I．中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的全合成，相关成果由国际知名学术期刊《科学》在线发表。的捕集、利用与封存是科学家研究的重要课题，利用与制备“合成气”、，合成气可直接制备甲醇，反应原理为：。（1）若要该反应自发进行，________(填“高温”或“低温”)更有利。（2）在恒温，恒容密闭容器中，对于合成气合成甲醇的反应，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。(填字母序号)。A．反应物的物质的量的比值不变 B．混合气体的密度不再变化C．的百分含量不再变化 D．E．混合气体的平均相对分子质量不再变化（3）把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法，有关反应如下：① ② ③ 则与合成反应的热化学方程式：________。（4）受绿色植物光合作用的启示，太阳能固碳装置被设计出来，则固碳电极反应为________。II．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了NO—CO的反应历程。在催化剂作用下，此反应为可有效降低汽车尾气污染物排放。（5）探究温度、压强对反应的影响，如图所示，表示的是________(填标号)。（6）一定温度下，向一容积为的恒容密闭容器按体积比例充入和，压强为发生上述反应，当反应达到平衡时容器内压强变为起始时的，此温度下该反应的平衡常数_______

1. 我国在第75届联合国大会上正式提出了2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的目标，所以研发利用二氧化碳技术，降低空气中二氧化碳含量成为重要的任务。 $\text{[math]}$ 甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。已知：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) $\text{[math]}$ 甲烷化反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，为了提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率可采取的措施有、（任写两条）。

(2) 利于反应Ⅱ自发进行的条件是（填“高温”或“低温”）；若反应Ⅱ在恒容绝热的密闭容器中发生，下列情况下反应一定达到平衡状态的是。

A.容器内的压强不再改变 B.容器内气体密度不再改变

C.容器内 $\text{[math]}$ D.容器内温度不变

(3) 反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，已知反应的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为速率常数，与温度等有关），若平衡后升高温度，则 $\text{[math]}$ （填“增大”“不变”或“减小”）。

(4) 催化剂的选择是 $\text{[math]}$ 甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得 $\text{[math]}$ 转化率随温度变化的影响如图所示，高于320℃后，以 $\text{[math]}$ 为催化剂， $\text{[math]}$ 转化率略有下降，其可能的原因是。

(5) 在某催化剂表面： $\text{[math]}$ 利用该反应可减少 $\text{[math]}$ 排放，并合成清洁能源。一定条件下，在一密闭容器中充入1mol $\text{[math]}$ 和3mol $\text{[math]}$ 发生反应，下图表示压强为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 下 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度的变化关系：

其中表示压强为 $\text{[math]}$ 下 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度的变化曲线为（填“①”或“②”）；b点对应的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。

综合题困难

2. 苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯催化脱氢来制取苯乙烯：

(g)⇌

(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ =+117.6kJ/mol。已知：上述反应的速率方程为v_正=K_正P_乙苯， v_逆=K_逆P_苯乙烯P_氢气，其中K_正、K_逆分别为正、逆反应速率常数，P为各组分分压。回答下列问题：

(1) 同时增大乙苯的反应速率和平衡转化率所采取的措施是。

(2) 往反应釜中同时通入乙苯和水蒸气，加入水蒸气稀释剂能提高乙苯转化率的原因是。

(3) 实验测得容器总压p(总)和乙苯转化率a随时间变化结果如图所示：

①平衡时，p(H₂O)=kPa，平衡常数K_p=kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算)。

②a处的 $\text{[math]}$ =。

(4) 在CO₂气氛下，乙苯可催化脱氢制苯乙烯，其过程同时存在如图两种途径：

①a=。

②与掺水蒸气工艺相比，该工艺中还能够发生反应：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g)、CO₂(g)+C(s)=2CO(g)。新工艺的特点有 (填标号)。

a．CO₂与H₂反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移

b．不用高温水蒸气，可降低能量消耗

C．有利于减少生产过程中可能产生的积炭

d．CO₂在反应体系中作催化剂

综合题困难

3. 二甲醚 $\text{[math]}$ 是一种重要的燃料和化工原料。回答下列问题：

(1) 工业上一种合成二甲醚的反应如下：

反应I： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅲ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

