高考二轮复习知识点：盖斯定律及其应用2

更新时间：2023-07-30 浏览次数：12 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2021·宁波模拟) 如图为HX转变为卤素单质(X₂)和H₂的过程，下列说法错误的是（）

A . △H₃=△H₁+△H₂ B . HX(g)=H(g)+X(g) △H＞0 C . △H₂＞△H₃ D . △H₁(HCl)＞△H₁(HBr)

答案解析收藏纠错 + 选题
2. (2021·扬州模拟) 燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO)，可通过主反应4NH₃(g)+4NO(g)+O₂(g)=4N₂(g)+6H₂O(g)ΔH=-1627.7kJ·mol⁻¹除去。温度高于300℃时会发生副反应：4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g)ΔH=-904.74kJ·mol^−1.在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法一定正确的是（）

A . 升高温度、增大压强均可提高主反应中NO的平衡转化率 B . N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)ΔH=-180.74kJ·mol⁻¹ C . 图中X点所示条件下，反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值 D . 图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是主反应的平衡逆向移动

答案解析收藏纠错 + 选题
3. (2021·徐州模拟) CH₄与CO₂重整可以同时利用两种温室气体，其工艺过程中涉及如下反应：
反应①：CH₄(g)+CO₂(g)⇌2CO(g)+2H₂(g)ΔH₁=+247.4kJ·mol^-1

反应②：CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g)ΔH₂=+41.2kJ·mol^-1

反应③：CH₄(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)⇌CO(g)+2H₂(g)ΔH₃=-35.6kJ·mol^-1

一定条件下，向体积为VL的密闭容器中通入CH₄、CO₂各1.0mol及少量O₂ ，测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示，下列说法正确的是（）

A . 2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH=-283kJ·mol^-1 B . 图中曲线a和b分别代表产物CO和H₂ C . 温度高于900K时，H₂O的含量下降的原因之一是反应③向逆向进行 D . 升高温度和增加压强均能使CO的产量增加

答案解析收藏纠错 + 选题
4. (2021·南京模拟) 二氧化碳加氢合成二甲醚(CH₃OCH₃)具有重要的现实意义和广阔的应用前景。该方法主要涉及下列反应：
反应I： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$

反应II： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$

反应III： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$

下列说法错误的是（   ）

A . CO₂大量排放可导致温室效应 B . 干冰升华吸热是因为CO₂分子中共价键发生断裂 C . CH₃OH的沸点比CH₃OCH₃的高，主要原因是CH₃OH分子间存在氢键 D . 反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$

答案解析收藏纠错 + 选题

5. (2021·石景山模拟) 正戊烷异构化为异戊烷是油品升级的一项重要技术。在合适催化剂和一定压强下，正戊烷的平衡转化率(α)随温度变化如图所示。

名称

熔点/℃

沸点/℃

燃烧热

∆H /kJ•mol^-1

正戊烷

-130

–3506.1

异戊烷

-159.4

27.8

–3504.1

下列说法错误的是( ）

A . 25 ℃，101 kPa时，正戊烷异构化成异戊烷的热化学反应方程式为：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃(l) = (CH₃)₂CHCH₂CH₃(l) ∆H = –2.0 kJ/mol B . 28~36 ℃时，随温度升高，正戊烷的平衡转化率增大，原因是异戊烷气化离开体系，产物浓度降低，平衡正向移动 C . 36~150 ℃时，随温度升高，正戊烷异构化反应的平衡常数增大 D . 150 ℃时，体系压强从100 kPa升高到500 kPa，正戊烷的平衡转化率基本不变

答案解析收藏纠错 + 选题

6. (2021·丰台模拟) 以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下：
①CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)    ∆H₁=-49.5 kJ/mol

②CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)    ∆H₂=-90.4 kJ/mol

③CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g)    ∆H₃

不同压强下，按照n(CO₂)：n(H₂)=1：3投料，CO₂平衡转化率随温度变化关系如图。下列说法正确的是（   ）

A . ∆H₃=-40.9 kJ/mol B . p₁ < p₂ < p₃ C . 为同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率，反应条件应选择高温、高压 D . T₁温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是：该温度下，主要发生反应③

答案解析收藏纠错 + 选题

7. (2020高三上·启东期中) 下列实验结果不能作为相应定律或原理的证据是（）

	A	B	C	D
	勒夏特列原理	元素周期律	盖斯定律	阿伏加德罗定律
实验方案
结果	左球气体颜色加深右球气体颜色变浅	烧瓶中冒气泡，试管中出现浑浊	测得ΔH为ΔH₁、ΔH₂的和	H₂与O₂的体积比约为2︰1

A . A B . B C . C D . D

答案解析收藏纠错 + 选题

二、非选择题

8. (2018·江苏) NO_x（主要指NO和NO₂）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NO_x是环境保护的重要课题。
1. （1）用水吸收NO_x的相关热化学方程式如下：
  2NO₂（g）+H₂O（l）=HNO₃（aq）+HNO₂（aq） ΔH=−116.1 kJ·mol⁻¹
  3HNO₂（aq）=HNO₃（aq）+2NO（g）+H₂O（l） ΔH=75.9 kJ·mol⁻¹
  反应3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）的ΔH=kJ·mol⁻¹。
2. （2）用稀硝酸吸收NO_x ，得到HNO₃和HNO₂的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：。
3. （3）用酸性(NH₂)₂CO水溶液吸收NO_x ，吸收过程中存在HNO₂与(NH₂)₂CO生成N₂和CO₂的反应。写出该反应的化学方程式：。
4. （4）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH₃与NO_x反应生成N₂。
  ①NH₃与NO₂生成N₂的反应中，当生成1 mol N₂时，转移的电子数为mol。
  ②将一定比例的O₂、NH₃和NO_x的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见题20图−1）。
  反应相同时间NO_x的去除率随反应温度的变化曲线如题20图−2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NO_x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是；当反应温度高于380 ℃时，NO_x的去除率迅速下降的原因可能是。
答案解析收藏纠错 + 选题
9. (2018·全国Ⅱ卷) $\text{[math]}$ 催化重整不仅可以得到合成气（CO和 $\text{[math]}$ ）。还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
1. （1） $\text{[math]}$ 催化重整反应为： $\text{[math]}$ 。
  已知：
  $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  该催化重整反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。有利于提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的条件是（填标号）。
  A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
  某温度下，在体积为2L的容器中加入 $\text{[math]}$ 以及催化剂进行重整反应。达到平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率是50%，其平衡常数为 $\text{[math]}$ 。
2. （2）反中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
  
