化石燃料的燃烧与汽车尾气产生的碳氧化物和氨氧化物都是常见的大气污染物，废气处理对于环境保护至关重要。

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1. 化石燃料的燃烧与汽车尾气产生的碳氧化物和氨氧化物都是常见的大气污染物，废气处理对于环境保护至关重要。

(1) I．为了净化汽车尾气，目前工业上采用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化剂的作用

下反应转化为无害气体，反应为： $\text{[math]}$

已知： $\text{[math]}$

$\text{[math]}$

计算反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ；若该反应的熵变为 $\text{[math]}$ ，则该反应在室温( $\text{[math]}$ )时(填“能”或“不能”)自发进行。

(2) 若一定量的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到 $\text{[math]}$ 时刻时达到平衡状态的是。(填序号)

(3) 已知 $\text{[math]}$ 的反应速率满足：

$\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为速率常数，只与温度有关)

在体积为 $\text{[math]}$ 的恒温恒容容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，反应达到平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率为60%，则 $\text{[math]}$ (保留2位有效数字)。

(4) II．工业上还可以用 $\text{[math]}$ 处理大气污染物 $\text{[math]}$ ，反应为 $\text{[math]}$ 。

在 $\text{[math]}$ 作用下上述反应过程的能量变化情况如图所示。

该反应的决速步骤是反应(填“I”或“II”)。

(5) 在总压为 $\text{[math]}$ 的恒容密闭容器中，充入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生上述反应，在不同条件下达到平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ (恒温时)的变化曲线和 $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ )的变化曲线分别如图所示：

①表示 $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ 变化的曲线为曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

② $\text{[math]}$ 时，该反应的化学平衡常数 $\text{[math]}$ 。

【考点】

化学平衡转化过程中的变化曲线; 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

I．合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。

（1）已知：在一定条件下，理论上消耗 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 放出 $\text{[math]}$ 的热量，请书写该反应的热化学方程式：________。

（2）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是____。

A. 容器内 $\text{[math]}$ 的浓度之比为 $\text{[math]}$	B. $\text{[math]}$
C. 容器内压强保持不变	D. 混合气体的密度保持不变

（3）将 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 通入体积为 $\text{[math]}$ 的恒温恒容密闭容器中， $\text{[math]}$ 后达到化学平衡，测得 $\text{[math]}$ 的浓度为 $\text{[math]}$ ，这段时间内用 $\text{[math]}$ 的浓度变化表示的化学反应速率为________ $\text{[math]}$ 。

Ⅱ.某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示H₂物质的量)。

（4）图象中T₂和T₁的关系是：T₂________T₁(填“>”、“<”或“=”)

（5）a、b、c、d四点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是________(填字母)。

Ⅲ.如图是某压强下，密闭容器中，N₂和H₂按物质的量浓度分别 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 投料进行反应，反应混合物中NH₃的物质的量分数随温度的变化曲线。I是平衡时的曲线，Ⅱ是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线。

（6）图中a点，容器内 $\text{[math]}$ ________。

（7）此条件下该反应的化学平衡常数K=________。(用分数表示)

（8）图中b点， $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=” )

（9） $\text{[math]}$ ， Ⅱ中NH₃的物质的量分数随温度升高而增大，主要原因是________。

综合题困难

乙醇是重要的化工原料。实验室利用乙醇可以制备乙烯，工业上还可利用乙醇催化氧化制备乙醛。

Ⅰ.在催化剂Cat1、Cat2作用下，利用乙醇制备乙烯： $\text{[math]}$ ，在恒容密闭容器中充入足量乙醇，发生上述反应，测得单位时间内乙醇的转化率与温度、催化剂的关系如图1所示。

（1）催化剂效能较高的是(填“Catl”或“Cat2”)，判断依据是相同温度下，该催化剂作用下，单位时间内乙醇转化率较(填“高”或“低”)。

（2）在催化剂Catl作用下，温度低于400℃时，升温，活化分子百分数(填“增大”或“减小”)，反应速率增大，单位时间内乙醇的转化率增大。温度高于400℃时，转化率b→c段变化的原因可能是。

（3）b点(填“已达到”或“未达到”)平衡状态，判断依据是。

Ⅱ.乙醇催化氧化制备乙醛。某温度下，乙醇制备乙醛的反应： $\text{[math]}$ 。测得平衡时乙醇转化率、乙醛选择性、乙醛产率与 $\text{[math]}$ 的关系如图2所示。提示：乙醛选择性 $\text{[math]}$ ，乙醛的产率=乙醇转化率×乙醛选择性。

（4）投料比 $\text{[math]}$ 时，随着投料比增大，乙醛产率增大的原因可能是；投料比 $\text{[math]}$ 时，随着投料比增大，乙醛产率减小的主要原因可能是。

（5）一定温度下，向某密闭容器中投入5molCH₃CH₂OH，达到平衡时测得 $\text{[math]}$ 转化率为80%，CH₃CHO选择性75%，则生成CH₃CHO的物质的量为。

综合题困难

3. 用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 脱氢制备丙烯已成为制备丙烯的重要方法之一、相关反应为：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$

已知：①CO和 $\text{[math]}$ 的标准燃烧热分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ；

② $\text{[math]}$

(1) 计算 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 维持体系总压强恒定为0.1MPa，加入 $\text{[math]}$ 时体积为50L，再加入8.4mol水蒸气作为稀释剂，测得丙烷平衡转化率与温度关系如图所示，已知：水烃比是指投料中水蒸气和丙烷的物质的量之比。

①计算800K下反应1的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（用气体分压计算平衡常数为 $\text{[math]}$ ，气体分压=气体总压×气体的物质的量分数）．

② $\text{[math]}$ 下，在图中画出水烃比为10时的曲线。

③若其它条件不变，将8.4mol的水蒸气改为8.4mol的 $\text{[math]}$ ，则丙烷的平衡转化率将大大增加，请解释原因。

(3) 化学家研究催化剂 $\text{[math]}$ 催化丙烷脱氢机理如下图所示：

下列说法正确的是______。

A. 由图可知 $\text{[math]}$ 催化大致经过阶段Ⅰ（吸附）、反应Ⅱ（断裂第1个 $\text{[math]}$ 键）、反应Ⅲ（断裂第2个 $\text{[math]}$ 键） B. 反应Ⅱ活化能最大，是 $\text{[math]}$ 催化丙烷的决速阶段 C. $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 催化下反应生成 $\text{[math]}$ 时，放出的热量为 $\text{[math]}$ D. 若该催化反应在绝热容器中按照先发生Ⅰ，后发生Ⅱ，再发生Ⅲ，则完成反应Ⅱ后，不需要再加热就能发生反应Ⅲ

综合题困难

催化剂	t=350℃		t=400℃
催化剂	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
催化剂Ⅰ	10.8	12722	345.2	42780
催化剂Ⅱ	9.2	10775	34	38932