则反应Ⅱ的 $\text{[math]}$ 。

(2) 反应I在起始时， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，在不同条件下达到平衡，设平衡体系中甲醇的物质的量分数为x(CH₃OH)，在T=250℃下的x(CH₃OH)~p的曲线以及在 $\text{[math]}$ 下的x(CH₃OH)~T的曲线如图所示。

①图中对应 $\text{[math]}$ 下的x(CH₃OH)~T的曲线是(填“a”或“b”)，图中的点对应一种反应状态，其中平衡时状态完全相同的点是(填“B与E”或“C与D”)。

②当CO₂的平衡转化率为 $\text{[math]}$ 时(假设只发生反应I)， $\text{[math]}$ ，反应条件可能为或。

(3) 向2L恒容密闭容器中通入2molCO₂和6molH₂ ，一定温度下发生反应Ⅲ，起始总压强为p₀kPa，反应达到平衡时测得CH₃OCH₃的物质的量分数为 $\text{[math]}$ ，该温度下反应达到平衡时的总压强为kPa，反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (kPa)^-4(写出含p₀的表达式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

综合题普通

1. 在两个固定容积均为1L密闭容器中以不同的氢碳比 $\text{[math]}$ 充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在一定条件下发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 的平衡转化率 $\text{[math]}$ 与温度的关系如图所示．下列说法正确的是 $\text{[math]}$

A. 该反应在高温下自发进行 B. X的氢碳比 $\text{[math]}$ ，且Q点在氢碳比为 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ C. 若起始时， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则可得到P点，对应温度的平衡常数的值为512 D. 向处于P点状态的容器中，按2：4：1：4的比例再充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，再次平衡后 $\text{[math]}$ 减小

单选题普通

2. 一种可充电的锌锰分液电池，其结构如下图所示：

下列说法不正确的是

A. 放电时，正极反应为： $\text{[math]}$ B. 充电时，Zn作阴极： $\text{[math]}$ C. 离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D. 充电过程中 $\text{[math]}$ 溶液的浓度逐渐降低

单选题普通

3. 一定压强下，按照 $\text{[math]}$ 投料， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 重整反应达到平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化如图所示：

①图中曲线 $\text{[math]}$ 分别表示物质、的变化(选填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)。

② $\text{[math]}$ 后， $\text{[math]}$ 的物质的量分数随温度升高而增大的原因是。

③某温度下体系中不存在积碳， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量分数分别是 $\text{[math]}$ ，该温度下甲烷的平衡转化率为，反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ (列出计算式)。

填空题困难

1. 氮的氧化物(如 $\text{[math]}$ 等)应用很广，在一定条件下可以相互转化。

(1) 已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 则反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) ①对于反应 $\text{[math]}$ ，有人提出如下反应历程：

第一步： $\text{[math]}$ ，快平衡；

第二步： $\text{[math]}$ ，慢反应；

第三步： $\text{[math]}$ 快反应。

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量 $\text{[math]}$ 进行该反应，下列表述正确的是(填标号)。

A．速率：v(第一步的逆反应)<v(第二步反应) B．反应的中间产物只有 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$

C．容器中压强不再变化能说明反应已达平衡 D．气体的密度保持不变能说明反应已达平衡

②对于反应 $\text{[math]}$ ，在恒容密闭容器中反应达到平衡， $\text{[math]}$ 时充入 $\text{[math]}$ 时又达到平衡，在下图中画出 $\text{[math]}$ 随时间变化的趋势图。

(3) $\text{[math]}$ 存在如下平衡： $\text{[math]}$ ，在一定条件下 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系： $\text{[math]}$ ，相应的速率与其分压关系如图所示。

一定温度下， $\text{[math]}$ 与平衡常数 $\text{[math]}$ (压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是 $\text{[math]}$ ；在图上标示的A点(“是”或者“否”)已达到平衡状态。

(4) $\text{[math]}$ 和熔融 $\text{[math]}$ 可作燃料电池，其原理如图所示。该电池放电时在石墨I电极上生成氮氧化物 $\text{[math]}$ 可循环使用。硝酸根离子游向(“石墨I”或者“石墨Ⅱ”)，请写出正极的电极反应方程式：。

