二甲醚是重要的化工原料，采用二氧化碳的有效转化，既是生成二甲醚的简便方法，又是实现“碳中和”的重要途径。Ⅰ.催化加氢合成二甲醚是一种转化方法，其过程中发生副反应：① 已知反应：② （1）催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为________，该反应自发进行的条件为________。（2）在恒压、和的起始量一定的条件下，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图。其中，当温度高于300℃，的平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。若起始投料比为，不考虑其他副反应，则288℃时，反应①的化学平衡常数K=________()。Ⅱ.由制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇，再经脱水，主要分为以下步骤。反应③：反应④：（3）在不同的压强下，按照投料比合成甲醇，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图甲或乙所示。下列说法正确的是___________(填字母)。A. 图甲的纵坐标表示的平衡产率B. 压强：C. 为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择高温、高压的反应条件D. 一定温度、压强下，寻找活性更高的催化剂，是提高的平衡转化率的主要研究方向（4）压强为4MPa，当的混合气体以一定流速通过装有某种催化剂的反应器。在280℃时，若的平衡转化率为7.00%，甲醇的选择性为95.0%，则甲醇的收率为________()。（5）甲醇脱水若条件控制不当可生成丙烯，反应为，反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图曲线所示，已知Arrhenius经验公式为(其中，为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。该反应的活化能_______

1. 二氧化碳是潜在的碳资源，无论是天然的二氧化碳，还是各种炉气、尾气、副产气，进行分离回收和提纯，合理利用，意义重大。在“碳达峰”、“碳中和”的国家战略下，将CO₂和CO转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。

(1) 由CO₂制取CH₄的部分反应如下：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ kJ/mol。

(2) 若在体积为1.0L的恒容密闭容器中充入xmolCO₂和ymolH₂模拟工业合成甲醇的反应： $\text{[math]}$ 。

①关于图1，下列有关说法正确的是。

A．该反应为 $\text{[math]}$

B．若加倍投料，曲线A不可变为曲线B

C．当 $\text{[math]}$ ，该反应达到平衡状态

D．容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变，均可以说明该反应达到平衡状态

②若x=2、y=3，测得在相同时间内，不同温度下H₂的转化率如图2所示， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (“>”、<”或“=”)；填T₂时，起始压强为10MPa，则 $\text{[math]}$ MPa^-2(列式计算；保留两位小数； $\text{[math]}$ 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

(3) 一定条件下，选择合适的催化剂只进行反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，控制CO₂和H₂初始投料比为1∶1，分别在不同温度T₁、T₂、T₃下反应，达到平衡后，CO₂的转化率分别为50%、60%、75%，已知反应速率 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。 $\text{[math]}$ 最大的是温度(填“T₁”、“T₂”或“T₃”)。

(4) 利用电化学可以将CO₂有效转化为 $\text{[math]}$ ，装置如图所示。装置工作时，阴极除有 $\text{[math]}$ 生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的副产物可能是，标准状况下，当阳极生成O₂的体积为112mL时，测得阴极区内的 $\text{[math]}$ ，则电解效率。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知： $\text{[math]}$ 。

综合题困难

2. 合成氨及氮氧化物的有效去除、资源的充分利用是当今社会的重要研究课题。

(1) 已知合成氨反应中每生成 $\text{[math]}$ ，放出 $\text{[math]}$ 热量，请写出合成氨的热化学方程式，已知合成氨反应 $\text{[math]}$ 的逆反应活化能为 $\text{[math]}$ ，则其正反应活化能为 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示)。

(2) 已知：① $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$

若向 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中加 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生上述反应，达到平衡时，容器中 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，此时 $\text{[math]}$ 的浓度为 $\text{[math]}$ ，反应①的平衡常数 $\text{[math]}$ 为。

(3) 某化工厂排出的尾气(含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ )治理的方法为在密闭容器中发生如下反应： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 表面进行反应转化为无毒气体，其相对能量与反应历程的关系如下图所示：

则 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 表面上的反应可用化学方程式为。

(4) 已知 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，该反应在(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行，为探究温度及不同催化剂对该反应的影响，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得 $\text{[math]}$ 产率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中 $\text{[math]}$ 点对应的速率(对应温度400℃) $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ ，温度高于400℃， $\text{[math]}$ 产率降低的原因可能是。