  积碳反应
  $\text{[math]}$
  消碳反应
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  75
  172
  活化能/ $\text{[math]}$
  催化剂X
  33
  91
  催化剂Y
  43
  72
  ①由上表判断，催化剂XY(填“优于或劣于”)，理由是.在反应进料气组成，压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示，升高温度时，下列关于积碳反应，消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(填标号)
  A.K_积、K_消均增加
  B.V_积减小、V_消增加
  C.K_积减小、K_消增加
  D.v_消增加的倍数比v_积增加的倍数大
  ②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 $\text{[math]}$ (k为速率常数)。在 $\text{[math]}$ 一定时，不同 $\text{[math]}$ 下积碳量随时间的变化趋势如右图所示，则P_a(CO₂)、P_b(CO₂)、P_c(CO₂)从大到小的顺序为
答案解析收藏纠错 + 选题
10. (2023·重庆市模拟) 减少 $\text{[math]}$ 的排放量以及利用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的反应合成新能源是实现世界气候峰会目标的有效途径。
1. （1） I． $\text{[math]}$ 催化加氢合成二甲醚技术能有效利用 $\text{[math]}$ 资源
  已知：① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  ② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ 催化加氢直接合成二甲醚反应的热化学方程式为。
2. （2） $\text{[math]}$ 催化加氢直接合成二甲醚时会发生副反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。其他条件相同时，反应温度对 $\text{[math]}$ 平衡总转化率及反应2小时的 $\text{[math]}$ 实际总转化率影响如图。图中，温度高于280℃， $\text{[math]}$ 平衡总转化率随温度升高而上升的原因可能是。
3. （3） II． $\text{[math]}$ 与烷烃耦合反应有利于减少空气中 $\text{[math]}$ 含量，已知 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 发生的耦合反应包含如下三个反应：
  ① $\text{[math]}$
  ② $\text{[math]}$
  ③ $\text{[math]}$
  在恒温恒容密闭容器中充入一定量的 $\text{[math]}$ ，发生反应①，达到平衡时压强增大20%，则平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率为。
4. （4）在一定温度，某恒压密闭容器中充入 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，达平衡后，容器中 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，反应③的分压平衡常数 $\text{[math]}$ ，则平衡时容器中 $\text{[math]}$ 的物质的量为。
5. （5）为提高丙烷与 $\text{[math]}$ 耦合过程中 $\text{[math]}$ 的产率，可采取的措施有。
  a．改善催化剂的选择性能
  b．增大 $\text{[math]}$ 的浓度
  c．恒容时充入惰性气体
6. （6）如图所示是一种二甲醚和 $\text{[math]}$ 直接制备碳酸二甲酯()的电化学方法，a极连接直流电源的(填“正极”或“负极”)，b极的电极反应式为。
答案解析收藏纠错 + 选题
11. (2023·河北模拟) 氮氧化物和一氧化碳污染指数是衡量空气质量的重要标准，它们的治理刻不容缓。回答下列问题：
1. （1）已知：①CO₂(g)+C(s) $\text{[math]}$ 2CO(g) △H₁=+172.5kJ•mol^-1
  ②C(s)+O₂(g)=CO₂(g) △H₂=-393.5kJ•mol^-1
  ③2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+O₂(g) △H₃=-180.5kJ•mol^-1
  则CO还原NO的热化学方程式为，在此反应中为提高NO的平衡转化率同时提高反应速率，可以采取的措施是(答出一条即可)。
2. （2）已知：2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+O₂(g) △H₃=-180.5kJ•mol^-1中v_正=k_正×c²(NO)、v_逆=k_逆×c(N₂)×c(O₂)，(k_正、k_逆分别为正逆反应速率常数)。
  ①该反应在某条件下达到平衡后，降低温度，k_正(填“增大”或“减小”，下同)，k_正：k_逆=。
  ②下列有关说法正确的是(填标号)。
  A．延长反应时间有利于提高N₂的平衡产率
  B．适当增大NO(g)的浓度，有利于提高NO的平衡转化率
  C．恒温、固定容积的密闭容器中，混合气体的压强保持不变时达到平衡
  D．体系达平衡后，若压缩体积，平衡不发生移动，但是逆反应速率变快
3. （3）一定条件下，CH₄分解生成碳的反应历程如图所示。该历程分4步进行，其中第步为放热反应，正反应活化能最大一步的反应方程式为。
4. （4）在实验室模拟工业合成甲醇的反应，CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H＜0。在一恒压密闭容器内充入1molCO、2molH₂和1molHe(代替合成气中的杂质，不参与反应)，测得压强为pMPa，加入合适催化剂后在恒温条件下开始反应，测得容器的体积变化如表：
  反应时间/min
  0
  10
  20
  30
  40
  50
  60
  容器体积/L
  4
  3.5
  3.2
  3.0
  2.9
  2.8
  2.8
  则氢气的平衡转化率为，该温度下的平衡常数K_p为(MPa)^-2(K_p为以分压表示的平衡常数，请用含p的式子表示)。
答案解析收藏纠错 + 选题
12. (2023·开封模拟) 我国科学家成功用二氧化碳人工合成淀粉，其中第一步是利用二氧化碳催化加氢制甲醇。
1. （1）在标准状态下，由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓( $\text{[math]}$ )。几种物质的标准摩尔生成焓如下：
  物质
  CO₂(g)
  H₂O(g)
  CH₃OH(g)
  $\text{[math]}$ / kJ·mol^-1
  -393.5
  - 241. 8
  - 205. 0
  ①由表中数据推测，H₂O(l)的 $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)-241.8kJ·mol^-1。
  ②CO₂(g)与H₂(g)反应生成CH₃OH(g)与H₂O(g)的热化学方程式为。
2. （2）在CO₂(g)加氢合成CH₃OH的体系中，同时发生以下反应：
  反应i CO₂(g) +3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁<0
  反应ii CO₂(g) + H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g) +H₂O(g) ΔH₂>0
  ①一定条件下使CO₂、H₂混合气体通过反应器，测得220℃时反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为n(CH₃OH)：n(CO₂)：n(CO)=1：7.20：0.11，则该温度下CO₂转化率= × 100%(列出计算式即可)。
  ②其他条件相同时，反应温度对CO₂的转化率的影响如图所示，实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是；温度高于260℃时，CO₂平衡转化率变化的原因是。
  ③其他条件相同时，反应温度对CH₃OH的选择性[CH₃OH的选择性= $\text{[math]}$ ×100%]的影响如图所示。温度相同时CH₃OH选择性的实验值略高于其平衡值，从化学反应速率的角度解释其原因是。
  ④温度T时，在容积不变的密闭容器中充入0.5 mol CO₂(g)和1. 0 mol H₂(g)，起始压强为pkPa，10min达平衡时生成0. 3 mol H₂O(g) ，测得压强为 $\text{[math]}$ pkPa。若反应速率用单位时间内分压变化表示，则10min内生成CH₃OH的反应速率v(CH₃OH)为kPa·min^-1；反应I的平衡常数K_p=(写出K_p的计算式)。
答案解析收藏纠错 + 选题
13. (2023·枣庄模拟) 船舶柴油机发动机工作时，反应产生的 $\text{[math]}$ 尾气是空气主要污染物之一，研究 $\text{[math]}$ 的转化方法和机理具有重要意义。
已知： $\text{[math]}$      $\text{[math]}$
$\text{[math]}$          $\text{[math]}$
$\text{[math]}$          $\text{[math]}$
