用合适催化剂 d.及时分离二甲醚
3. （3）当起始物 $\text{[math]}$ =2时，在100℃、200℃、300℃时，总反应中CO的平衡转化率(α)随压强变化关系如图所示，则：
  ①反应在100℃，5. 0 ×10⁵Pa时，CO的平衡转化率α= ，判断依据是，该条件下的平衡体系中二甲醚的体积分数约为 %(保留小数点后一位)。
  ②一定温度下，同一反应用平衡浓度表示的平衡常数Kc和用平衡分压表示的平衡常数Kp间存在定量关系，可以借助公式pV= nRT进行推导(其中T为体系温度；p为气体压强；V为气体体积；n为气体物质的量；R为常数)。则当体系温度为T时，总反应Kc与Kp的关系为Kc=Kp(用含 R、T的式子表示)。
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12. (2022·四川模拟) 羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业。利用工厂废气中的H₂S和CO反应可以合成COS，回答下列问题：
1. （1）已知：
  ①2H₂(g)+O₂(g)= 2H₂O(g) ΔH₁= -484 kJ· mol^-1
  ②COS(g)+ H₂O(g)⇌H₂S(g)+CO₂(g) ΔH₂= -36kJ·mol^-1
  ③CO的燃烧热为283 kJ·mol^-1
  反应CO(g)+ H₂S(g)⇌COS(g)+ H₂(g)的 ΔH= kJ·mol^-1。
2. （2）以FeOOH作催化剂，由H₂S和CO合成COS的反应分两步进行。下列示意图能正确体现上述反应能量变化的是(填“甲”或“乙”)。
  ＋
  关于该反应的下列叙述正确的是(填标号)。
  A．步骤①是慢反应，活化能较大
  B．总反应的速率由步骤②决定
  C．反应进程中S₂属于中间产物
  D．更换催化剂可改变E和ΔH
3. （3） 240℃时，反应CO(g)+H₂S(g)⇌COS(g)+H₂(g)的平衡常数K=1。在密闭容器中充入等物质的量的CO和H₂S发生上述反应，达平衡时测得CO的物质的量为4 mol，则H₂S的转化率为，COS 的体积分数为。在240℃下，要同时提高CO和H₂S的转化率，可采取的措施是。
4. （4）在两个密闭容器中都加入CO、H₂S、COS、H₂四种气体，起始时气体体积分数φ(CO)= φ(H₂S)，φ(COS)=p(H₂)，分别在300℃和320℃时反应，容器中H₂S(g)和COS(g)的体积分数(φ)随时间(t) 的变化关系如图所示。
  ＋
  300℃和320℃时，φ(H₂S)随时间变化关系的曲线分别是、，判断的理由是。
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13. (2022·吉林模拟) 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) $\text{[math]}$ H₂O(g)+CO(g) △H₁
反应Ⅱ：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H₂=-90.0kJ·mol^-1
反应Ⅲ：CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₃=-49.0kJ·mol^-1
反应Ⅳ：CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g) △H₄=-165.0kJ·mol^-1
反应Ⅴ：2CO₂g)+6H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+4H₂O(g) △H₅=-122.7kJ·mol^-1
回答下列问题：
1. （1）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c(CO₂)·c(H₂)，v_逆=k_逆·c(H₂O)·c(CO)(k_正、k_逆为速率常数，与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度，则 $\text{[math]}$ =(填“增大”、“不变”或“减小”)。
2. （2）在2L恒容密闭容器中充入总物质的量为8mol的CO₂和H₂发生反应Ⅲ，改变氢碳比 $\text{[math]}$ ，在不同温度下反应达到平衡状态，测得的实验数据如表：
  温度/K
  CO₂转化率
  $\text{[math]}$
  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)。
  A．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
  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
3. （3） 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。则该温度下反应Ⅲ的平衡常数K(Ⅲ)=L²/mol²(保留两位小数)。
4. （4）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K_sp(BaSO₄)=1×10^-11 ， K_sp(BaCO₃)=1×10^-10。忽略溶液体积的变化，保留两位有效数字)。
5. （5）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 $\text{[math]}$ -4e^-=2CO₂↑+O₂↑，则阴极的电极反应式为。
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14. (2022·惠州模拟) 甲烷是天然气的主要成分，是一种重要的清洁能源和化工原料。
1. （1）利用光能和催化剂， CO₂和H₂O(g)可转化为CH₄：CO₂(g)+2H₂O(g)⇌CH₄(g)+2O₂(g)，图1为在恒温、紫外光照射、不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下，在体积为1L的密闭容器中，CH₄的量随光照时间(单位：h)的变化。
  ①反应开始后的16小时内，在第种催化剂作用下，收集的CH₄较多。
  ②0~20小时(h)内，在第Ⅰ种催化剂作用下，O₂的平均生成速率v(O₂)=。实验测得当温度高于560℃，O₂的平均生成速率明显下降，原因可能是。
