为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，从空气中捕集并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点，如甲醇的的制备。回答下列问题：I．制备合成气：反应在工业上有重要应用。（1）该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。温度/℃7008008301000平衡常数1.671.111.000.59①反应的ΔH0(填“＞”“＜”或“=”)。②反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是。（2）该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图1所示。①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是。②某温度下，在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法错误的是(填标号)。A．Pd膜对气体分子的透过具有选择性B．过程2的ΔH＞0C．加快Pd膜内H原子迁移有利于的解离D．H原子在Pd膜表面上结合为的过程为放热反应Ⅱ．合成甲醇：在体积不变的密闭容器中投入 0.5mol CO 和 1mol H2 ，不同条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图 2 所示。（3）图2中X代表(填“温度”或“压强”)。若图2中M 点对应的容器体积为5 L，则N点的平衡常数K为。（4）图3中正确表示该反应的平衡常数的负对数pK(pK=−lgK)与X 的关系的曲线(填“AC”或“AB”)。（5）通过光催化、光电催化或电解水制氢来进行二氧化碳加氢制甲醇(CH3OH)，发生的主要反应是CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。若二氧化碳加氢制甲醇的反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明该反应进行到 t1时刻达到平衡状态的是(填标号)。a． b． c． d．

(1)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应有：

反应	△H(kJ/mol)	K
i. Fe₂O₃(s)+3C(s) $\text{[math]}$ 2Fe(s)+3CO(g)	+489	K₁
ii. Fe₂O₃(s)+3CO(g) $\text{[math]}$ 2Fe(s)+3CO₂(g)	X	K₂
iii. C(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)	+172	K₃

试计算，X=，K₁、K₂与K₃之间的关系为K₁=。

(2)T₁℃时，向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe₂O₃和C，发生反应i，反应达到平衡后，在t₁时刻，改变某条件，υ₍_逆₎随时间(t)的变化关系如图1所示，则t₁时刻改变的条件可能是(填写字母)。

a.保持温度不变，压缩容器 b.保持体积不变，升高温度

c.保持体积不变，加少量碳粉 d.保持体积不变，增大CO浓度

(3)在一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器(P KPa)加入1 molCO₂与足量的碳，发生反应ⅲ，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示。

①T℃时，若向平衡体系中再充入一定量按V(CO₂)：V(CO) =5：4的混合气体，平衡(填“ 正向”、“ 逆向”或“ 不” )移动。

②925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K_p为KPa。[气体分压(p_分)=气体总压(p) ×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数，记作K_p]

填空题容易

1. 3-羟基丙酸乙酯（

）高效合成丙烯腈（ $\text{[math]}$ ）的原理如下：

反应i：(g) $\text{[math]}$ (g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ >0

反应ⅱ：(g)+NH₃(g) $\text{[math]}$ CH₂=CHCN(g)+H₂O(g)+C₂H₅OH(g) $\text{[math]}$ >0

(1) 上述两个反应一定条件下均可以自发进行的原因是。

(2) 绝热恒容条件下，下列选项可表明反应体系一定达到平衡状态的是_____________。（填序号） A. 容器内混合气体质量不再变化 B.

的浓度相对稳定 C. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 D. 容器内温度不再变化

(3) 下列选项中可以提高丙烯腈平衡产率的措施有_____________（填序号）。 A. 高温低压 B. 低温高压 C. 增加 $\text{[math]}$ 的用量 D. 延长反应时间

(4) 在装有 $\text{[math]}$ 催化剂、压强为101kPa的恒压密闭容器中，按物质的量之比为1：8：1通入3-羟基丙酸乙酯、 $\text{[math]}$ ，测得平衡体系中含碳物质（乙醇除外）的物质的量分数随温度的变化如图所示。[如 $\text{[math]}$ 的

]

①图中温度升高，丙烯酸乙酯（）的物质的量分数先增大后降低，请解释原因：。

② $\text{[math]}$ 反应ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ （以平衡时各物质的物质的量分数代替平衡浓度计算）。

(5) 电解法可实现丙烯腈（ $\text{[math]}$ ）进一步阴离子，合成己二腈 $\text{[math]}$ 。下图中甲池为浓差电池（两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电）。已知初始时甲池中左右两侧的电解质溶液体积均为 $\text{[math]}$ ， Cu电极质量均为 $\text{[math]}$ 。乙池中两电极均为石墨电极。

①甲池中左侧Cu电极为极。

②写出电极b的电极反应式：。

③图中装置理论上可制备mol己二腈。

综合题困难

2. 近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 发明的直接氧化法为： $\text{[math]}$ ，按下列催化过程进行：

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

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

(2) 在保持温度和体积不变的条件下，发生 $\text{[math]}$ ，进料浓度 $\text{[math]}$ ，下列能够说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母标号)。 A. 混合气体平均相对分子质量保持不变 B. $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量之比保持不变 C. 压强保持不变 D. 混合气体密度保持不变

(3) 恒容密闭容器中发生 $\text{[math]}$ ，进料浓度比 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 平衡转化率随温度变化的关系如下图：