1. （1） $\text{[math]}$ 氧化脱除NO的总反应是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）该反应过程有两步： $\text{[math]}$ ，反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“≈”)，原因是。
3. （3）已知： $\text{[math]}$ 的反应历程分两步：
  步骤
  反应
  活化能
  正反应速率方程
  逆反应速率方程
  I
  $\text{[math]}$ (快)
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  II
  $\text{[math]}$ (慢)
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  ①则反应I与反应II的活化能： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)。
  反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示)。
  ②在400k、初始压强为 $\text{[math]}$ 的恒温刚性容器中，按 $\text{[math]}$ 通入NO和 $\text{[math]}$ ，一定条件下发生反应。达平衡时NO转化率为90%， $\text{[math]}$ 转化率为40%。则 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ (分压=总压×物质的量分数；理想气体状态方程 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )。
4. （4）某研究小组将 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和一定量的 $\text{[math]}$ 充入2L密闭容器中，在 $\text{[math]}$ 催化剂表面发生反应( $\text{[math]}$ )，NO的转化率随温度的变化情况如图所示：
  ①5min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率 $\text{[math]}$ (保留3位有效数字)。
  ②无氧条件下，NO生成 $\text{[math]}$ 的转化率较低，原因可能是。
答案解析收藏纠错 + 选题
14. (2023·江苏模拟) 工业上利用甲醇和水蒸气可制备氢气。
1. （1） I.电解法制氢：甲醇电解可制得 $\text{[math]}$ ，其原理如图所示。
  阳极的电极反应式为。
2. （2） II.催化重整法制氢
  已知：
  反应1： $\text{[math]}$      $\text{[math]}$
  反应2： $\text{[math]}$      $\text{[math]}$
  则反应3： $\text{[math]}$      $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
3. （3）以 $\text{[math]}$ 催化剂进行甲醇重整制氢时，固定其它条件不变，改变水、甲醇的物质的量比甲醇平衡转化率及CO选择性的影响如图所示。[ $\text{[math]}$ ]
  ①当水、甲醇比大于0.8时，CO选择性下降的原因是。
  ②当水、甲醇比一定时，温度升高，CO选择性有所上升，可能原因是。
4. （4）铜基催化剂( $\text{[math]}$ )能高效进行甲醇重整制氢，但因原料中的杂质或发生副反应生成的物质会使催化剂失活。
  ①甲醇中混有少量的甲硫醇( $\text{[math]}$ )，重整制氢时加入ZnO可有效避免铜基催化剂失活，其原理用化学反应方程式表示为。
  ②将失活的铜基催化剂分为两份，第一份直接在氢气下进行还原，第二份先在空气中高温煅烧后再进行氢气还原。结果只有第二份催化剂活性恢复。说明催化剂失活的另外可能的原因是。
5. （5）在Pt-Pd合金表面上甲醇与水蒸气重整反应的机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面，M为反应过程中的中间产物)。
  根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式并描述步骤2的反应机理。
答案解析收藏纠错 + 选题
15. (2023·辽宁模拟) $\text{[math]}$ 催化重整 $\text{[math]}$ 技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题：
1. （1） $\text{[math]}$ 催化重整 $\text{[math]}$ 的催化转化如图所示：
  ①已知相关反应的能量变化如图所示：
  过程Ⅰ的热化学方程式为。
  ②关于上述过程Ⅰ、Ⅱ的说法错误的是(填序号)。
  a.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离
  b.整个催化重整过程，消耗 $\text{[math]}$ 理论上生成2molCO
  c.过程Ⅰ中，Ni降低了反应的活化能
  d. $\text{[math]}$ 、CaO为中间产物
  ③在体积为3L的密闭容器中，加入甲烷和水蒸气各4mol，在一定条件下反应生成 $\text{[math]}$ 、CO，测得平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数与温度、压强的关系如图所示。温度为 $\text{[math]}$ ℃、压强为 $\text{[math]}$ 时，N点表示的体系状态 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”、“=”或“<”)；M点表示的体系状态 $\text{[math]}$ 的平衡转化率为%(结果保留一位小数)。
2. （2）在一刚性密闭容器中， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的分压分别为20kPa、30kPa，加入 $\text{[math]}$ 催化剂并加热至1123K使其发生反应 $\text{[math]}$ 。
  ①研究表明CO的生成速率 $\text{[math]}$ ，某时刻测得 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ kPa， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
  ②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.6倍，则该反应的平衡常数为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。
3. （3）一定条件下 $\text{[math]}$ 催化剂可使 $\text{[math]}$ “甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图所示，该反应的化学方程式为，反应过程中碳元素的化合价为-3价的中间体是。
答案解析收藏纠错 + 选题
16. (2023·烟台模拟) 甲烷在化学工业中应用广泛。回答下列问题：
1. （1） H₂捕集CO₂合成CH₄涉及下列反应：
  I.4H₂(g)+CO₂(g)⇌CH₄(g)+2H₂O(g) △H₁平衡常数K₁
  II.H₂(g)+CO₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) △H₂平衡常数K₂
  ①相关物质相对能量大小如图所示，则△H₁=kJ·mol^-1 ，升高温度， $\text{[math]}$ (填“增大”或“减小”)。
  ②起始物 $\text{[math]}$ =3时，反应在不同条件下达到平衡。240℃甲烷的物质的量分数x(CH₄)与压强p的变化关系、5×10⁵Pa时(CH₄)与温度T的变化关系如图所示。图中对应A、B两点的速率：v_A(正)v_B(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)；若C点CH₄与CO的分压相同，则p(H₂O)=Pa，反应I以物质的量分数表示的平衡常数Kx_I=。
2. （2） CH₄还原CO₂是实现“双碳”经济的有效途径之一、恒压、750℃时，CH₄和CO₂反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO₂高效转化。
  其中过程II主要发生如下反应：
  i.CaO(s)+CO₂(g)⇌CaCO₃(s)
  ii.2Fe₃O₄(s)+8H₂(g)⇌6Fe(s)+8H₂O(g)
  iii.Fe₃O₄(s)+4CO(g)⇌3Fe(s)+4CO₂(g)
  过程II平衡后通入He，反应iii的化学平衡将(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)，重新平衡时，n(CO₂)(填“增大”、“减小”或“不变”)，p(CO)(填“增大”、“减小”或“不变”)。
答案解析收藏纠错 + 选题
17. (2023·普陀模拟) 2021年我国制氢量位居世界第一。工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气或水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。
1. （1） I．一定条件下，将C和O₂置于密闭容器，发生如下反应：
  反应1：C(s)＋O₂(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)＋394kJ
  