2. （2）工业上常用CH₄和水蒸气在一定条件下的恒温恒容密闭容器中制取H₂：CH₄(g)+H₂O(g) ⇌CO(g)+3H₂(g)。
  已知：a. C(s) + 2H₂(g) ⇌CH₄(g) ΔH₁
  b. 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(g) ΔH₂
  c. 2C(s) + O₂(g) = 2CO(g) ΔH₃
  ①反应CH₄(g)+H₂O(g)⇌ CO(g)+3H₂(g)的ΔH= 。
  ②下列说法中，无法说明该反应达到平衡状态的是(填字母)。
  a.CH₄体积分数不再变化 b.气体的压强不再变化
  c.体系的密度保持不变 d.消耗1 mol CH₄同时消耗3 mol H₂
  ③一定温度时，在体积为2 L的恒容密闭容器中，充入0.25 mol的CH₄和0.25 mol的水蒸气发生以上反应。测得CH₄平衡时的转化率与温度、压强的关系如图2所示，则p₁ p₂ (填“>”“<”或“=”)；温度为1100 ℃时，y点的浓度平衡常数K=。
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15. (2022·徐汇模拟) 乙烷裂解制乙烯的方法有：
①直接裂解： $\text{[math]}$
②氧气氧化裂解： $\text{[math]}$
完成下列填空：
1. （1） 800℃时，在一恒压密闭容器中加入一定量 $\text{[math]}$ ，发生反应①，达到平衡后向容器中通入稀有气体He， $\text{[math]}$ 的平衡转化率(选填“增大”“减小”或“不变”)。要使该反应的平衡常数增大，可采取的措施是。
  乙烷氧气氧化裂解制乙烯，除发生反应②外，还发生副反应③： $\text{[math]}$ ，在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯，乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比 $\text{[math]}$ 的变化关系如图所示。
  已知：
  $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ 的收率= $\text{[math]}$ 的转化率× $\text{[math]}$ 的选择性
2. （2）控制 $\text{[math]}$ 而不采用选择性更高的 $\text{[math]}$ ，除可防止积碳外，另一原因是； $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 越小，乙烷的转化率越大，乙烯的选择性和收率越小的原因是。
3. （3） T℃时，将2mol $\text{[math]}$ 和3mol $\text{[math]}$ 通入1L的恒容密闭容器中发生反应②③，tmin达到平衡，平衡时 $\text{[math]}$ 的收率为60%， $\text{[math]}$ 选择性为75%。 $\text{[math]}$ 的转化率为；0～tmin内， $\text{[math]}$ 的平均生成速率为， $\text{[math]}$ 的平衡浓度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
4. （4）通过比较反应①②的热效应，指出氧化裂解法的优点
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16. (2022·海南) 某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应： $\text{[math]}$
回答问题：
1. （1）已知：电解液态水制备 $\text{[math]}$ ，电解反应的 $\text{[math]}$ 。由此计算 $\text{[math]}$ 的燃烧热(焓) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）已知： $\text{[math]}$ 的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
  ①若反应为基元反应，且反应的 $\text{[math]}$ 与活化能(Ea)的关系为 $\text{[math]}$ 。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
  ②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，反应平衡后测得容器中 $\text{[math]}$ 。则 $\text{[math]}$ 的转化率为，反应温度t约为℃。
3. （3）在相同条件下， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 还会发生不利于氧循环的副反应： $\text{[math]}$ ，在反应器中按 $\text{[math]}$ 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度( $\text{[math]}$ )如下表所示。
  催化剂
  t=350℃
  t=400℃
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  催化剂Ⅰ
  10.8
  12722
  345.2
  42780
  催化剂Ⅱ
  9.2
  10775
  34
  38932
  在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 的平均反应速率为 $\text{[math]}$ ；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是。
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17. (2022·山东) 利用 $\text{[math]}$ 丁内酯(BL)制备1，4-丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和 $\text{[math]}$ 丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：

