“碳”这一概念稳居C位，碳达峰、碳中和、碳交易、碳固定等概念被多次提及。当前，二氧化碳的捕集、利用与封存已成为我国能源领域的一个重要战略方向。

1. “碳”这一概念稳居C位，碳达峰、碳中和、碳交易、碳固定等概念被多次提及。当前，二氧化碳的捕集、利用与封存已成为我国能源领域的一个重要战略方向。

(1) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在一定条件下可制取甲醇，反应如下： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。在体积为1L的密闭容器中，充入1mol $\text{[math]}$ 和3mol $\text{[math]}$ ，发生上述反应。若10分钟后，容器内压强为原来的0.625倍，则0到10分钟，氢气的平均反应速率为

(2) 将 $\text{[math]}$ 的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，发生上述反应。下列事实能说明反应已达到平衡状态的是___________(选填编号)。 A. $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比保持不变 B. 混合气体的平均相对分子质量不变 C. 该反应的平衡常数保持不变 D. $\text{[math]}$ 体积分数保持不变

(3) 该反应的平衡常数K的表达式为，已知某温度下 $\text{[math]}$ 。该温度下，测得容器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，此时，该反应化学反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (选填“>”“<”或“=”)，说明原因。

(4) 向容积相同的恒容密闭容器中分别充人等量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间， $\text{[math]}$ 转化率随反应温度变化如图。

①使用(选填M、N)型催化剂反应的活化能更高。

②a点处， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (选填“>”“<”或“=”)。

③b点不同催化剂作用下， $\text{[math]}$ 的转化率相同且均有下降趋势的原因是。

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡状态的判断; 化学平衡转化过程中的变化曲线; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题普通

1. 甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与 $\text{[math]}$ 的混合气体)转化成甲醇，反应为 $\text{[math]}$ 。

(1) CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p₁、p₂的大小关系是p₁p₂(填“>”“<”或“=”)。

②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系是。

③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是(填字母)。

A． $\text{[math]}$ 的体积分数不再改变

B． $\text{[math]}$

C．混合气体的密度不再改变

D．同一时间内，消耗0.04molH₂ ，生成0.02molCO

(2) 在T₂℃、p₂压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH₂发生反应。

①平衡时CO的体积分数是；平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡，则H₂的转化率(填“增大”“不变”或“减小”)，CO与 $\text{[math]}$ 的浓度比 $\text{[math]}$ (填“增大”“不变”或“减小”)。

②若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下： $\text{[math]}$ ，此时v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

③若p₂压强恒定为p，则平衡常数 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。

综合题普通

通过化学的方法实现 $\text{[math]}$ 的资源化利用是一种非常理想的 $\text{[math]}$ 减排途径。

I.利用 $\text{[math]}$ 制备 $\text{[math]}$

一定温度下，在恒容密闭容器中进行如下反应： $\text{[math]}$

（1）该反应的平衡常数表达式 $\text{[math]}$ ________。

（2）下列事实能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填字母序号)。

A. 体系内 $\text{[math]}$

B. 体系压强不再发生变化

C. 体系内 $\text{[math]}$ 浓度不再发生变化

D. 体系内 $\text{[math]}$ 的物质的量分数不再发生变化

II.利用 $\text{[math]}$ 制备甲醇( $\text{[math]}$ )

一定条件下，向恒容密闭容器中通入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。涉及反应如下：

主反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

副反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

已知： $\text{[math]}$ 产率 $\text{[math]}$

（3）一段时间后，测得体系中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 产率=________(用代数式表示)。

（4）探究温度对反应速率的影响(其他条件相同)

实验测得不同温度下，单位时间内的 $\text{[math]}$ 转化率和 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量之比[ $\text{[math]}$ ]如图所示。

由图可知，随着温度的升高， $\text{[math]}$ 转化率升高， $\text{[math]}$ 的值下降，解释其原因：________。

（5）探究温度和压强对平衡的影响(其他条件相同)不同压强下，平衡时 $\text{[math]}$ 转化率随温度的变化关系如图所示：

①压强 $\text{[math]}$ ________(填“大于”或“小于”) $\text{[math]}$ 。

②图2中温度高于 $\text{[math]}$ 时，两条曲线重叠的原因是________。

③下列条件中， $\text{[math]}$ 平衡产率最大的是________(填字母序号)。

A.220℃、 $\text{[math]}$ 　　　B.220℃、 $\text{[math]}$ 　　　C.300℃、 $\text{[math]}$

综合题困难

Ⅰ.近年来，随着聚酯工业的快速发展， $\text{[math]}$ 的需求量和 $\text{[math]}$ 的产出量也随之迅速增长。 $\text{[math]}$ 发明了直接氧化法(称作 $\text{[math]}$ 反应)： $\text{[math]}$ ，用 $\text{[math]}$ 将 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ ，可提高效益，减少污染。传统上 $\text{[math]}$ 反应可通过如图所示的催化剂循环实现。

（1） $\text{[math]}$ 反应的 $\text{[math]}$ ________(用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 表示)。

Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物是科学研究的重点内容：在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，其化学平衡常数 $\text{[math]}$ 与温度 $\text{[math]}$ 的关系如下表。

$\text{[math]}$	200	300	400
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	0.5

请回答下列问题：

（2）试比较 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的大小， $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ (填“>”、“=”或“<”)。

（3）下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______(填序号字母)。

A. 容器内 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的浓度之比为 $\text{[math]}$

B. $\text{[math]}$

C. 单位时间内生成 $\text{[math]}$ 的同时生成 $\text{[math]}$

D. 混合气体的密度保持不变

（4）400℃时，反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ ________，当测得 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的浓度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，则该反应的 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ (填“>”、“=”或“<”)。

（5）下图为一定温度下， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 以1：3进行反应，平衡时， $\text{[math]}$ 的体积分数随压强的变化示意图

①随压强增大， $\text{[math]}$ 的体积分数增大的原因是________。

②比较b点和a点：平衡常数 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”)。

③计算b点的平衡常数 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ (用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，结果保留2位有效数字)。

综合题困难