  反应2：2CO(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g)＋566kJ
  
  反应3：2C(s)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)＋Q kJ
  
  根据信息可知，反应3是(填“吸热”或“放热”)反应；在一定压强下，随着温度的升高，若反应2所受影响最大，则该密闭容器中 $\text{[math]}$ 将 (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”)。
2. （2） II．T ℃，在2L的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH₂O(g)，发生如下反应：
  反应4：C(s)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)＋H₂(g)－131.4kJ，
  反应5：CO(g)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)＋H₂(g)＋41.1kJ
  5min后反应达到平衡时，H₂O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。0~5min内，v(H₂)=；此时c(CO₂) =
3. （3）下列关于此反应体系的说法正确的是____；
  
  A . 平衡时向容器中充入惰性气体，反应4的平衡逆向移动 B . 混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡 C . 随着温度的升高，反应5的正逆反应速率、平衡常数都增大 D . 将炭块粉碎，可缩短建立平衡的时间
4. （4）为了提高反应5的速率，下列措施中合适的是____。
  
  A . 适当升高反应体系的温度 B . 提高反应体系压强，压强越大越好 C . 选择合适的催化剂 D . 通入一定量的氮气
5. （5）工业生产水煤气时，考虑到反应热效应，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与焦炭反应，通入空气的理由是。
答案解析收藏纠错 + 选题
18. (2023·青岛模拟) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的干法重整(DRM)反应可同时转化两种温室气体，并制备CO和 $\text{[math]}$ 。主要反应如下：
反应I： $\text{[math]}$ ；
反应Ⅱ： $\text{[math]}$ ；
反应Ⅲ： $\text{[math]}$
已知：反应I、Ⅱ的自发均需高温条件。
1. （1）上述三个反应的平衡常数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与温度T关系如图1所示。图中a点代表的是(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)反应的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）向密闭容器中，通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，若仅考虑上述反应，平衡时 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的物质的量随温度T的变化如图2所示。
  $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 的物质的量分数为，用各物质的物质的量分数表示反应Ⅲ的平衡常数 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 后随温度升高， $\text{[math]}$ 物质的量减少的原因为。
3. （3） DRM反应目前普遍存在的一个难题是积碳，该过程与两个反应有关① $\text{[math]}$ ；② $\text{[math]}$ 。目前积碳问题的解决方案主要有两种： A．提高原料气中 $\text{[math]}$ 的占比；B．在常规的 $\text{[math]}$ 催化剂中添加 $\text{[math]}$ ，使其在催化剂表面与 $\text{[math]}$ 形成共熔物。试解释这两种方法可以有效抑制积碳的原因(答出两条即可)。
4. （4）使用 $\text{[math]}$ 复合催化剂，可显著提高二氧化碳的转化率，实现碳氢分离，并得到富含 $\text{[math]}$ 的产物，催化机理如图3所示。请用化学方程式解释 $\text{[math]}$ 循环的原理。
答案解析收藏纠错 + 选题
19. (2023·吴忠模拟) 甲醇是一种可再生能源，由CO₂制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：
反应Ⅰ：CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)，ΔH₁=-49.58kJ·mol^-1
反应Ⅱ：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)，ΔH₂
反应Ⅲ：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)，ΔH₃₌-90.77kJ·mol^-1
回答下列问题：
1. （1）反应Ⅱ的ΔH₂=。
2. （2）反应Ⅲ能够自发进行的条件是。(填“较低温度”“较高温度”或“任何温度”)。
3. （3）恒温，恒容密闭容器中，对于反应Ⅰ，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是____。
  
  A . 混合气体的密度不再变化 B . 混合气体的平均相对分子质量不再变化 C . CO₂、H₂、CH₃OH、H₂O的物质的量之比为1：3：1：1 D . 甲醇的百分含量不再变化
4. （4）对于反应Ⅰ，不同温度对CO₂的转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法错误的是____。
  
  A . 其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO₂的平衡转化率可能位于M₁ B . 温度低于250℃时，随温度升高甲醇的产率增大 C . M点时平衡常数比N点时平衡常数大 D . 实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO₂的转化率
5. （5）若在1 L密闭容器中充入2.5 molH₂和1 molCO₂发生反应I，则图中M点时，产物甲醇的体积分数为，该温度下反应的平衡常数K=。
6. （6）已知下列物质在20℃下的K_sp如下，试回答下列问题：
  化学式
  AgCl
  AgBr
  AgI
  Ag₂S
  Ag₂CrO₄
  颜色
  白色
  浅黄色
  黄色
  黑色
  红色
  K_sp
  1.8×10^-10
  5.4×10^-13
  8.3×10^-17
  6.3×10^-50
  2.0×10^-12
  ①向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时 $\text{[math]}$ =。
  ②测定水体中氯化物的含量，常用标准硝酸银法进行滴定，滴定时，应加入的指示剂是。
  A．KBr B．KI C．K₂S D．K₂CrO₄
答案解析收藏纠错 + 选题
20. (2023·邯郸模拟) 研究CO、CO₂在一定条件下与H₂催化合成CH₄等有机化工产品，对实现“碳中和”目标具有重要的意义。在一定条件下CO(g)与H₂(g)可发生如下反应：
反应Ⅰ：CO(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+H₂O(g) △H₁=-206.4kJ•mol^-1
反应Ⅱ：CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g) △H₂
反应Ⅲ：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) △H₃=+41.2kJ•mol^-1
1. （1）部分物质的标准生成焓数据如表所示：
  物质
  CO(g)
  H₂(g)
  CH₄(g)
  H₂O(g)
  标准生成焓/(kJ•mol^-1)
  -110
  0
  -74.6
  x
  则x=；△H₂=kJ•mol^-1。
2. （2）一定温度范围内反应I和反应Ⅱ的lgK_p－ $\text{[math]}$ 的线性关系如图1所示。
  ①依据图像，可知T₁℃时，反应Ⅲ的平衡常数K_p3=。
  ②图中v_正(A)(填“＞”、“＜”或“=”)v_逆(B)。
3. （3） ①恒温(323K)恒压(p)条件下，在密闭容器中起始时按n(H₂)：n(CO₂)=1：1投料进行反应(仅发生反应Ⅱ和反应Ⅲ)，CO₂初始分压分别为p_0-(a)MPa、p_0-(b)MPa、p_0-(c)MPa，测得CO₂的压强转化率α(CO₂)[已知：气体A的压强转化率表示为α(A)=(1- $\text{[math]}$ )×100%，p₀MPa为A的初始分压，p₁MPa为某时刻A的分压]与时间(t)的关系如图2，则p_0-(a)、p_0-(b)、p_0-(c)由大到小的顺序为。
  ②在密闭容器中起始时按n(H₂)：n(CO₂)=3：1投料，分别在压强为1MPa和5MPa的恒压下进行反应(两压强下均只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ)。恒压条件下反应温度对平衡体积分数δ(x)[x为CO或CH₄ ， δ(x)= $\text{[math]}$ ×100%]的影响如图3所示。
  则在1MPa时，表示CH₄和CO的平衡体积分数随温度变化关系的曲线依次是(填“a”、“b”、“c”或“d”，下同)和；在T℃、一定压强下，反应在M点达到化学平衡，平衡时CH₄的分压p(CH₄)=MPa，反应Ⅲ的平衡常数K_p=。
答案解析收藏纠错 + 选题
21. (2023·昆明模拟) 环氧丙烷( ，简写为PO)是重要的工业原料，利用丙烯(C₃H₆)气相直接环氧化是未来工业生产的趋势，寻找合适的催化剂是目前实验研究的热点。丙烯气相直接环氧化反应为：C₃H₆(g)+ H₂(g)+ O₂(g)= (g)+ H₂O(g) ΔH，回答下列问题：
1. （1）已知：
  i.2C₃H₆(g)+O₂(g) = 2 (g) ΔH₁ = - 2263.6kJ·mol^-1
  ii．H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g) = H₂O(g) ΔH₂ = -241.8 kJ·mol^-1
  则 ΔH= kJ·mol^-1。
2. （2） ①恒温恒容下，下列可判断丙烯气相直接环氧化反应达到平衡的是 (填标号)。
  A．压强不再变化
  B．密度不再变化
  C．v_正(丙烯)： v_正(环氧丙烷)=1：1
  D．平均相对分子质量不再变化
  ②为增大C₃H₆的平衡转化率，可选择的条件是 (填标号)。
  A．低温高压 B．增大C₃H₆浓度
  C．使用高效催化剂 D．分离出产物
3. （3）选用Au/TS-1为催化剂，发生丙烯气相直接环氧化反应，副反应如下：
  C₃H₆(g) + H₂(g) + O₂(g) = CH₃CH₂CHO(g) + H₂O(g)
  C₃H₆(g) + O₂(g) = CH₂=CHCHO(g) + H₂O(g)
  为探究TS-1的粒径对Au/TS-1催化活性的影响，恒温200℃、恒压p kPa条件下，C₃H₆与H₂、O₂各20.0 mmol通入反应装置中，t min后部分组分的物质的量如下表所示：
  粒径大小/nm
  240
  450
  810
  1130
  物质的量
  PO
  1.80
  1.45
  1.09
  0.672
  /mmol
  所有C₃副产物
  0.20
  0.32
  0.05
  0.092
  当粒径为240 nm， t min时反应恰好达到平衡状态，则C₃H₆的总转化率为，若H₂的总转化率为α，则环氧化反应的平衡常数K_p为 kPa^-1。随着TS-1粒径的增大， PO生成的速率逐渐 (填 “增大”或“减小”)，原因是。
答案解析收藏纠错 + 选题
22. (2023·榆林模拟) 丙烯是制备聚丙烯塑料的单体，工业上可用丙烷和 $\text{[math]}$ 制取丙烯：
反应1： $\text{[math]}$ 。
反应2： $\text{[math]}$ 。
回答下列问题
1. （1）反应3： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）向恒温恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，只发生反应3，不能说明反应3达到平衡状态的是____ (填标号)。
  