已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压 $\text{[math]}$ 氛围下进行，故 $\text{[math]}$ 压强近似等于总压。回答下列问题：
1. （1）以 $\text{[math]}$ 或BD为初始原料，在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的高压 $\text{[math]}$ 氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热 $\text{[math]}$ ；以BD为原料，体系从环境吸热 $\text{[math]}$ 。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）初始条件同上。 $\text{[math]}$ 表示某物种i的物质的量与除 $\text{[math]}$ 外其它各物种总物质的量之比， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 随时间t变化关系如图甲所示。实验测得 $\text{[math]}$ ，则图中表示 $\text{[math]}$ 变化的曲线是；反应Ⅰ平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (保留两位有效数字)。以BL为原料时， $\text{[math]}$ 时刻 $\text{[math]}$ ，BD产率=(保留两位有效数字)。
3. （3） $\text{[math]}$ 为达平衡时 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的比值。 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三种条件下，以 $\text{[math]}$ 为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应， $\text{[math]}$ 随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压 $\text{[math]}$ 氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中， $\text{[math]}$ 最大的是(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到 $\text{[math]}$ 所需时间更长，原因是。
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18. (2022·潮州模拟) 二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。

（1）在太阳能的作用下，以 $\text{[math]}$ 为原料制取炭黑的流程如图甲所示。其总反应的化学方程式为。
（2） $\text{[math]}$ 经过催化氢化合成低碳烯烃。其合成乙烯的反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
几种物质的能量(在标准状况下规定单质的能量为0，测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示：

物质

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

能量 $\text{[math]}$

0

-394

52

-242

则 $\text{[math]}$ 。

（3）在2L恒容密闭容器中充入2mol $\text{[math]}$ 和nmol $\text{[math]}$ ，在一定条件下发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的转化率与温度、投料比[ $\text{[math]}$ ]的关系如图乙所示。

① $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”，下同) $\text{[math]}$ ，平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②TK时，某密闭容器中发生。上述反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表：

时间浓度/mol/L 物质	0	10	20	30	40	50
$\text{[math]}$	6.00	5.40	5.10	9.00	8.40	8.40
$\text{[math]}$	2.00	1.80	1.70	3.00	2.80	2.80
$\text{[math]}$	0	0.10	0.15	3.20	3.30	3.30

20~30min间只改变了某一条件，根据表中的数据判断改变的条件可能是(填字母)。

A．通入一定量 $\text{[math]}$ B．通入一定量 $\text{[math]}$

C．加入合适的催化剂 D．缩小容器容积

（4）在催化剂M的作用下， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 同时发生下列两个反应：
Ⅰ. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅱ. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

图丙是乙烯在相同时间内，不同温度下的产率，则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是____(填字母)。

A . 催化剂M的活性降低 B . 反应Ⅰ的平衡常数变大 C . 生成甲醚的量增加 D . 反应Ⅱ的活化能增大
（5） $\text{[math]}$ 溶液通常用来捕获 $\text{[math]}$ ，常温下， $\text{[math]}$ 的第一步、第二步电离常数分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则常温下， $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液的pH等于(不考虑 $\text{[math]}$ 的第二步水解和 $\text{[math]}$ 的电离)。