综合题普通

2. 1，3-丁二烯是合成橡胶和合成树脂的原料。请回答：

(1) 在573K，可通过使丁烯脱氢制取1，3-丁二烯：

反应I C₄H₈(g) $\text{[math]}$ C₄H₆(g)＋H₂(g) ΔH₁= +115.73 kJ∙mol⁻¹

已知：该条件下，1mol H₂完全燃烧所放出的热量为242kJ。

①写出丁烯燃烧的热化学方程式。

②有利于提高C₄H₈平衡转化率的条件是。

A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压

③工业生产中，丁烯催化脱氢反应通常加入水蒸气反应，其理由是。

(2) 丁烯的氧化反应过程会有多个副反应同时发生，如下所示。各反应的吉布斯自由能(ΔG=ΔH-TΔS)随温度的变化关系如下表所示。

主反应I 1-C₄H₈ + $\text{[math]}$ O₂ $\text{[math]}$ 1，3-C₄H₆+ H₂O

副反应I 1-C₄H₈ $\text{[math]}$ iC₄H₈

副反应Ⅱ 1-C₄H₈ $\text{[math]}$ c-2-C₄H₈

副反应Ⅲ 1-C₄H₈ $\text{[math]}$ t-2-C₄H₈

副反应Ⅳ 1-C₄H₈+4O₂ $\text{[math]}$ 4CO+4H₂O

副反应V 1-C₄H₈ + 6O₂ $\text{[math]}$ 4CO₂ + 4H₂O

副反应Ⅵ 1-C₄H₈ + 4O₂ $\text{[math]}$ 4CO₂ + 4H₂

各反应在不同温度下的吉布斯自由能ΔG

结合表格数据：

①在1000K下可能会非自发的反应是，判断依据是。

②分析上图中当温度超过600K时1，3-丁二烯产率几乎为零的原因。

(3) 某一温度下，丁烯催化脱氢制取丁二烯在20 L刚性容器内，冲入1mol反应气体，达到平衡后容器的压强从1000 Pa增大到1500 Pa，该条件下反应平衡常数。

(4) 一种微生物-光电化学弱酸性复合系统可高效实现固定CO₂并转化为CH₄ ，正极上的电极反应式是：。

综合题普通

3. 我国科研团队将工业废气中的 $\text{[math]}$ 在催化条件下还原，实现了 $\text{[math]}$ 的绿色合成。

主要反应有：

反应I： $\text{[math]}$ ；

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ ；

反应Ⅲ： $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) 反应Ⅱ的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 某科研小组研究了反应Ⅲ的速率与反应物浓度的关系，获得其速率方程 $\text{[math]}$ ， k为速率常数(只受温度影响)，m为 $\text{[math]}$ 的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速率如下。

实验序号	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
1	0.100	0.100	$\text{[math]}$
2	0.050	0.100	$\text{[math]}$
3	0.100	0.200	$\text{[math]}$

$\text{[math]}$ 的反应级数 $\text{[math]}$ ；当实验2进行到某时刻，测得 $\text{[math]}$ ，则此时的反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (已知： $\text{[math]}$ )。

(3) 已知：阿伦尼乌斯经验公式为 $\text{[math]}$ ，其中： $\text{[math]}$ 为正、逆反应的活化能，k为正、逆反应速率常数，R和C为常数。某实验小组针对反应I进行实验，依据实验数据获得如图曲线。曲线中表示正反应速率的是(填“m”或“n”)。

(4) 在恒压密闭容器中，分别按投料比 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 通入气体，若只发生反应I和Ⅱ， $\text{[math]}$ 的平衡转化率 $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ 的选择性S随温度的变化曲线如图所示。

已知：①投料比为 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 的平衡转化率曲线为(填“e”或“f”)。

②温度升高， $\text{[math]}$ 选择性降低、 $\text{[math]}$ 的平衡转化率升高的原因是。

③投料比为 $\text{[math]}$ 、温度为 $\text{[math]}$ 时，反应Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ (写出计算式即可，用物质的量分数代替平衡浓度)。

(5) 甲醇可用于合成二甲醚，“直接二甲醚( $\text{[math]}$ )燃料电池”被称为绿色电源，其工作原理如图所示，写出A电极的电极反应式。

综合题普通