  A . 混合气体密度不随时间变化 B . 混合气体总压强不随时间变化 C . 混合气体平均相对分子质量不随时间变化 D . 丙烷的消耗速率等于丙烯的生成速率
3. （3）向密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 只发生反应1，测得速率方程为 $\text{[math]}$ (k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。已知： $\text{[math]}$ (R、C为常数，T为温度， $\text{[math]}$ 为活化能)。实验测得其他条件相同，不同催化剂 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 对速率常数的影响如图1所示。其中，催化效能较高的是(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)，判断的依据是。
4. （4）向密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生上述反应1和反应2，测得丙烷的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
  ①X代表(填“温度”或“压强”)， $\text{[math]}$ (填“>”、“”或“=”) $\text{[math]}$ 。
  ②M点时， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的浓度相等。则M点对应的反应2的平衡常数 $\text{[math]}$ 。
5. （5）向总压强恒定为 $\text{[math]}$ 的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，只发生反应1， $\text{[math]}$ 的平衡转化率与 $\text{[math]}$ 的关系如图3所示。其他条件不变，随着 $\text{[math]}$ 增大， $\text{[math]}$ 的平衡转化率减小，其原因是，当 $\text{[math]}$ 等于2时，经 $\text{[math]}$ 达到平衡，丙烯的分压变化速率为 $\text{[math]}$ 。
答案解析收藏纠错 + 选题
23. (2023·濮阳模拟) 含NO的烟气需要处理后才能排放。
1. （1）氢气催化还原含NO的烟气，发生“脱硝”反应：2NO(g) +2H₂(g) $\text{[math]}$ N₂(g) +2H₂O(g) ΔH=-605kJ·mol^-1。一定条件下，加入H₂的体积分数对该反应平衡时含氮物质的体积分数的影响如图所示：
  ①随着H₂体积分数增加， NO中N被还原的价态逐渐降低。当H₂的体积分数在0.5×10^-3 ~ 0.75×10^-3时，NO的转化率基本为100%，而N₂和NH₃的体积分数仍呈增加趋势，其可能原因是。
  ②已知：Ⅰ.4NH₃(g) +5O₂(g)= 4NO(g) +6H₂O(g) ΔH = -1025 kJ ·mol^-1
  Ⅱ.2H₂(g) +O₂(g)= 2H₂O(g) ΔH = -484 kJ ·mol^-1
  图中N₂减少的原因是N₂与H₂反应生成NH₃ ，写出该反应的热化学方程式：。
2. （2）某科研小组研究了NO与H₂反应生成N₂和NH₃的转化过程。在起始温度为400℃时，将n(NO)：n(H₂)=1：2通入甲、乙两个恒容密闭容器中，甲为绝热过程、乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。
  ①曲线X是(填“甲”或“乙”)容器。
  ②a点在曲线X上，则a点是平衡点(填“可能”或“不可能”)。
  ③曲线Y的容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%，从开始到平衡点Z时用分压表示的H₂消耗速率是kPa·min^-1。400℃时，“脱硝”反应的压强平衡常数K_p= kPa^-1(结果保留两位有效数字，K_p为用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压 × 物质的量分数)。
3. （3）科学研究发现，用P1 -g-C₃N₄光催化氧化法脱除NO的过程如图所示。
  光催化脱除原理和电化学反应原理类似，P1-g-C₃N₄光催化的P1和g-C₃N₄两端类似于两极，g –C₃N₄极发生反应( 填“氧化”或“还原”)，该极的电极反应式为。
答案解析收藏纠错 + 选题
24. (2023·广州模拟) 乙醇可以通过部分氧化制氢气，涉及的相关反应方程式如下：
a) $\text{[math]}$    $\text{[math]}$

b) $\text{[math]}$    $\text{[math]}$

c) $\text{[math]}$    $\text{[math]}$

d) $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
1. （1）若发生反应 $\text{[math]}$ ，可提高乙醇中氢原子的利用率，反应的 $\text{[math]}$ (用代数式表示)。
2. （2）用平衡分压代替平衡浓度时，平衡常数可表示为 $\text{[math]}$ ，各反应的 $\text{[math]}$ 随温度的变化如图1所示。
  ①以上反应中，属于吸热反应的有(填字母)。
  ②平衡常数大于 $\text{[math]}$ 时可认为反应完全，则 $\text{[math]}$ 时，反应完全进行的有(填字母)。
3. （3）恒压条件下往反应容器中通入 $\text{[math]}$ 和少量 $\text{[math]}$ ，平衡时体系中各物质( $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ )的物质的量分数随温度的变化如图2所示。
  
  ①图中表示 $\text{[math]}$ 的曲线为。(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)。
  