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19. (2022·呼和浩特模拟) 甲醇是重要的化工原料，合成甲醇和利用甲醇的研究和探索，在国际上一直受到重视。工业上常利用CO₂和H₂为原料合成甲醇，再利用甲醇生产丙烯。回答下列问题：
1. （1） ①常温下， H₂和甲醇的燃烧热分别为285.8 kJ·mol^-1和726.4 kJ·mol^-1 ， 1mol甲醇汽化需要吸收82.0kJ的热量，则CO₂和H₂在Cu/ZnO催化作用下合成气态甲醇的热化学方程式为：CO₂(g)+ 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) +H₂O(l) △H=kJ·mol^-1；
  ②上述反应分两步进行：
  第一步(写化学方程式)△H> 0
  第二步Cu/Zn* + 2H₂+ CO₂ = Cu/ZnO* + CH₃OH △H< 0
  ③第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知以下能正确表示Cu/ZnO催化CO₂和H₂合成甲醇反应过程的示意图为。
  a. b.
  c. d.
2. （2）工业上用CO₂和H₂催化合成甲醇存在如下反应：
  主反应CO₂(g) +3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) △H<0
  副反应CO₂(g)+ H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+ H₂O(g) △H>0
  一定条件下，在装有催化剂的密闭容器中投入amolCO₂和3amolH₂ ，发生上述合成反应。
  ①在相同时间内，测得甲醇产率与温度的关系如图所示。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可能是。
  ②某温度下，达平衡时容器中CH₃OH的物质的量为c mol， CO的物质的量为d mol。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；此条件下副反应的平衡常数为。
3. （3）甲醇催化制取丙烯的过程中发生如下反应： 3CH₃OH(g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g) + 3H₂O(g) ，该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线a所示，已知Arrhenius经验公式为 $\text{[math]}$ ( E_a为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能E_a=kJ·mol^-1 ，当改变外界条件时，实验数据如中的直线b所示，则实验可能改变的外界条件是。
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20. (2022·衡阳模拟) 由环境保护部、国家质检总局发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》，自2020年7月1日起实施，也就是大家熟知的国Ⅵ汽车排放标准。在我国汽车产能过剩的背景下，可以起到淘汰落后产能、引领产业升级的作用，同时能够满足重点地区为加快改善环境空气质量而提高汽车排放标准的要求。回答以下问题：
1. （1）已知在20℃时：
  ① $\text{[math]}$ 正、逆反应的活化能分别为m kJ/mol、n kJ/mol；
  ② $\text{[math]}$ 正、逆反应的活化能分别为p kJ/mol、q kJ/mol。
  用NH₃处理汽车尾气中的NO的反应为： $\text{[math]}$ ，该反应的△H=。
2. （2）模拟汽车的“催化转化器”，将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入1 L的密闭容器中，在不同温度和压强下发生反应 $\text{[math]}$ ，测得CO的平衡转化率α随温度T变化曲线如图所示。图像中C点逆反应速率B点正反应速率(填“＞”“＝”或“＜”，下同)；反应的平衡常数：A点D点。实验测得： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， k_正、k_逆分别是正、逆反应速率常数。则T₁℃时C点处对应的v_正：v_逆=。
3. （3）汽车排气管装有三元催化装置，在催化剂表面发生吸附、解吸消除CO、NO等大气污染物。反应机理如下(Pt是催化剂，右上角带“*”表示吸附状态)：
  Ⅰ． $\text{[math]}$ Ⅱ． $\text{[math]}$ Ⅲ． $\text{[math]}$
  Ⅳ． $\text{[math]}$ Ⅴ． $\text{[math]}$ Ⅵ． $\text{[math]}$
  经测定汽车尾气中生成物及反应物浓度随温度变化关系如图1和图2所示：
  ①图1中，温度为330℃时反应V的活化能反应VI的活化能(填“＜”、“＞”或“＝”)，反应VI的焓变△H0(“＜”或“＞”)。
  ②图2中，温度从T_a升至T_b的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是。
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21. (2022·郑州模拟) 丙烯(C₃H₆)是石油化工行业重要的有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。回答下列问题：

