研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。

1. 研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。

(1) 某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 形式存在，处理过程中 $\text{[math]}$ 在微生物的作用下经过两步反应被氧化成 $\text{[math]}$ ，这两步反应过程中的能量变化如图所示：

1mol $\text{[math]}$ 全部被氧化成 $\text{[math]}$ 热化学方程式为。使用更高效的催化剂，第二步反应的 $\text{[math]}$ (填“变大”、“变小”或“不变”)。

(2) 已知 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol^-1 ，其他相关数据如下表：

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
键能/kJ·mol^-1	436	200	a

则表中a=。

(3) 已知：

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol^-1

若某反应(反应物与生成物均为气体)的平衡常数表达式为 $\text{[math]}$ ，请写出此反应的热化学方程式。

【考点】

反应热和焓变; 热化学方程式;

【答案】

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综合题普通

1. 我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中CO₂的含量，以CO₂为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO₂在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生主反应I，同时伴有副反应II发生。

主反应I： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

回答下列问题：

(1) 几种化学键的键能如表所示：

化学键	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
键能/( $\text{[math]}$ )	413	436	a	745

则 $\text{[math]}$ 。

(2) 为了进一步研究上述两个反应，某小组在三个容积相同的刚性容器中，分别充入1 mol CO₂和4 mol H₂ ，在三种不同实验条件(见表)下进行两个反应，反应体系的总压强(p)随时间变化情况如图所示：

实验编号	a	b	c
温度/K	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
催化剂的比表面积/( $\text{[math]}$ )	80	120	120

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)，曲线II对应的实验编号是。

②若在曲线Ⅱ的条件下，20 min时达到平衡生成1.2 mol H₂O，则20 min内反应的平均速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，反应II的平衡常数 $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)，平衡时CH₄选择性=(CH₄选择性 $\text{[math]}$ ，计算结果保留三位有效数字)。