  ②下列说法正确的是(填编号)。
  
  A．当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态
  
  B．温度升高，反应的 $\text{[math]}$ 增大， $\text{[math]}$ 减小
  
  C．达到平衡时分离出部分 $\text{[math]}$ ，反应c的平衡常数增大
  
  D．加入稀有气体，重新达到平衡时 $\text{[math]}$ 的物质的量增加
  
  ③ $\text{[math]}$ 下达到平衡时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 均反应完全， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12，则平衡时 $\text{[math]}$ 的物质的量为 $\text{[math]}$ ，反应c的平衡常数K=。
答案解析收藏纠错 + 选题
25. (2023·邵阳模拟) 如今 $\text{[math]}$ 的综合应用越来越成熟。回答下列问题：
1. （1）催化加氢合成涉及如下反应：
  反应Ⅰ： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$ ；
  反应Ⅱ： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$ ；
  反应Ⅲ： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$ 。
  则反应Ⅰ的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，该反应在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
2. （2） $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 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1所示：若生成的乙烯和乙烷的物质的量之比为1∶1，写出阳极的电极反应式：；当消耗 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为10∶9时，则乙烯和乙烷的体积(相同条件下)比为。
3. （3） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 可合成 $\text{[math]}$ ，涉及的主要反应如下：
  反应1： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  反应2： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  起始按 $\text{[math]}$ 投料，测得 $\text{[math]}$ 的平衡转化率( $\text{[math]}$ )和 $\text{[math]}$ 的选择性( $\text{[math]}$ )随温度、压强的变化如图2所示：
  [已知 $\text{[math]}$ ]
  ① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”或“<”)；
  ②温度高于350 ℃后，压强 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 下， $\text{[math]}$ 的平衡转化率几乎交于一点的原因是；
  ③250 ℃、压强 $\text{[math]}$ 下，用各物质的平衡分压代替物质的量浓度表示反应2的平衡常数 $\text{[math]}$ (结果保留2位有效数字)。
答案解析收藏纠错 + 选题
26. (2023·南昌模拟) 近年，甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程：
1. （1）一、利用CO₂制取甲醇
  当原料组成为n(CO₂)： n(H₂)=1： 3通入某密闭容器，合成CH₃OH的反应体系中主要包含以下反应：
  反应①： CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁
  反应②： CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41.2kJ/mol
  已知反应②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”)；若反应体系在恒容容器中发生，下列情况下反应一定达到平衡状态的是。
  A．容器内的压强不再改变
  B．容器内气体密度不再改变
  C．容器内c(CO₂)： c(H₂)： c(CO)： c(H₂O)=1： 1： 1： 1
  D．单位时间内，断开C=O键的数目和断开H-O键的数目相同
2. （2）维持压强为6.4MPa，测得不同温度下，反应经过相同时间时CO₂的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH₃OH的选择性= $\text{[math]}$ ]。
  ①ΔH₁0(填“<”或“>”)，判断的依据是。
  ②T₁K时，若反应从开始到达到a点所用时间为5 min，则v(CH₃OH)= MPa·min^-1 ，反应②的K_p= (K_p指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压=p_总×A的物质的量分数，计算结果保留2位有效数字)。
3. （3）二、利用烯烃催化制取甲醇
  制取过程中发生如下反应：
  反应I： C₃H₆(g)+3H₂O(g) $\text{[math]}$ 3CH₃OH(g) ΔH₂
  反应II： C₂H₄(g)+2H₂O(g) $\text{[math]}$ 2CH₃OH(g) ΔH₃
  反应III： 3C₂H₄(g) $\text{[math]}$ 2C₃H₆(g) ΔH₄
  反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RInK=- $\text{[math]}$ +C， $\text{[math]}$ 为标准焓变，K为平衡常数，R和C为常数)。根据图判断：
  ΔH₃=(用含ΔH₂和ΔH₄的计算式表示)，反应III的 $\text{[math]}$ kJ ·mol^-1。
答案解析收藏纠错 + 选题
27. (2023·唐山模拟) 甲醇水蒸气重整制氢已经成为工业上制取氢气的重要工艺，甲醇水蒸气重整过程中可能出现以下反应：
反应Ⅰ： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
反应Ⅱ： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
反应Ⅲ： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
回答下列问题：
1. （1） $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，反应Ⅲ可在(填“高温”或“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
2. （2）一定温度下，将1mol甲醇与3mol水蒸气投入密闭容器中发生反应，一段时间后达到平衡，测得甲醇的转化率为80%，水蒸气体积分数为 $\text{[math]}$ ，则
  ①该反应中水蒸气的转化率为。
  ②反应Ⅰ的压强平衡常数 $\text{[math]}$ 。
  ③若对体系增大压强，反应Ⅰ平衡(填“移动”或“不移动”)。
3. （3）某科研团队对光催化还原 $\text{[math]}$ 转化为甲醇进行研究(原理如图)，取得了一定进展。
  ①电极1的电势(填“高于”或“低于”)电极2的电势。
  ②该光催化过程的总反应方程式为。
答案解析收藏纠错 + 选题
28. (2023·榆林模拟) “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。根据所学知识回答下列问题：
1. （1） I.在一定条件下，CO₂(g) +4H₂(g)⇌CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH₁。
  已知：①常温常压下，H₂和CH₄的燃烧热(ΔH)分别为- 285.5kJ ·mol^-1和-890.0 kJ ·mol^-1；
  ②H₂O(l)=H₂O(g) ΔH₂=+44.0 kJ ·mol^-1。
  ΔH₁= kJ ·mol^-1。
2. （2）在某一恒容密闭容器中加入CO₂、H₂ ，其分压分别为15 kPa、30 kPa，加入催化剂并加热使其发生反应CO₂(g) +4H₂(g)⇌CH₄(g)+ 2H₂O(g)。研究表明CH₄的反应速率v(CH₄)=1.2×10^-6 p(CO₂)·p⁴(H₂) kPa·s^-1 ，某时刻测得H₂O(g)的分压为10 kPa，则该时刻v(H₂)=。
3. （3）其他条件一定时，不同压强下，CO₂的转化率和CH₄的产率如图所示。则CO₂甲烷化应该选择的压强约为MPa；CH₄的产率小于CO₂的转化率的原因是。
4. （4）不同条件下，按照n(CO₂)：n(H₂)=1：4投料发生反应[副反应为CO₂(g)+ H₂(g)⇌CO(g) +H₂O(g) ΔH₃>0]，CO₂的平衡转化率如图所示。
  ①压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序是。
  ②压强为p₁时，随着温度升高，CO₂的平衡转化率先减小后增大。解释温度高于600℃之后，随着温度升高CO₂转化率增大的原因：。
5. （5） II.某研究团队经实验证明，CO₂在一定条件下与H₂O发生氧再生反应：CO₂(g)+2H₂O(g)⇌CH₄(g)+2O₂(g) ΔH₁= +802.3 kJ·mol^-1。
  恒压条件下，按c(CO₂)：c(H₂O)=1：2投料，进行氧再生反应，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度关系如图。
  350℃时，A点的平衡常数K= (填计算结果)。为提高CO₂的转化率，除改变温度外，还可采取的措施为。
答案解析收藏纠错 + 选题
29. (2023·曲靖模拟) 氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。同时，氮氧化物(NO_x)是常见的大气污染物，能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。因此，研究氮氧化物(NO_x)的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题：
1. （1） “中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个十年行动纲领。氮化铬在现代工业中发挥着重要的作用。基态铬、氮原子的未成对电子数之比为。
2. （2）联氨(又称肼，N₂H₄ ，无色液体)也是氮的一种重要的化合物，是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨的第一步电离方程式为。
3. （3）研究氮氧化物(NO_x)的无害化处理
  I．CO还原NO₂的反应原理如下：
  已知：①NO₂(g)+CO(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+NO(g) ΔH₁= -234kJ·mol^-1
  ②N₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g) ΔH₂= +179.5 kJ·mol^-1
  ③2NO(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g) ΔH₃=-112.3 kJ·mol^-1
  NO₂与CO反应生成无污染气体的热化学方程式为。
  II．用H₂还原NO的反应为2H₂(g) + 2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g) + 2H₂O(g) ΔH =-752 kJ·mol^-1。为研究H₂和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响，分别在不同温度下，向三个体积均为aL的刚性密闭容器中加入一定量H₂和NO发生反应，实验结果如图：
  ①反应温度T₁、T₂、T₃从高到低的关系为；
  ②T₁温度下，充入H₂、NO分别为3mol、3mol，容器内的压强为w Pa，反应进行到10min时达平衡，0~ 10min内N₂的平均反应速率为mol·L^-1·s^-1 ，该反应的平衡常数K_p=(写出计算表达式，以分压表示的平衡常数为K_p ，某气体分压=总压 ×某气体物质的量分数)；
  III．以铂为电极，饱和食盐水作电解液，对含有NO的烟气进行脱氮的原理如图所示，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为 $\text{[math]}$ ，尾气经NaOH溶液吸收后排入空气。NO被阳极产生的氧化性气体氧化的原理为(用电极反应和离子方程式表示)
答案解析收藏纠错 + 选题
30. (2023·成都模拟) 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、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转化为清洁能源是实现碳中和最直接有效的方法。
方法一：H₂还原CO₂制取CH_4.其反应体系中，主要发生反应的热化学方程式有：
反应I：CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH₁=−164.7 kJ∙mol⁻¹
反应II：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=+41.2 kJ∙mol⁻¹
反应III：2CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+CH₄(g) ΔH₃=−247.1 kJ∙mol⁻¹
1. （1）利用上述反应计算CO(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+H₂O(g)的ΔH，已知ΔG=ΔH−TΔS，忽略ΔH、ΔS随温度的变化，若ΔG＜0反应自发，则该反应一般在(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
2. （2）向恒压、密闭容器中通入1molCO₂和4molH₂ ，平衡时体系内CH₄、CO、CO₂的物质的量(n)与温度(T)的变化关互系如图所示。
  ①结合上述反应，解释图中CO₂的物质的量随温度的升高先增大后减小的原因：；
  ②一定条件下，经tmin平衡后，n(CO)=0.15mol，n(CO₂)=0.25mol，甲烷的选择性( $\text{[math]}$ ×100%)=；
  ③在实际生产中为了提高化学反应速率和甲烷的选择性，应当。
  方法二：H₂还原CO₂制取CH₃OH。反应原理为：CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₄
3. （3） CO₂催化加氢制CH₃OH的一种反应机理历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”标注，如“*CO₂”表示CO₂吸附在催化剂表面，图中*H己省略)