（1）丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C₃H₈(g)=C₃H₆(g)＋H₂(g) ΔH=kJ·mol^-1。
（2）将一定浓度的CO₂与固定浓度的C₃H₈通过含催化剂的恒容反应器发生脱氢反应。经相同时间，流出的C₃H₆、CO和H₂浓度随初始CO₂浓度的变化关系如下图所示。c(H₂)和c(C₃H₆)变化差异的原因为(用化学方程式表示)。
（3）已知Arrhenius 经验公式为Rlnk=RlnA- $\text{[math]}$ (E_a为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。丙烷脱氢制备丙烯反应在某条件下的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a所示，其活化能为J·mol^-1 ，当其实验数据发生变化如图中b线所示，则可能的原因是。

（4）工业上用丙烯加成法制备1，2-二氯丙烷(CH₂ClCHClCH₃)，副产物为3-氯丙烯(CH₂=CHCH₂Cl)，反应原理为：

①CH₂=CHCH₃(g)+Cl₂(g)→CH₂ClCHClCH₃ (g)

②CH₂=CHCH₃(g)+Cl₂(g)→CH₂=CHCH₂Cl(g)+HCl(g)

一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH₂=CHCH₃和Cl₂发生反应，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。

时间/min	0	60	120	180	240	300	360
压强/kPa	80	74.2	69.2	65.2	61.6	58	58

该温度下，若平衡时HCl的体积分数为10％。此时CH₂=CHCH₃的转化率为。反应①的压力平衡常数Kp=kPa^-1(保留小数点后2位)。

（5）一定条件下，CH₃CH=CH₂与HCl发生反应有①、②两种可能，反应进程中的能量变化如图所示。

保持其他条件不变，若要提高产物中CH₃CH₂CH₂Cl(g)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

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22. (2022·唐山模拟) 苯乙烯()是工业上合成各种塑料、离子交换树脂及合成橡胶的重要单体，工业上其制备原理是(g) $\text{[math]}$ (g)+H₂(g)。请回答下列问题：
1. （1）已知： $\text{[math]}$         $\text{[math]}$ ；
  $\text{[math]}$         $\text{[math]}$ ；
  $\text{[math]}$         $\text{[math]}$ 。
  则 (g) $\text{[math]}$   (g)+H₂(g)      $\text{[math]}$ 。试推断该反应在下可自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
2. （2）在一定条件下 (g) $\text{[math]}$ (g)+H₂(g)反应达到平衡状态，当改变反应的某一条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____。
  
  A . 正反应速率先增大后减小 B . 化学平衡常数K值增大 C . 反应物的体积百分数增大 D . 混合气体密度增大
3. （3）在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率与催化剂作用下的苯乙烯的选择性(指除了 $\text{[math]}$ 以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下，反应控制温度为600℃的理由是。
4. （4）工业生产中常以高温水蒸气作为苯乙烯制备反应的稀释剂(水蒸气不参与反应)。下图为某温度下乙苯()的平衡转化率与水蒸气的用量、体系压强的关系图。
  ①图中压强 $\text{[math]}$ 100kPa(填“>”、“<”或“=”)。在压强 $\text{[math]}$ 下，c点转化率高于a的原因是。
  ②若b点平衡转化率为50%，则该温度下，苯乙烯制备反应的分压平衡常数 $\text{[math]}$ kPa(分压=总压×物质的量分数)。
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23. (2022·洛阳模拟) 北京冬奥会上采用二氧化碳跨临界制冰，使人们再次看到了二氧化碳综合化利用的巨大前景。
1. （1）二氧化碳制冰利用了CO₂的物理性质是。
2. （2）国际空间站处理CO₂的一个重要方法是将CO₂还原，所涉及的反应方程式为：CO₂ (g) +4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g) △H
  ①已知H₂的燃烧热△H₁=- 285. 8 kJ·mol^-1 ， CH₄的燃烧热△H₂=- 890.3 kJ·mol^-1 ， H₂O(g)=H₂O(l)△H₃=-44 kJ·mol^-1 ，则上述反应的△H= kJ·mol^-1。
  ②相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：
  
