利用页岩气中丰富的丙烷【C3H8】制丙烯【C3H6】已成为化工原料丙烯生产的重要渠道。I.丙烷直接脱氢法：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124kJ•mol-1。总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6的体积分数随温度、压强的变化如图。（1）总压由10kPa变为100kPa时，化学平衡常数(填“变大”“变小”或“不变”)。（2）图中，曲线I、III表示C3H6的体积分数随温度的变化，判断依据是：。（3）图中，表示100kPa时C3H8的体积分数随温度变化的曲线是(填“II”或“IV”)。II.丙烷氧化脱氢法：C3H8(g)+O2(g)C3H6(g)+H2O(g) △H2=-101kJ•mol-1我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下，相同时间内，不同温度下C3H8的转化率和C3H6的产率如表：反应温度/℃465480495510C3H8的转化率/%5.512.117.328.4C3H6的产率/%4.79.512.818.5（4）表中，C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是：(答出1点即可)。（5）已知：C3H6选择性=×100%。随着温度升高，C3H6的选择性(填“升高”“降低”或“不变”)，可能的原因是。

1.

CO₂转化利用对化解全球环境生态危机助力全球“碳达峰、碳中和”目标的实现具有重要意义。化学工作者致力于将CO₂转化为各种化工原料。

Ⅰ．早在二十世纪初，工业上以CO₂和NH₃为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：①CO₂和NH₃生成NH₂COONH₄；②NH₂COONH₄分解生成尿素。

（1）活化能：反应①反应②(填“>”、“<”或“=”)；

CO₂(l)+2NH₃(l)=CO(NH₂)₂(l)+H₂O(l)　△H=(用 $\text{[math]}$ 的式子表示)。

Ⅱ、

（2）700℃时，若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N₂和CO₂发生反应：N₂(g)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ C(s)＋2NO(g) △H＞0；其中N₂、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。

①0～10min内CO₂的平均反应速率v=。

②第10min时，外界改变的条件可能是(填字母)。

A．加催化剂　B．增大C的物质的量　C．减小CO₂的物质的量　D．升温　E．降温

Ⅲ、二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（3）科学家提出由 $\text{[math]}$ 制取 $\text{[math]}$ 的太阳能工艺如图所示。

已知“重整系统”发生的反应中 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 的化学式为。

（4）工业上用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应合成二甲醚。已知： $\text{[math]}$ 　反应热为 $\text{[math]}$ ，化学平衡常数为K₁ ， $\text{[math]}$ 　反应热为 $\text{[math]}$ ，化学平衡常数为K₂ ，则 $\text{[math]}$ (用K₁、K₂表示)。

（5）在恒压条件下的密闭容器中通入物质的量为1mol的二氧化碳和2mol的氢气，在等压下(p)发生上述反应 $\text{[math]}$ ，若二氧化碳的平衡转化率为50%。则反应的平衡常数K_p=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

综合题容易

1. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨： $\text{[math]}$ ，实现了人工固氮。

(1) 该反应的化学平衡常数表达式为。

(2) 测得在一定条件下氨的平衡含量如下表。

温度/℃	压强/MPa	氨的平衡含量
200	10	81.5%
550	10	8.25%

①该反应为放热反应，结合表中数据说明理由。

②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是。

(3) 某温度下，将N₂和H₂按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后测得数据如下表：

	N₂	H₂	NH₃
平衡时各物质的物质的量/(mol)	1.00	3.00	1.00

①此条件下H₂的平衡转化率=。(保留一位小数)

②若平衡后，再向平衡体系中加入N₂、H₂和NH₃各1.00 mol，此时反应向方向(填“正反应”或“逆反应”)，结合计算说明理由：。

(4) 合成氨生产流程示意图如下。

①流程中，有利于提高原料利用率的措施是；有利于提高单位时间内氨的产率的措施有。(每空至少答出两点)

②“干燥净化”中，有一步操作是用铜氨液除去原料气中的CO，其反应为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。对吸收CO后的铜氨废液应该怎样处理？请提出你的建议：。

(5) 实验室研究是工业生产的基石。下图中的实验数据是在其他条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中NH₃的物质的量分数的变化情况。

①曲线a对应的温度是。

②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是。

综合题普通

2. 工业上，可以用 $\text{[math]}$ 还原NO，发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。回答下列问题：

(1) 研究发现，总反应分两步进行：① $\text{[math]}$ ；② $\text{[math]}$ 。相对能量与反应历程如图所示。

加入催化剂，可降低(填序号)反应的活化能。

(2) 已知共价键的键能：

共价键	N=O	H—H	$\text{[math]}$	H—O
键能 $\text{[math]}$	607	436	946	463

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

(3) $\text{[math]}$ 的速率方程为 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为速率常数，只与温度、催化剂有关)。一定温度下，不同初始浓度与正反应速率关系相关数据如下表。