该反应平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“大于”或“小于”)。若进料浓度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 均为 $\text{[math]}$ 时该反应的化学平衡常数 $\text{[math]}$ (写出计算式即可)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 $\text{[math]}$ 过低、过高的不利影响分别是。

(4) 在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

其中电源为以熔融碳酸钠为介质的乙醇燃料电池，电源的负极反应式为。若消耗乙醇 $\text{[math]}$ ，则理论上可回收标准状况下的 $\text{[math]}$ L(保留到小数点后一位)。

综合题普通

3. 研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为。利用反应6NO₂+8NH₃7N₂+12H₂O也可处理NO₂。当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是L。

（2）已知：2SO₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(g) ΔH=-196.6kJ/mol；2NO(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g) ΔH=-113.0kJ/mol；

①则反应NO₂(g)+SO₂(g) $\text{[math]}$ SO₃(g)+NO(g) ΔH的ΔH=kJ/mol。

②一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是。

A.体系压强保持不变

B.混合气体颜色保持不变

C.SO₃和NO的体积比保持不变

D.每消耗1molSO₃的同时生成1molNO₂

③测得上述反应平衡时NO₂与SO₂的体积比为1：6，则平衡常数K=。

（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)，ΔH。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

该反应ΔH0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是。

综合题困难

1. 将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按物质的量之比为 $\text{[math]}$ 通入某刚性密闭容器中发生反应： $\text{[math]}$ ，平衡状态时 $\text{[math]}$ 的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。下列说法错误的是

A. 该反应 $\text{[math]}$ B. a点反应速率大于b点 C. 无法计算a点的压强平衡常数 $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$ 不再变化时反应达到平衡状态

单选题普通

2. 已知某温度下，反应①： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，同时发应②： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。若将 $\text{[math]}$ 碳酸钙固体装入 $\text{[math]}$ 恒容真空容器中，于该温度下充分反应，平衡后 $\text{[math]}$ 的物质的量分数为0.16。下列说法正确的是

A. 气体中 $\text{[math]}$ 恒定，则体系处于平衡状态 B. 平衡时容器中 $\text{[math]}$ 的物质的量为 $\text{[math]}$ C. 该温度下化学反应的平衡常数： $\text{[math]}$ D. 若仅改变容器体积为 $\text{[math]}$ ，平衡后 $\text{[math]}$ 不变

单选题困难

3. 将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按物质的量之比为1：3通入某刚性密闭容器中发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，平衡状态时 $\text{[math]}$ 的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。下列说法错误的是

A. 该反应 $\text{[math]}$ B. a点反应速率大于b点 C. 无法计算a点的压强平衡常数 $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$ 不再变化时反应达到平衡状态

单选题普通

1. 回收利用 $\text{[math]}$ 解决空间站供氧问题，物质转化如图所示：

(1) 反应 $\text{[math]}$ 是回收利用 $\text{[math]}$ 的关键步骤。

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

反应 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为：。

(2) 将原料气按 $\text{[math]}$ 置于恒容密闭容器中发生反应 $\text{[math]}$ ，在相同时间内测得 $\text{[math]}$ 的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。

①理论上，能提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的措施有(写出两条)。

②空间站反应器内，通常采用反应器前段加热，后段冷却的分法来提高 $\text{[math]}$ 的转化效率，原因是。

(3) 用 $\text{[math]}$ 代替反应 $\text{[math]}$ ，可实现氢、氧元素循环利用，缺点是一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是。

(4) 原料气 $\text{[math]}$ 还可通过反应 $\text{[math]}$ 获取。

① $\text{[math]}$ 时，向容积固定为 $\text{[math]}$ 的容器中充入 $\text{[math]}$ 水蒸气和 $\text{[math]}$ ，反应达平衡后，测得 $\text{[math]}$ 的浓度为 $\text{[math]}$ ，则该温度下反应的平衡常数 $\text{[math]}$ 为。

②保持温度仍为 $\text{[math]}$ ，改变水蒸气和 $\text{[math]}$ 的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是(填序号)

a．混合气体的平均相对分子质量不随时间改变 b．混合气体的密度不随时间改变

c．单位时间内生成 $\text{[math]}$ 的同时消耗 $\text{[math]}$ d．混合气体的百分含量不随时间而改变

③实验发现，其它条件不变，上述反应达平衡后，向反应体系中投入一定量的 $\text{[math]}$ ，相同时间内可以增大 $\text{[math]}$ 的体积分数，实验结果如图所示。

结合化学方程式及外界条件对平衡及速率的影响说明投入纳米 $\text{[math]}$ 比微米 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 体积分数更高的原因是。

综合题困难

2. 氢气是一种清洁能源，工业制氢有多种途径。

(1) 利用水煤气转化法制氢涉及的反应如下：

反应I： $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$

在一定温度下，向容积固定为 $\text{[math]}$ 的密闭容器中加入足量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，起始压强为 $\text{[math]}$ ，发生反应I和Ⅱ。 $\text{[math]}$ 后达到平衡，此时 $\text{[math]}$ 的转化率为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的物质的量为 $\text{[math]}$ 。