  c(CO₂)/mol·L^-1
  c(H₂)/ mol·L^-1
  c(CH₄)/ mol·L^-1
  c(H₂O)/ mol·L^-1
  平衡I
  a
  b
  c
  d
  平衡II
  m
  n
  x
  y
  a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为。
3. （3）二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的重要步骤之一，涉及的主要反应如下：
  I． CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+ H₂O(g) △H=-49.5 kJ·mol^-1
  II． CO(g) +2H₂ (g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H=-90.4 kJ·mol^-1
  III． CO₂(g)+ H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+ H₂O(g) △H=+40.9 kJ·mol^-1
  ①为同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率，除降低温度外，还可采取的措施是(写一条)。
  ②设 $\text{[math]}$ 为相对压力平衡常数，是用相对分压(气体分压除以100kPa)代替浓度计算的平衡常数。如图为反应(填“II”或“III”)的lg $\text{[math]}$ 随示 $\text{[math]}$ (n＞m)的变化关系。在图中n点对应温度下、原料组成为n(CO₂)： n(H₂)=1：3、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时CO的分压为10kPa，CH₃OH的分压为9kPa，H₂的平衡转化率为。
4. （4）在催化剂的作用下，二氧化碳还可以和氢气发生反应生成甲烷和低级烯烃C_nH_2n(n=2~4)。其它条件一定时，反应温度对CO₂转化率CH₄选择性、C_nH_2n选择性的影响如图所示，从生产低级烯烃的角度考虑，最合适的反应温度是。资料显示原料气中 $\text{[math]}$ ＞1时，随着 $\text{[math]}$ 的增大，低级烯烃的选择性会逐渐降低，但氢气的总转化率不发生明显变化，原因可能是。
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24. (2022·呼和浩特模拟) 氮的氧化物是造成大气污染的主要物质，研究NO_x的转化具有重要意义。
1. （1）已知：NO氢化反应2NO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ 2H₂O(g)+N₂(g) ΔH，物质的标准生成热是常用的化学热力学数据，可用来计算反应热。ΔH=生成物标准生成热总和-反应物标准生成热总和
  物质
  NO(g)
  H₂(g)
  H₂O(g)
  N₂(g)
  标准生成热(kJ·mol^-1)
  90.25
  0
  -241.8
  0
  ①ΔH=kJ·mol^-1 ，已知该反应能自发进行，则所需条件为(高温、低温、任意温度)。
  ②一定体积密闭容器中，既能加快反应速率又能提高NO平衡转化率的方法是。
  ③某温度下，等物质的量的NO和H₂在恒容密闭容器中发生反应，起始压强为100 kPa。
  达平衡时，总压减少20%，NO的转化率为，该反应的平衡常数K_p=。
2. （2） NO氧化反应：2NO(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g)分两步进行。
  Ⅰ.2NO(g)→N₂O₂(g) ΔH₁
  Ⅱ．N₂O₂(g)+O₂(g)→2NO₂(g) ΔH₂ ，其反应过程能量变化示意图如图1。
  ①决定NO氧化反应速率的步骤是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
  ②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O₂气体，保持其他条件不变，控制反应温度分别为T₃和T₄(T₄＞T₃)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图2。转化相同量的NO，在温度(填“T₃”或“T₄”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图(图1)分析其原因：。
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25. (2022·河东模拟) 乙醇用途广泛且需求量大，寻求制备乙醇的新方法是研究的热点。
1. （1） I.醋酸甲酯催化加氢制备乙醇涉及的主要反应如下：
  (a)CH₃COOCH₃(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₅OH(g)+CH₃OH(g) △H=-23.6kJ·mol^-1
  (b)2CH₃COOCH₃(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃COOC₂H₅(g)+2CH₃OH(g) △H=-22.6kJ·mol^-1
  (c)CH₃COOCH₃(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃CHO(g)+CH₃OH(g) △H=+44.2kJ·mol^-1
  上述三个反应中随着温度升高反应的平衡常数会逐渐增大(填a、b或c)。
2. （2）增大压强上述三个反应平衡不发生移动的是(填a、b或c)
3. （3）将n_起始(H₂)：n_起始(CH₃COOCH₃)=10：1的混合气体置于密闭容器中，在2.0MPa和不同温度下反应达到平衡时，CH₃COOCH₃的转化率和C₂H₅OH的选择性： $\text{[math]}$ ×100%如图所示。
  ①若n起始n_起始(CH₃COOCH₃)=1mol，则500K下反应达到平衡时生成C₂H₅OH的物质的量为mol。
  ②673~723KCH₃COOCH₃平衡转化率几乎不变，其原因是。
4. （4） T℃时，增大压强，对乙酸甲酯的转化率和乙醇选择性的影响是____。
  