实验	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
a	0.1	0.1	v
b	0.2	0.1	$\text{[math]}$
c	0.1	0.2	$\text{[math]}$
d	0.2	x	$\text{[math]}$

① $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

②已知：速率常数(k)与活化能( $\text{[math]}$ )、温度(T)的关系式为 $\text{[math]}$ (R为常数)。总反应在催化剂Cat1、Cat2作用下， $\text{[math]}$ 与T关系如图所示。相同条件下，催化效能较高的是，简述理由：。

(4) 体积均为 $\text{[math]}$ 的甲、乙反应器中都充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生上述反应。测得 $\text{[math]}$ 的物质的量与反应时间的关系如图所示。

仅一个条件不同，相对于甲、乙改变的条件是。甲条件下平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

综合题普通

3.

Ⅰ．工业上可用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度/℃
化学反应	平衡常数	500	800
①2H₂(g)+CO(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)	K₁	2.5	0.15
②H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+CO(g)	K₂	1.0	2.50
③3H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+ H₂O(g)	K₃

（1）据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃=________(用K₁、K₂表示)，500 ℃时，测得反应③在某时刻，H₂(g)、CO₂(g)、CH₃OH(g)、H₂O(g)的浓度(mol·L^-1)分别为1、1、1、m，若要保证此时v_正>v_逆，则m的取值范围________。

（2）在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+CO(g)，已知c(CO)—反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t₀时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，在t₀时改变的条件是________。

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，在t₀时改变的条件是体积由3L变为________。

Ⅱ．利用CO和H₂可以合成甲醇，反应原理为CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H，一定条件下，在容积为V L的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H₂合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

（3）△H________0 (填“>”、“<”或“=”)，理由是：________。

（4）该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是CO________H₂(填“>”、“<”或“=”、)。

（5）下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是_____。

A. 使用高效催化剂

B. 增大氢气的投入量

C. 增大体系压强

D. 不断将CH₃OH从反应混合物中分离出来

综合题普通

1. 一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是

A. 增大CO的浓度，平衡正向移动，平衡常数K值不变 B. 平衡前后，容器内压强始终不变 C. 平衡时，升高温度可提高SO₂的转化率 D. 加入催化剂，反应速率加快，SO₂的平衡转化率增大

单选题普通

2. 氢能是一种绿色能源。以乙醇和水催化重整可获得到 $\text{[math]}$ 。有关反应如下：

反应① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，平衡常数 $\text{[math]}$ ；

反应② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，平衡常数 $\text{[math]}$ ；

反应③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，平衡常数 $\text{[math]}$ 。

已知：平衡常数与 $\text{[math]}$ 关系为 $\text{[math]}$ (R为常能数，K为平衡常数，T为温度)。 $\text{[math]}$ 与T关系如图所示。下列推断正确的是

A. $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

单选题困难

3. 一定条件下，在2 L密闭容器中加入等物质的量的FeO和CO，发生下列反应：FeO(s)＋CO(g) $\text{[math]}$ Fe(s)＋CO₂(g)，在T₁、T₂温度下，物质的量n随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是

A. 平衡前，随着反应的进行，容器内气体的平均相对分子质量逐渐增大 B. 平衡时，增大压强，CO₂的浓度不变 C. 该反应的ΔH<0，T₁、T₂对应的平衡常数K₁<K₂=3.0 D. t₁时刻的改变可能是加入了催化剂，也可能是加入了氮气

单选题容易

1. 乙酸是基本的有机化工原料，研究乙酸制氢工艺具有重要的意义。已知制氢过程发生如下反应：

热裂解反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

脱羧基反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 下图为热裂解反应和脱羧基反应过程中的能量变化情况。

①表示热裂解反应能量变化情况的是曲线，该反应的活化能为 $\text{[math]}$ 。

②两反应中，速率较快的是。

(2) 在恒容密闭容器中，加入一定量的乙酸蒸气并发生反应达到平衡状态，测得温度与气体产率的关系如下图所示。

①由图可知，升高反应温度时，H₂和CO的产率升高，而CO₂和CH₄的产率降低，原因是。

②图中H₂的产率始终低于CO，CO₂的产率始终低于CH₄ ，则该体系中可能存在的副反应的化学方程式为。

③已知②中副反应为吸热反应，下列措施可抑制该副反应的是（填标号）。

A．增大反应体系的压强 B．降低反应温度

C．向体系中通入H₂O(g) D．选择适当的催化剂

(3) 若体系中只发生热裂解反应和脱羧基反应，在某条件下达到平衡，体系的总压强为pkPa，乙酸体积分数为20%，其中热裂解反应消耗的乙酸占起始投料量的20%。

①平衡体系中，H₂的体积分数为。

②脱羧基反应的平衡常数Kp=kPa（Kp为以分压表示的平衡常数）。

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