(5) 一种以熔融 $\text{[math]}$ (添加 $\text{[math]}$ )为电解质，以多孔镍为电极材料，在常压下电化学合成氨的原理如图所示。写出阳极发生的电极反应式：。

综合题困难

3. 天然气净化厂和石油化工厂均需要处理过程气中的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，以实现硫资源的高效回收和含硫污染物的减排。

(1) 一般采用选择性加氢催化剂处理 $\text{[math]}$ ，将其转化为单质硫，主要发生以下反应：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。

理论上分析，处理 $\text{[math]}$ 时，下列措施中能提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率，同时加快反应速率的是。

A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．增大 $\text{[math]}$ 的浓度

(2) 下图表示反应温度对选择性加氢催化剂活性的影响判断 $\text{[math]}$ 加氢转化为 $\text{[math]}$ 的最佳温度为 $\text{[math]}$ ，理由是。在 $\text{[math]}$ 阶段 $\text{[math]}$ 总转化率增幅较大，试推测其主要原因。

(3) 处理 $\text{[math]}$ 可采用高温热分解法： $\text{[math]}$ 。已知：组分的平衡分压 $\text{[math]}$ 组分的物质的量分数 $\text{[math]}$ 总压。

①保持总压不变时，在 $\text{[math]}$ 热分解反应器中通入 $\text{[math]}$ ，可提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率，其原因是。在一定反应条件下，将 $\text{[math]}$ 的混合气进行 $\text{[math]}$ 热分解反应，平衡时混合气中 $\text{[math]}$ 分压是 $\text{[math]}$ 的2倍，则 $\text{[math]}$ 平衡转化率为。

②若 $\text{[math]}$ 的压力转化率表示为 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 的初始压力， $\text{[math]}$ 为某时刻 $\text{[math]}$ 的分压)，维持温度和压强不变，一定量的 $\text{[math]}$ 分解达到平衡时，用各组分的平衡分压表示的平衡常数 $\text{[math]}$ ，则平衡时 $\text{[math]}$ 的压力转化率 $\text{[math]}$ 。

综合题困难

1. 一定温度下，某气态平衡体系的平衡常数表达式为 $\text{[math]}$ ，有关该平衡体系的说法正确的是

A. 升高温度，平衡常数 $\text{[math]}$ 一定增大 B. 增大 $\text{[math]}$ 浓度，平衡向正反应方向移动 C. 增大压强，C体积分数增加 D. 升高温度，若 $\text{[math]}$ 的百分含量减少，则正反应是放热反应

单选题普通

2. H₂S是一种剧毒气体，工业生产中可以通过多种手段对其进行回收或再利用。

Ⅰ.900℃时可以用克劳斯法回收H₂S气体，该过程中涉及的部分反应如下：

①2H₂S(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ S₂(g)+2H₂O(g) △H=-316.8kJ•mol^-1

②2H₂S(g)+3O₂(g)=2SO₂(g)+2H₂O(g) △H=-1040.2kJ•mol^-1

(1)4H₂S(g)+2SO₂(g) $\text{[math]}$ 3S₂(g)+4H₂O(g)的△H=

(2)若在900℃以上绝热、恒容的密闭容器中，投入一定量的H₂S、O₂发生反应①，下列说法能说明反应达到平衡状态的是

a.混合气体密度不随时间变化而变化

b.v_正(O₂)=2v_逆(H₂O)

c.体系压强不随时间变化而变化

d.反应体系温度不变

e.混合气体平均相对分子质量不变

f.单位时间内生成nmolS₂ ，同时生成2nmolH₂S

Ⅱ.工业上还可以通过硫化氢分解对其进行处理、利用：2H₂S(g) $\text{[math]}$ S₂(g)+2H₂(g)，在2.0L恒容密闭容器中充入0.1molH₂S，不同温度下测得H₂S的转化率与时间的关系如图所示：

(3)950℃时，0～1.25s生成S₂(g)的平均反应速率为

(4)该反应的△H0(填“＞”“＜”或“=”)，1050℃达到平衡时H₂S的转化率为35%，则该温度下，平衡常数K=(保留一位有效数字)，该温度下Q点时反应(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)

Ⅲ.对H₂S废气进行利用的另一种途径是将其设计成质子膜—H₂S燃料电池，反应原理为2H₂S(g)+O₂(g)═S₂(s)+2H₂O(l)。电池结构示意图如图：

(5)电极a上发生的电极反应式为。

(6)设N_A为阿伏加德罗常数的值，当电路中通过3mol电子时，通过质子膜进入(填“正极区”或“负极区”)的H⁺数目为。

综合题普通

3.