  A . 两者都增大 B . 乙酸甲酯转化率降低，乙醇选择性增大 C . 两者都降低 D . 乙酸甲酯转化率增大，乙醇选择性降低
5. （5） II.以KOH溶液为电解质溶液，CO₂在阴极(铜板)转化为CH₃COOCH₃的机理如图所示。(氢原子吸附在电极表面可用*H表示，其他物种以此类推；部分物种未画出)。
  ①CO₂在阴极上生成C₂H₅OH的电极反应式为。
  ②CO₂转化为*CO的过程可描述为：溶液中的H₂O在阴极表面得到电子生成*H。
  $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$
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26. (2022·阳泉模拟) 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：

（1）该研究成果中涉及的能量转换形式为

（2）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。

化合物	CO₂(g)	CH₃OH(g)	H₂O(g)
摩尔生成焓/(kJ·mol^-1)	-395	-200	-242

反应Ⅰ：CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)△H₁

反应Ⅱ：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)△H₂

①反应Ⅰ的焓变△H₁=kJ·mol^-1。

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。

	CO₂	H₂	CH₃OH	CO	H₂O
起始量/mol	4.0	8.0	0	0	0
平衡量/mol			n₁		3.0

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K_p=。(无需带单位，用含p的式子表示)。

（3）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)。

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27. (2022·张家口模拟) 将玉米秸秆进行热化学裂解可制备出以CO、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为主要成分的生物质原料气，对原料气进行预处理后，可用于生产甲醇、乙醇等燃料。

（1）已知：几种常见共价键的键能如下表所示。

共价键	C-H	C-O	$\text{[math]}$	H-H	O-H
键能( $\text{[math]}$ )	413	358	839	436	467

由此可估算反应 $\text{[math]}$ 的焓变 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

（2）若在恒容绝热的密闭容器中进行上述反应，下列说法正确的是____(填标号)。

A . 体系温度不再发生变化时，反应达到化学平衡状态 B . 平衡体系中， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为2：1 C . 加入催化剂，可以提高 $\text{[math]}$ 的平衡产率 D . 其他条件不变，增大CO的浓度，能提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率
（3） $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成乙醇的反应为 $\text{[math]}$ 。将等物质的量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 充入一刚性容器中，测得平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数随温度和压强的变化关系如图所示。

①压强 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“＜”或“=”，下同)。判断依据是。

②a、b两点的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

③已知Arrhenius经验公式为 $\text{[math]}$ (E_a为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，为探究m、n两种催化剂的催化效能，进行了实验探究，依据实验数据获得下图所示曲线。在m催化剂作用下，该反应的活化能E_a= $\text{[math]}$ 。从图中信息获知催化效能较高的催化剂是(填“m”或“n”)。

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28. (2022·房山模拟) 氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。
1. （1）反应N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)的化学平衡常数表达式为。
2. （2）在一定条件下氨的平衡含量如表。
  温度/℃
  压强/MPa
  氨的平衡含量
  200
  10
  81.5%
  550
  10
  8.25%
  ①该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。
  ②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是。
3. （3）实验室研究是工业生产的基石。如图中的实验数据是在其它条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中NH₃的物质的量分数的变化情况。
  ①曲线a对应的温度是。
  ②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是。
4. （4）尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一，但仍存在耗能高、产率低等问题。因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径。如图为电解法合成氨的原理示意图，阴极的电极反应式为。
5. （5） NH₃转化为NO是工业制取硝酸的重要一步。已知：100kPa、298K时：
  4NH₃(g)+3O₂(g) $\text{[math]}$ 2N₂(g)+6H₂O(g)ΔH=-1268kJ·mol^-1
  2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+O₂(g)ΔH=-180.5kJ·mol^-1
  请写出NH₃转化为NO的热化学方程式。
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29. (2022·保定模拟) 我国科学家利用钴分子筛实现丙烯高选择性合成甲基环氧乙烷( $\text{[math]}$ )：
主反应： $\text{[math]}$ (g，甲基环氧乙烷) $\text{[math]}$
副反应： $\text{[math]}$ (g，丙醛) $\text{[math]}$ (a、b都大于0)
请回答下列问题：
1. （1） $\text{[math]}$ (g，甲基环氧乙烷) $\text{[math]}$ (g，丙醛) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）一定温度下，在恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，同时发生上述两个反应，下列表明反应已达到平衡状态的是____(填标号)。
  