  该反应历程中决速步反应能垒为eV，为避免产生副产物，工艺生产的温度应适当(填“升高”或“降低”)。
4. （4）已知速率方程υ_正=k_正·c(CO₂)·c³(H₂)，υ_逆=k_逆·c(CH₃OH)·c(H₂O)，k_正、k_逆是速率常数，只受温度(T)影响。如图表示速率常数的对数lgk与温度的倒数 $\text{[math]}$ 之间的关系，则ΔH₄0(填“＞”“＜”或“=”)。
答案解析收藏纠错 + 选题
31. (2023·湖南模拟) 节能减排，减少 $\text{[math]}$ 的排放，是尽快实现“碳达峰”、“碳中和”的关键因素。回答下列问题：
1. （1）以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原料合成 $\text{[math]}$ 可有效降低空气中二氧化碳的含量，主要反应如下：
  Ⅰ． $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$
  Ⅱ． $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$
  ①反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。
  ②不同条件下，按照一定投料比投料通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的平衡转化率如图所示：
  压强 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 由小到大的顺序是。实际生产中，压强为 $\text{[math]}$ 时，选择温度为400℃，采用此温度的原因可能是(填标号)。
  A．升高温度，加快反应速率
  B．增大 $\text{[math]}$ 的平衡转化率
  C．该温度下催化剂的催化效率较高
2. （2）烷烃类燃料脱氢处理，达到资源的综合利用并获得洁净能源，也是减少 $\text{[math]}$ 排放的重要举措。一定温度下，向恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ ，脱氢分解为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，开始压强为pkPa， $\text{[math]}$ 的体积分数与反应时间的关系如下图所示：
  此温度下该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ kPa(用含字母p的代数式表示， $\text{[math]}$ 是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，平衡分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 体积分数)。
3. （3）近年来，有研究人员用 $\text{[math]}$ 通过电催化生成多种燃料，实现 $\text{[math]}$ 的回收利用，其工作原理如图所示。
  ①溶液中 $\text{[math]}$ 向电极移动(填“Pt”或“Cu”)。
  ②Pt电极上的产物为(填化学式)。
  ③Cu电极上产生 $\text{[math]}$ 的电极反应式为。
答案解析收藏纠错 + 选题
32. (2023·河南模拟) 短链烯烃是重要的有机化工原料，如丙烯(C₃H₆)和乙烯等。利用它们间的转化可有效强化节能减排，达到“碳达峰”和“碳中和”的目的。请回答下列问题：
1. （1）丙烯可由丙烷脱氢制取。已知丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如图，其中反应1为主反应，反应2为副反应。
  反应1：C₃H₈(g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g)+H₂(g)ΔH₁；
  反应2：C₃H₈(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g) +CH₄(g)ΔH₂=+81.3kJmol^-1；
  反应3：C₃H₆(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+CH₄(g) ΔH₃= -43.0kJ·mol^-1。
  根据图和以上数据可知，若温度升高，副反应要比主反应更容易发生，其主要原因是，主反应的焓变ΔH₁=。
2. （2）乙烯可由CO₂和H₂制取：2CO₂(g) + 6H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g) + 4H₂O(g)，在0.1 MPa，反应物起始物质的量之比n(CO₂₎：n(H₂)=1：3的条件下，不同温度下达到平衡时，CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O四种组分的物质的量分数如图所示：
  ①图中表示C₂H₄的物质的量分数随温度变化的曲线是 (填“a”“b”或“c”)。
  ②反应2CO₂(g) +6H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g) +4H₂O(g) ΔH(填“>”或“<”)，保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，C₂H₄的物质的量分数比在恒温密闭容器中 (填“大”“小”或“相同”)。
  ③440℃时H₂的平衡转化率为。
3. （3）利用CO₂和CH₄重整：CO₂(g) +CH₄(g) $\text{[math]}$ 2CO(g) +2H₂(g) ΔH >0，在密闭容器中通入物质的量均为0.1 mol的CH₄和CO₂ ，在一定条件下使CO₂(g)和CH₄(g)发生上述反应，CH₄的平衡转化率与温度及压强(单位：Pa)的关系如图所示。
  ①结合图示，在1100℃下y点时v_正v_逆(填“>”“<”或“=”)。
  ②若在1 100 ℃下x点时已达到平衡状态，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数K_p ，则x点对应温度下反应的平衡常数K_p=(已知：气体分压p_分=气体总压p_总×气体的物质的量分数)。
答案解析收藏纠错 + 选题
33. (2023·安康模拟) 氢能将在实现“双碳”目标中起到重要作用，乙醇—水催化重整可获得氢气。主要发生以下反应。
反应I：C₂H₅OH(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+4H₂(g)，ΔH₁=+255.7kJ·mol^-1
反应II：CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g)，ΔH₂=-41.2kJ·mol^-1
回答下列问题：
1. （1）反应C₂H₅OH(g)+3H₂O(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g)+6H₂(g)的ΔH₃=。
2. （2）压强为100kPa，体积为1L的密闭容器中充入1molC₂H₅OH(g)和3molH₂O(g)发生上述反应平衡时CO₂和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示(已知：CO的选择性= $\text{[math]}$ 。
  ①表示CO₂的选择性的是曲线(填“a”或“b”)；温度升高，CO₂的选择性变化的原因是。
  ②300℃时，生成氢气的物质的量为mol。
  ③500℃时，反应I的标准平衡常数 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为标准压强(100kPa)，P(C₂H₅OH)、P(H₂O)、P(H₂)和P(CO)为各组分的平衡分压，则 $\text{[math]}$ =(已知：分压=总压×该组分物质的量分数)。
3. （3）为提高氢气的平衡产率，可采取的措施为。
4. （4）生物乙醇辅助电解可以得到纯氢，其反应过程如图所示，电极b接电源的极(填“正”或“负”)，阳极的电极反应式为。
答案解析收藏纠错 + 选题
34. (2023·辽宁模拟) 可燃冰是一种高效清洁能源，中国已勘探的可燃冰储量居世界第一，持续安全开采量创下了世界纪录，有望2030年实现产业化开采。科学家也对 $\text{[math]}$ 进行了重点研究。
I. $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 重整的工艺过程中涉及如下反应：
反应① $\text{[math]}$
反应② $\text{[math]}$
反应③ $\text{[math]}$
1. （1）已知：反应④ $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）一定条件下，向体积为 $\text{[math]}$ 的密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 各 $\text{[math]}$ 及少量 $\text{[math]}$ ，测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
  ①图中a和c分别代表产生和。由图中信息判断 $\text{[math]}$ 后产生 $\text{[math]}$ 的主要反应并说明理由。
  ② $\text{[math]}$ 平衡时， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的转化率分别为95%和90%，体系内余 $\text{[math]}$ ，反应③的平衡常数 $\text{[math]}$ (写出计算式)。
  ③密闭恒容条件下，反应②达到平衡的标志是
  A．每消耗 $\text{[math]}$ 的同时消耗 $\text{[math]}$
  B． $\text{[math]}$ 的分压不再发生变化
  C．气体平均分子量不再发生变化
  D．气体密度不再发生变化
  E. $\text{[math]}$ 比值不再发生变化
3. （3） Ⅱ.将 $\text{[math]}$ 与一种产生温室效应的气体利用电解装置进行耦合转化，原理示意如图。
  电池工作时， $\text{[math]}$ 向电极移动。
4. （4）若消耗 $\text{[math]}$ 和产生温室效应气体的体积比为3∶2，则生成乙烷和乙烯的体积比为。
答案解析收藏纠错 + 选题
35. (2023·上饶模拟) 我国对世界郑重承诺：2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。研发针对二氧化碳的碳捕捉和碳利用技术是其中的关键。
1. （1）工业尾气中的CO₂可以用NaOH溶液捕获。常温下，如果实验测得捕获CO₂后的溶液中c( $\text{[math]}$ )：c( $\text{[math]}$ )=2：1，则此时溶液的pH=(已知常温下，H₂CO₃的K_a1=4.0×10^-7：K_a2=5.0×10^-11)。
2. （2）利用CO₂制备甲醇，其反应方程式为CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)。
  已知CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41.3kJ·mol^-1
  CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) ΔH=-90.8kJ·mol^-1
  则该反应CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)的ΔH=。
3. （3）为探究用CO₂生产甲醇的反应原理CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)，现进行如下实验：在2L恒温密闭容器中，充入0.04molCO₂和0.08molH₂ ，测得其压强p-t变化(如图1)曲线I所示。
  ①用CO₂来表示5min内的化学反应速率v(CO₂)=。
  ②其他条件相同时，若只改变某一条件，曲线由I变化为II，则改变的条件是。
  ③该温度下，此反应的平衡常数K_p=Pa^-2(保留三位有效数字)。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压× $\text{[math]}$ )
4. （4） O₂辅助的Al-CO₂电池电容量大，能有效捕获利用CO₂ ，其工作原理如图2所示。其中，离子液体是优良的溶剂，具有导电性；电池反应产物Al₂(C₂O₄)₃重要的化工原料。此电池的正极区反应式有：6O₂+6e^-=6 $\text{[math]}$ ，，当电解过程中有1molAl₂(C₂O₄)₃生成，则参与反应O₂的物质的量是。
答案解析收藏纠错 + 选题
36. (2023·汕头模拟) $\text{[math]}$ 的综合利用是解决温室问题的有效途径。回答下列问题：
1. （1）用 $\text{[math]}$ 制备甲醇可实现碳循环，一种制备方法为
  $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
  已知：① $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
  ② $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
  该制备反应的 $\text{[math]}$ 。升高温度，该制备甲醇反应的 $\text{[math]}$ 的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)。
2. （2）已知反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=总压/物质的量分数)。在 $\text{[math]}$ 下，按初始投料比 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，得到不同压强条件下 $\text{[math]}$ 的平衡转化率关系图：
  ①a、b、c各曲线所表示的投料比由大到小的顺序为(用字母表示)。
  ②N点在b曲线上， $\text{[math]}$ 时的压强平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
  ③ $\text{[math]}$ 条件下，某容器测得某时刻 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，此时 $\text{[math]}$ (保留两位小数)。
3. （3）用电解法将 $\text{[math]}$ 转化为燃料是实现碳循环的一种途径，原理如图所示。铜电极上产生 $\text{[math]}$ 的电极反应式为，若阴极只产生 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，且生成速率相同，则相同条件下 $\text{[math]}$ 电极产生的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 电极上产生的 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为。
答案解析收藏纠错 + 选题

