2021年6月17日神舟十三号载人飞船与空间站成功对接，航天员进入天和核心舱。空间站处理的一种重要方法是的收集、浓缩与还原。

1. 2021年6月17日神舟十三号载人飞船与空间站成功对接，航天员进入天和核心舱。空间站处理 $\text{[math]}$ 的一种重要方法是 $\text{[math]}$ 的收集、浓缩与还原。

(1) $\text{[math]}$ 还原 $\text{[math]}$ 制 $\text{[math]}$ 的部分反应如下：

① $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$

反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 在催化剂作用下 $\text{[math]}$ 加氢可制得甲醇，该反应历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ 吸附在催化剂表面；图中 $\text{[math]}$ 已省略)。

上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决定反应速率的步骤是(用化学方程式表示)。

(3) 在一定条件下，向某 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生反应 $\text{[math]}$ 。

①图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线 (填“m”或“n”)，判断依据是。

②若 $\text{[math]}$ ，测得在相同时间内，不同温度下 $\text{[math]}$ 的转化率如图2所示， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”)； $\text{[math]}$ 时，起始压强为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (保留二位小数； $\text{[math]}$ 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

③已知速率方程 $\text{[math]}$ 是速率常数，只受温度影响。图3表示速率常数的对数 $\text{[math]}$ 与温度的倒数 $\text{[math]}$ 之间的关系， $\text{[math]}$ 分别代表图2中a点、c点的速率常数，点表示c点的 $\text{[math]}$ 。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学反应速率与化学平衡的综合应用;

【答案】

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综合题普通

1. 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) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，反应Ⅲ可在(填“高温”或“低温”或“任意温度”)下可自发进行。

(2) 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) 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。

综合题普通

2. 异丙醇 $\text{[math]}$ 可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯 $\text{[math]}$ 的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下：

Ⅰ. $\text{[math]}$

Ⅱ. $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 已知 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 燃烧生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为。

(2) 在 $\text{[math]}$ 下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：

反应时间 $\text{[math]}$	0	4	8	12	t	20
$\text{[math]}$ 浓度 $\text{[math]}$	0	2440	3200	3600	4000	4100

① $\text{[math]}$ 内， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

②t16(填“>”“<”或“=”)。

(3) 在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是(填标号)。

a. $\text{[math]}$ 的分压不变 b.混合气体密度不变

c. $\text{[math]}$ d. $\text{[math]}$

(4) 在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为。

(5) 下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时 $\text{[math]}$ 与温度的关系曲线。

(已知：对于可逆反应 $\text{[math]}$ ，任意时刻 $\text{[math]}$ ，式中 $\text{[math]}$ )表示物质×的分压)

①在 $\text{[math]}$ 恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的点(填“甲”“乙”或“丙”)，判断依据是。

② $\text{[math]}$ 时，在密闭容器中加入一定量的 $\text{[math]}$ ，体系达到平衡后，测得 $\text{[math]}$ 的分压为 $\text{[math]}$ ，则水蒸气的分压为 $\text{[math]}$ (用含x的代数式表示)。

综合题困难

3. 近几年经济发展迅速，汽车数量越来越多，在方便我们的工作和生活的同时，也带来了严重的环境问题，为了消除汽车尾气对大气环境和人体健康造成的影响，科学家们想了很多处理尾气的方法。

(1) 活性炭可用于处理汽车尾气中的NO，有关反应为C(s)＋2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋CO₂(g)。

①判断该反应达到平衡的标志为。(填标号)

A．容器内气体的物质的量恒定 B．NO、N₂、CO₂的物质的量之比为2：1：1

C．v_正(NO)=2v_逆(CO₂) D．容器内气体密度恒定

②某温度时，向4L体积恒定的密闭容器中充入一定量N₂和CO₂发生反应：N₂(g)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ C(s)＋2NO(g)；其中CO₂、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：

a.图中A点v_正v_逆(填“>”“<”或“=”)。

b.0～20min内的N₂平均反应速率v=；在此过程中，气体的平均相对分子质量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

c.第20min时，外界改变的条件可能是。

(2) CO可以与NO₂反应：4CO(g)＋2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋4CO₂(g)，如图为该反应中CO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的图像，根据图像分析：△H0(填“>”或“<”，下同)；p₁p₂_。

(3) 在汽车排气管上安装催化转化器可以有效降低汽车尾气中的NO和CO，反应方程式为：2CO(g)＋2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋2CO₂(g)，若在密闭的容积不变的容器中进行该反应，起始加入的CO和NO的物质的量之比为3：2，起始压强为p，达到平衡时总压强为起始压强的85%，则该反应的化学平衡常数K_p=。(K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×某物质的物质的量分数)

综合题普通