  A . 混合气体的密度不随时间变化 B . 混合气体的总压强不随时间变化 C . 混合气体的平均摩尔质量不随时间变化 D . 消耗丙烯的速率等于消耗O₂速率的2倍
3. （3）在恒容密闭容器中充人一定量丙烯和氧气，在不同催化剂Cat1、Cat2条件下发生反应 $\text{[math]}$ (g，甲基环氧乙烷)，测得单位时间内丙烯转化率与温度的关系如图1。
  ①相对催化效率较大的催化剂是(填“Cat1”或“Cat2”)。
  ②在Cat1催化下，300℃时对应的状态(填“是”或“不是”)平衡状态，判断的依据是。
  ③在Cat1催化下，温度高于300℃时丙烯转化率急剧下降的主要原因可能是。(答一条即可)
4. （4）在一密闭容器中充入2mol丙烯和xmol $\text{[math]}$ ，同时发生上述两个反应，测得丙烯平衡转化率与温度、压强的关系如图2。
  ①其他条件相同，p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为。
  ②在p₃、T℃时反应达到平衡，甲基环氧乙烷选择性为80%，此时容器体积为2L。
  提示：甲基环氧乙烷选择性等于甲基环氧乙烷的物质的量与甲基环氧乙烷和丙醛总物质的量之比。
  主反应的平衡常数K= $\text{[math]}$ 。保持温度、容积不变，再充入0.5mol $\text{[math]}$ 和0.5mol $\text{[math]}$ ，副反应(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)进行。
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30. (2022·新疆模拟) 甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值汽油添加剂，可由甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成：CH₃OH(g)+IB(g) $\text{[math]}$ MTBE(g) ∆H。回答下列问题：
1. （1）反应过程中反应物首先被催化剂吸附，再经历过渡态，最终得到产物，相对能量与反应历程的关系如图1所示(其中N₁表示甲醇和异丁烯同时被吸附，N₂表示甲醇先被吸附，N，表示异丁烯先被吸附)，该反应的∆H=kJ·mol^-1 ，下列说法错误的是。
  A．过渡态1比另两种过渡态稳定
  B．三种反应历程中，N₃反应速率最快
  C．降低温度和增大压强都有利于提高反应物平衡转化率
  D．起始投料在刚性容器中分别采用三种途径反应相同时间，三种途径MTBE的产率一定相同
2. （2）向刚性密闭容器中充入等物质的量的甲醇和异丁烯，在催化剂作用下，分别在T₁和T₂两个温度反应，异丁烯的转化率随时间的变化关系如图2所示。
  ①T₂时，反应90min后到达点B，此时甲醇的体积分数为(保留3位有效数字)
  ②A、B、M三点中，正反应速率最大的是，逆反应速率最小的是。
  ③比较A、B、M三点的平衡常数K(A)、K(B)、K(M)，从大到小的顺序是。
  ④已知对于反应dD(g)+eE(g) $\text{[math]}$ gG(g)+hH(g)，标准平衡常数K^θ= $\text{[math]}$ ，其中P_G、P_H、P_D、P_E为各组分的平衡分压，分压=总压×该组分物质的量分数，p^θ=100kPa。在T₁时，将等物质的量的甲醇和异丁烯充入恒容密闭容器中(初始压强为200kPa)，甲醇的平衡分压为，反应的标准平衡常数K^θ=。
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