碳、氮、硫及其化合物对生产、生活有重要的意义。(1)以与为原料可合成尿素[]。已知：① ② ③ (1)写出和合成尿素和液态水的热化学方程式。(2)高温下，与足量的碳在密闭容器中实现反应：。向容积为1L的恒容容器中加入和足量的碳，在不同温度下达到平衡时的物质的量浓度随温度的变化如图所示。则该反应为(填“放热”或“吸热”)反应；某温度下若向该平衡体系中再通入，达到新平衡后，体系中的百分含量(填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)与能发生反应：在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比进行多次实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定的平衡转化率。部分实验结果如图所示：①当容器内(填标号)不再随时间的变化而改变时，反应达到平衡状态。A．气体的压强B．气体的平均摩尔质量C．气体的密度D．的体积分数②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是。③若A点对应实验中，(g)的起始浓度为，经过达到平衡状态，该时段化学反应速率。④图中C、D两点对应的温度分别为℃和℃，通过计算判断(填“＞”、“=”或“＜”)。

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.

Ⅰ、在恒容的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，发生 $\text{[math]}$ 氧化反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。保持其它条件不变，控制反应温度分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 达到不同转化率需要的时间如表所示：

	50%	90%	98%
30℃	12s	250s	2830s
90℃	25s	510s	5760s

$\text{[math]}$ 氧化反应分两步进行：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$

其反应过程能量变化如图所示：

结合图表分析，回答下列问题：

（1）决定 $\text{[math]}$ 氧化反应速率的步骤是________(填“反应①”或“反应②”)。

（2）总反应的平衡常数 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的计算关系是________。

（3）温度越高， $\text{[math]}$ 达到相同的转化率耗时越长的原因可能是________。

Ⅱ、利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成甲醇，涉及的主要反应如下：

反应a： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应b： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

（4）一定条件下，在容积为 $\text{[math]}$ 的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，反应达到平衡时，下列措施中一定能等同时满足增大 $\text{[math]}$ 的含量和提高 $\text{[math]}$ 转化率的是_____。

A. 使用高效催化剂	B. 升高反应温度
C. 将容器体积缩小为 $\text{[math]}$	D. 维持体积不变，补充 $\text{[math]}$

（5）在 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，选择合适的催化剂发生反应，甲醇的选择率(生成甲醇的 $\text{[math]}$ 占 $\text{[math]}$ 总转化量的物质的量分数)和 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度的变化趋势如图所示。

①553K时，反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ ________。

②随着温度的升高，甲醇的选择率降低， $\text{[math]}$ 的平衡转化率升高，其原因为________。

综合题普通

3.

工业上通过CO₂与CH₄共转化生成合成气，助力实现“碳达峰”。其主反应为：

i． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ H₁=+247kJ·mol^-1

副反应主要有：

ii． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ H₂=+41kJ·mol^-1

iii． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ H₃=+75kJ·mol^-1(积碳反应)

iv． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ H₄=___________kJmol^-1(积碳反应)

v． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ H₅=-131.4kJ·mol^‑1(积碳反应)

回答下列问题：

（1）由反应v和反应ii可得反应iv的 $\text{[math]}$ H₄=________kJ·mol^-1。

I．若只考虑主反应。

（2）下列有关主反应的说正确的是___________(填字母)。

A. 加入催化剂，能增大反应活化能，加快化学反应速率

B. 减小压强有利于平衡正向移动

C. 增大CH₄浓度，可以提高CO₂的平衡转化率

D. 升高温度，该反应的平衡常数减小

（3）不同压强下，按照n(CH₄)：n(CO₂)=1：1投料，实验测得CO₂平衡转化率和CO平衡产率随温度变化关系如下图所示，纵坐标可表示CO₂平衡转化率的为________(填“甲”或“乙”)，压强由小到大的顺序为________。

（4）在有催化剂存在和温度为T℃条件下，向真空恒温恒容密闭容器中通入1molCO₂和3molCH₄ ，起始总压为1MPa，反应达到平衡时，容器中气体压强变为原来的1.1倍。则T℃时该反应的K_p=________(MPa)²(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。计算结果用分数形式表示)。

II．若考虑副反应。

在100kPa、CH₄和CO₂总物质的量为2mol的条件下，温度及投料比[n(CH₄)/n(CO₂)]对CH₄或CO₂平衡转化率的影响如图所示。

（5）根据n(CH₄)/n(CO₂)=1：1的曲线，推断表示n(CH₄)/n(CO₂)=1：2的CH₄平衡转化率的曲线是________(填“①”或“②”)。

（6）在投料比n(CH₄)/n(CO₂)=1：1时，CO₂平衡转化率在850℃条件下明显大于在600℃条件下的原因为________。

（7）以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。

写出该电池负极发生的电极反应：________。

综合题困难

1. $\text{[math]}$ 基活性炭催化 $\text{[math]}$ 重整不仅可获得合成气( $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ )，还能同时消耗两种温室气体，回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 重整反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，相关物质的燃烧热数值如下表所示：

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
燃烧热 $\text{[math]}$	a	b	c

该催化重整反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用含a、b、c的代数式表示)，从热力学角度考虑，有利于合成气生成的条件是(填“高压”或“低压”)。

(2) 控制温度为T℃，总压为5.0 $\text{[math]}$ ，在密闭容器中加入1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 与2 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 及催化剂进行重整反应，达到平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数为20%， $\text{[math]}$ 的平衡转化率为，平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(3) 常压条件下，将等物质的量的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 充入密闭容器，同时存在以下反应：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

④ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应达平衡时混合气体的组成如图，曲线m和n中，表示 $\text{[math]}$ 的是。在900℃之前，m曲线明显处于表示 $\text{[math]}$ 的曲线上方，原因是。

(4) 以 $\text{[math]}$ 作催化剂，利用合成气制备烃类物质的反应机制如下：

根据图示，利用该反应机制合成乙烯的化学方程式为。合成乙烯过程中，下列说法正确的是(填序号)。

a．反应物吸附过程只断裂极性键

b． $\text{[math]}$ 偶联过程中只形成非极性键

c．整个反应过程中无极性键生成

综合题困难

2. 研究发现，含PM2.5的雾霾主要成分有： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 及可吸入颗粒等。

(1) 为消除 $\text{[math]}$ 对环境的污染，可利用 $\text{[math]}$ 在一定条件下与NO反应生成无污染的气体。

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol $\text{[math]}$

①下列表示 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在一定条件下反应，生成无污染气体的能量转化关系示意图，正确的是。

②下图是反应 $\text{[math]}$ 过程中 $\text{[math]}$ 的体积分数随X变化的示意图，X代表的物理量可能是，理由是。

(2) 目前，消除氮氧化物污染有多种方法。用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：

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

某研究小组向某密闭容积固定的容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温( $\text{[math]}$ ℃)条件下反应，反应进行到不同时刻测得各物质的浓度如下表所示：

时间/min	NO/mol·L $\text{[math]}$	$\text{[math]}$ /mol·L $\text{[math]}$	$\text{[math]}$ /mol·L $\text{[math]}$
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017