用和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：反应Ⅱ：已知：①CO和的标准燃烧热分别为和；②

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1. 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

【考点】

化学反应速率与化学平衡的综合应用;

【答案】

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综合题困难

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

2. $\text{[math]}$ 的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 制备“合成气(CO、 $\text{[math]}$ )，还可制备甲醇、二甲醚、碳基燃料等产品。

(1) 甲烷二氧化碳干式重整涉及以下反应：

i. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

ii. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

iii. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

① $\text{[math]}$ 为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定相态单质， $\text{[math]}$ 其为零。根据下表所示数据，计算反应 $\text{[math]}$ 的反应热 $\text{[math]}$

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	CO
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

②在体积为 $\text{[math]}$ 的恒温恒容密闭容器中，通入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生甲烷二氧化碳干式重整反应，达到平衡时， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，反应ⅲ的平衡常数 $\text{[math]}$ (用含有a和b的代数式表示)。

(2) “合成气”在催化剂作用下反应，可以直接合成甲醇： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，测得相同时间内甲醇产率与温度的关系如图1所示。

温度在800℃以上甲醇产率下降的原因是。

(3) 利用“合成气”合成甲醇后，甲醇脱水制得二甲醚的反应为： $\text{[math]}$ ，当 $\text{[math]}$ 时，反应平衡常数 $\text{[math]}$ ，在密闭答器中加入一定量 $\text{[math]}$ ，反应到达平衡状态时，体系中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数(填标号)。

a. $\text{[math]}$ b. $\text{[math]}$ c. $\text{[math]}$ d.无法确定

(4) 我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷制备 $\text{[math]}$ 的方法，其电化学反应原理如图2所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式：，标况下每分解 $\text{[math]}$ ， Ni电极产生的 $\text{[math]}$ 的物质的量是。

综合题普通

3. 研究氮氧化物转化的机理对环境保护具有重要意义。请回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物， $\text{[math]}$ 还原处理 $\text{[math]}$ 的原理为 $\text{[math]}$ 。

①写出硝酸生产中氨发生催化氧化的化学方程式：。

②在 $\text{[math]}$ 作用下，反应 $\text{[math]}$ 的能量变化如图所示：

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

(2) 处理汽车尾气的原理为 $\text{[math]}$ 。将体积比为1∶1的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 混合气体以相同流速通过两种不同的催化剂I、Ⅱ，发生上述反应(不考虑其他反应)，相同时间内尾气脱氮率(即 $\text{[math]}$ 转化率)与温度的关系如图所示。

①M点脱氮率大于N点的原因可能是。

②下列能说明该反应处于化学平衡状态的是(填字母)。

A． $\text{[math]}$ 的质量分数保持不变

B．容器中 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的百分含量之比保持不变

C． $\text{[math]}$

D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

③若Q点反应已达平衡，体系总压强为 $\text{[math]}$ ，则该温度下 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 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，用含a的代数式表示)。

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