试卷信息

小学

初中

高中

高考二轮复习知识点：盖斯定律及其应用2

副标题：

*注意事项：

高考二轮复习知识点：盖斯定律及其应用2

化学考试

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析

		积碳反应 $\text{[math]}$	消碳反应 $\text{[math]}$
$\text{[math]}$		75	172
活化能/ $\text{[math]}$	催化剂X	33	91
活化能/ $\text{[math]}$	催化剂Y	43	72

反应时间/min	0	10	20	30	40	50	60
容器体积/L	4	3.5	3.2	3.0	2.9	2.8	2.8

物质	CO₂(g)	H₂O(g)	CH₃OH(g)
$\text{[math]}$ / kJ·mol^-1	-393.5	- 241. 8	- 205. 0

步骤	反应	活化能	正反应速率方程	逆反应速率方程
I	$\text{[math]}$ (快)	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
II	$\text{[math]}$ (慢)	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

化学式	AgCl	AgBr	AgI	Ag₂S	Ag₂CrO₄
颜色	白色	浅黄色	黄色	黑色	红色
K_sp	1.8×10^-10	5.4×10^-13	8.3×10^-17	6.3×10^-50	2.0×10^-12

物质	CO(g)	H₂(g)	CH₄(g)	H₂O(g)
标准生成焓/(kJ•mol^-1)	-110	0	-74.6	x

粒径大小/nm		240	450	810	1130
物质的量	PO	1.80	1.45	1.09	0.672
/mmol	所有C₃副产物	0.20	0.32	0.05	0.092