常用作有机合成与生物化学中间体，可由脱氢制得，体系中同时发生如下反应：反应Ⅰ：反应Ⅱ：回答下列问题：

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常用作有机合成与生物化学中间体，可由

脱氢制得，体系中同时发生如下反应：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 在T℃，恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ。初始通入0.2mol

和1mol H₂ ，达平衡时，体系向环境放热a kJ；若初始加入0.8mol

(g)，达平衡时，体系向环境吸热b kJ。则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用含“a” “b”的代数式表示)。

(2) 一定温度下，向恒压密闭容器中通入1mol

(g)，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得

的平衡转化率为 $\text{[math]}$ ，

。

①平衡体系中的物质的量为mol(用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为用各物质的量分数代替浓度表示的平衡常数)。

②平衡后，保持其他条件不变，再向该容器中通入1mol He，再次达到平衡，的值将(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3) 恒容密闭容器中通入

(g)，不同压强和温度下

的平衡转化率如图所示。

①压强大小：P(M)P(Q)(填“>”“<”或“=”)。

②N点的平衡转化率比M点高，原因可能是。

【考点】

热化学方程式; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题困难

1. “零碳甲醇”是符合“碳中和”属性的绿色能源。请回答下列有关问题。

(1) 已知： $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ (a>0，b>0)假设该反应的焓变和熵变不随温度的改变而改变，则该反应能自发进行温度范围K(用含a、b的代数式表示)。

(2) 某温度下，用 $\text{[math]}$ 溶液吸收一定量的 $\text{[math]}$ 后， $\text{[math]}$ ，则该溶液pOH=(该温度下 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，用含a的代数式表示)。

(3) 合成甲醇有两种方法。

直接法：

Ⅰ． $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

间接法： $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 通过逆水煤气反应，先合成CO后，CO和 $\text{[math]}$ 再合成甲醇。

Ⅱ． $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

Ⅲ． $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

①若利用间接工艺法合成甲醇，反应的决速步为逆水煤气反应，下列示意图中能体现上述反应体系能量变化的是(填字母)。

②在某催化剂下，反应Ⅲ的反应历程(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上)如图所示：

已知Ⅴ中有一种吸附在催化剂表面的物质，Ⅴ可表示为。

③一定温度、50bar(1bar=100kPa)恒压下，按进料气含a% $\text{[math]}$ 、3a% $\text{[math]}$ (体积分数，杂质气体不反应)合成甲醇，仅发生反应Ⅰ．平衡时二氧化碳转化率为90%，则 $\text{[math]}$ bar，反应的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用含a的代数式表示)。

(4) 甲醇、乙醇、正丙醇三种物质在温度传感器尖头处蒸发时的温度变化曲线如图，根据曲线下降的幅度和速率的快慢，可以比较分子间作用力的大小。请判断表示甲醇的曲线是，理由是。

综合题困难

2. 二氧化碳是潜在的碳资源，无论是天然的二氧化碳，还是各种炉气、尾气、副产气，进行分离回收和提纯，合理利用，意义重大。在“碳达峰”、“碳中和”的国家战略下，将CO₂和CO转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。

(1) 由CO₂制取CH₄的部分反应如下：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ kJ/mol。

(2) 若在体积为1.0L的恒容密闭容器中充入xmolCO₂和ymolH₂模拟工业合成甲醇的反应： $\text{[math]}$ 。

①关于图1，下列有关说法正确的是。

A．该反应为 $\text{[math]}$

B．若加倍投料，曲线A不可变为曲线B

C．当 $\text{[math]}$ ，该反应达到平衡状态

D．容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变，均可以说明该反应达到平衡状态

②若x=2、y=3，测得在相同时间内，不同温度下H₂的转化率如图2所示， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (“>”、<”或“=”)；填T₂时，起始压强为10MPa，则 $\text{[math]}$ MPa^-2(列式计算；保留两位小数； $\text{[math]}$ 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

(3) 一定条件下，选择合适的催化剂只进行反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，控制CO₂和H₂初始投料比为1∶1，分别在不同温度T₁、T₂、T₃下反应，达到平衡后，CO₂的转化率分别为50%、60%、75%，已知反应速率 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。 $\text{[math]}$ 最大的是温度(填“T₁”、“T₂”或“T₃”)。

(4) 利用电化学可以将CO₂有效转化为 $\text{[math]}$ ，装置如图所示。装置工作时，阴极除有 $\text{[math]}$ 生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的副产物可能是，标准状况下，当阳极生成O₂的体积为112mL时，测得阴极区内的 $\text{[math]}$ ，则电解效率。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知： $\text{[math]}$ 。

综合题困难

3. 合成氨及氮氧化物的有效去除、资源的充分利用是当今社会的重要研究课题。

(1) 已知合成氨反应中每生成 $\text{[math]}$ ，放出 $\text{[math]}$ 热量，请写出合成氨的热化学方程式，已知合成氨反应 $\text{[math]}$ 的逆反应活化能为 $\text{[math]}$ ，则其正反应活化能为 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示)。

(2) 已知：① $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$

若向 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中加 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生上述反应，达到平衡时，容器中 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，此时 $\text{[math]}$ 的浓度为 $\text{[math]}$ ，反应①的平衡常数 $\text{[math]}$ 为。