按要求回答下列问题：

(一)汽车尾气净化装置中CO和NO发生如下反应：

① $\text{[math]}$ ΔH₁ ， Kp₁　

② $\text{[math]}$ 　ΔH₂ ， Kp₂

③ $\text{[math]}$ 　ΔH₃ ， Kp₃

（1）上述反应的 $\text{[math]}$ 的线性关系如图所示( $\text{[math]}$ )。ΔH₃0(填“>”或“<”)，反应 $\text{[math]}$ 的K=(用Kp₂、Kp₃表示)。

(二)工业上可通过环己烷脱氢来制备环己烯。在873K、100kPa条件下，向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体，仅发生反应： $\text{[math]}$ 。

（2）环己烷的平衡转化率随 $\text{[math]}$ 的增大而升高，其原因是。

（3）当 $\text{[math]}$ 时，环己烷的平衡转化率为2/3，则环己烷脱氢反应的Kp=kPa(保留2位小数)。

(三)研究表明，在固体催化剂N存在下，反应C₃H₈(g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g)+H₂(g) ΔH₁= +124 kJ·mol⁻¹分三步进行，生成C₃H₆步骤的活化能远大于生成H₂步骤的活化能，且开始一段时间内C₃H₆与H₂的生成速率几乎相同。

（4）画出步骤2和步骤3生成产物的反应过程能量示意图。

(四)电解铬酸钾溶液制备重铬酸钾的装置如图

（5）根据所学的平衡移动原理相关知识，请用方程式及必要的文字解释通电后阳极室溶液逐渐由黄色变为橙色的原因。

综合题困难

1. 氨的催化氧化过程是当下研究的重要课题。

(1) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在一定压强和800℃条件下发生催化氧化反应时，可发生不同反应：

反应i： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应ii： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

①该条件下 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成NO的热化学方程式为。

②在恒温恒容密闭容器中，下列说法可以证明反应i已达到平衡状态的是(填序号)。

A． $\text{[math]}$

B．n个 $\text{[math]}$ 键断裂的同时，有n个 $\text{[math]}$ 键形成

C．混合气体的密度不变

D．容器内压强不变

③反应i与反应ii有关物质产率与温度的关系如图。下列说法正确的是。

A．氨催化氧化生成 $\text{[math]}$ 时，温度应控制在400℃左右

B．对反应升温可提高反应物转化率

C．提高物料比 $\text{[math]}$ 的值，主要目的的是提高反应速率

D.840℃后，NO产率下降的主要原因是以反应(ii)为主

(2) 在两个恒压密闭容器中分别充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，仅发生反应ii，测得 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度的变化如图所示。

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”或“<”)，理由是。

②若容器的初始体积为2.0L，则在A点状态下平衡时容器中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

③B点的平衡常数 $\text{[math]}$ 。(用分压表示，气体分压=气体总压 $\text{[math]}$ 气体的物质的量分数。写出代数式，无需计算具体结果)

④若温度为 $\text{[math]}$ ，压强为 $\text{[math]}$ ，容器的初始体积为2.0L时，分别充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、0.2molAr发生反应ii，此时 $\text{[math]}$ 的平衡转化率为图中的点(选填“E”、“B”或“F”)。

综合题普通

2. 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

3. 银氨溶液(Tollens试剂)具有弱氧化性，能与醛发生银镜反应，通常用来鉴别醛和酮。

(1) 乙醛的银镜反应a： $\text{[math]}$

已知：

①反应a的 $\text{[math]}$ 。(用 $\text{[math]}$ 表示)

②乙酸的沸点明显高于乙醛，其可能原因是。

(2) 实验室现取 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液，边振荡边逐滴加入 $\text{[math]}$ 的稀氨水，产生少量白色沉淀，继续滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解为止，制得银氨溶液。

①在银氨溶液中继续滴加稀氨水，测得溶液中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数 $\text{[math]}$ 随溶液中 $\text{[math]}$ 变化的关系如图所示。已知：忽略 $\text{[math]}$ 的水解，且溶液中的 $\text{[math]}$ 的总浓度以 $\text{[math]}$ 表示(下同)； $\text{[math]}$