我国将在2023年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。“碳中和”是指 CO2的排放总量和减少总量相当。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放。I．研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气：CO2(g)+ CH4(g)2CO(g)+2H2 (g) ΔH>0（1）此反应的活化能Ea(正)________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。（2）已知体系自由能变，时反应自发进行。关于上述反应说法正确的是___________。A. B. C. 低温自发D. 高温自发（3）某温度下，向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应，初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa，一段时间达到平衡后，测得体系压强增加了10kPa，则该反应的平衡常数Kp=________(kPa)2(结果保留两位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。Ⅱ．通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是另一种转化方法过程如下：反应I：反应Ⅱ：（4）二氧化碳与氢气合成时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因为___________(填字母)。A. 反应速率快B. 平衡的转化率高C. 催化剂活性高D. 催化剂选择性好（5）在1L恒温密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时反应I、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，测得。①0~20min内________。②平衡时的选择性=________。(的选择性)（6）在密闭容器中通入和，在铁系催化剂作用下进行反应，的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中，温度大于800℃时，随着压强的增大，的平衡转化率减小，请解释原因：_______

1. $\text{[math]}$ 是高效光催化剂，可用于降解有机污染物、去除水体中的氨氮等。

已知：ⅰ． $\text{[math]}$ 难溶于水；

ⅱ． $\text{[math]}$ 沉淀的生成速率会影响其结构和形貌，从而影响其光催化性能；

①已知 $\text{[math]}$ 的平衡常数为 $\text{[math]}$ ，银氨溶液与 $\text{[math]}$ 溶液反应的化学方程式为 $\text{[math]}$ ，其平衡常数K与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 代数关系式为 $\text{[math]}$ 。

②相同条件下，实验室不用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应制备 $\text{[math]}$ 。其可能原因为。

(2) 降解有机物

$\text{[math]}$ 光催化剂与 $\text{[math]}$ (质量比1：0.3：3)复合光催化剂降解双酚A(BPA)的实验探究。相同条件下，分别进行3次循环降解BPA实验， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 对BPA的降解率如图1， $\text{[math]}$ 样品反应前和循环3次后的X射线衍射图谱如图2所示。

根据图1、图2中信息，循环3次后，催化降解BPA效果比较好的催化剂是导致循环后 $\text{[math]}$ 催化剂对BPA的降解率减小的原因为。

(3) 除氨氮

$\text{[math]}$ 可见光催化除氨氮的机理是生成具有氧化性的活性物质：羟基自由基(·OH)、空穴( $\text{[math]}$ )、超氧自由基( $\text{[math]}$ )，其过程如下：

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

$\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$

已知：

ⅰ、甲醇、EDTA-2Na、对苯醌作为捕获剂可分别捕获羟基自由基(·OH)、空穴( $\text{[math]}$ )、超氧自由基( $\text{[math]}$ )，不同捕获剂对光催化除氨氮反应的影响如图3所示：

ⅱ、光照条件下， $\text{[math]}$ 表面的价带(VB端)失去的 $\text{[math]}$ 激发至导带(CB端)，价带形成电子空穴( $\text{[math]}$ )， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分离及转移与电势能的关系如图4所示。

①直接参与光催化除氨氮的主要活性基团为。

②加入不同捕获剂后，氨氮去除率均降低，但EDTA-2Na、对苯醌对氨氮去除率影响程度远小于甲醇，请简要说明：。

③空穴( $\text{[math]}$ )与光生电子 $\text{[math]}$ 容易重新复合， $\text{[math]}$ 复合催化剂能有效的抑制 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的复合，分析可能原因是：。

综合题困难

2.

已知：某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：CO₂(g) + 4H₂(g) $\text{[math]}$ 2H₂O(g) + CH₄(g)，该反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。回答问题：

（1）若反应为基元反应，且反应的 $\text{[math]}$ 与活化能(Ea)的关系为 $\text{[math]}$ 。在图2中补充完成该反应过程的能量变化示意图。

（2）某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1molCO₂和0.4molH₂ ，反应平衡后测得容器中n(CH₄)=0.05mol。则 $\text{[math]}$ 的转化率为。在上述平衡体系中各加入0.05mol的上述反应物、生成物，则加入后v正v逆(填“>”、“<”或“=”)。

在相同条件下， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 还会发生不利于氧循环的副反应：CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g) + CH₃OH(g)，在反应器中按 $\text{[math]}$ 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度( $\text{[math]}$ )如下表所示。

催化剂	t=350℃		t=400℃
催化剂	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
催化剂Ⅰ	10.8	12722	345.2	42780
催化剂Ⅱ	9.2	10775	34	38932

（3）在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， $\text{[math]}$ 生成CH₃OH平均反应速率为 $\text{[math]}$ ；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是。

综合题困难

3. 探究 $\text{[math]}$ 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高 $\text{[math]}$ 的产率。以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原料合成 $\text{[math]}$ 的反应分为如下两步：

I． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

II． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

(2) 两步反应的能量变化如图所示：

反应进程下列说法正确的有___________(填字母标号)。

A. 使用催化剂，可提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率 B. 降低步骤II中过渡态的能量，可显著提高生成甲醇的总速率 C. 提高反应温度，平衡时 $\text{[math]}$ 减小， $\text{[math]}$ 增大 D. 为提高甲醇的产率，可将反应混合气循环通过极性且不溶于水的惰性液态溶剂

(3) 按 $\text{[math]}$ 投料，实验测定 $\text{[math]}$ 的平衡转化率、 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 的平衡选择性随温度、压强的变化关系如图[选择性 $\text{[math]}$ ]。

①其中 $\text{[math]}$ 线表示的平衡选择性(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)；压强： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”或“<”)。

②图中400℃，表示 $\text{[math]}$ 平衡转化率的两条线几乎交于一点的原因为。

③ $\text{[math]}$ 时，在一定范围内升高温度， $\text{[math]}$ 的平衡转化率提高的原因为。

④ $\text{[math]}$ 时，在下列温度达到平衡时，甲醇的产率最高的是(填字母标号)。

A.200℃ B.300℃ C.400℃

(4) $\text{[math]}$ ℃时，向刚性容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，起始总压为 $\text{[math]}$ ，假设只发生I、II两步反应， $\text{[math]}$ 后达平衡，总压变为 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 内 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示，下同)，反应II的压强平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。(气体分压=总压×气体的体积分数)

综合题困难

1. 已知 $\text{[math]}$ 可以发生分解反应： $\text{[math]}$ ，若反应速率与相关物质的浓度关系为： $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 均为速率常数，只受温度影响），速率常数与温度的关系如图1。在四个恒容密闭容器（Ⅰ～Ⅳ）中分别充入表中相应量的气体，容器Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率如图2所示。下列说法正确的是

起始物质的量／mol	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
容器Ⅰ	0.1	0	0
容器Ⅱ	0.1	0	0
容器Ⅲ	0.1	0	0
容器Ⅳ	0.06	0.06	0.04

A. $\text{[math]}$ 的分解反应在高温下能自发进行 B. 图2中 $\text{[math]}$ 三点对应的容器内气体的密度最小的是 $\text{[math]}$ 点 C. 若容器Ⅱ、Ⅳ的体积均为1L，且容器Ⅳ在470℃下进行反应，则容器Ⅳ中起始反应速率： $\text{[math]}$ D. 若容器Ⅱ、Ⅳ的体积均为1L，且容器IV在470℃下进行反应，当反应达到平衡时，则 $\text{[math]}$

多选题困难

2. 工业通过高温煅烧焦炭与SrSO₄（硫酸锶）混合物，并通入一定量的空气，采用反应一或反应二制备SrS(s)：

反应一： $\text{[math]}$

反应二： $\text{[math]}$

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

随温度升高，反应产物种类、物质的量的变化如图所示：

下列说法正确的是

A. $\text{[math]}$ B. 800℃时，反应二的平衡常数K<1 C. 当温度高于415℃时，体系内的主反应变为 $\text{[math]}$ D. 通入空气的作用是利用CO和O₂反应放出的热量为制备过程供能

单选题普通

3. 利用甲烷可以除去SO₂ ，反应为 $\text{[math]}$

下列说法正确的是

A. 该反应在任何温度下均可自发进行 B. 该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ C. 该反应中每断开4mol碳氢 $\text{[math]}$ 键同时形成2mol碳氧 $\text{[math]}$ 键 D. 其他条件相同，增大 $\text{[math]}$ 可提高SO₂的平衡转化率

单选题普通

1. 二甲胺[(CH₃)₂NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH₃)₂]均是用途广泛的化工原料。请回答：

(1) 用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下：

Ⅰ． $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$

Ⅲ． $\text{[math]}$

可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。

A. 温度 B. 投料比[n(NH₃)：n(CH₃OH)] C. 压强 D. 催化剂

(2) 25℃下，(CH₃)₂NH·H₂O的电离常数为Kb，-lgK_b=3.2，则1mol/L[(CH₃)₂NH₂] ⁺Cl^-水溶液的pH=。

(3) 在[(CH₃)₂NH₂] ⁺Cl^-的有机溶液中电化学还原CO₂制备HCON(CH₃)₂阴极上生成HCON(CH₃)₂的电极反应方程式是。

(4) 上述电化学方法产率不高，工业中常用如下反应生产HCON(CH₃)₂： $\text{[math]}$ 。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下 $\text{[math]}$ 0(填“>”、“<”或“=”)。

(5) 有研究采用CO₂、H₂和(CH₃)₂NH催化反应制备HCON(CH₃)₂。在恒温密闭容器中，投料比 $\text{[math]}$ ，催化剂M足量。反应方程式如下：

Ⅳ． $\text{[math]}$

V． $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ 三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。

(例：HCOOH的物质的量百分比 $\text{[math]}$

①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活)。

②若用SiH₄代替H₂作为氢源与CO₂反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因。

综合题普通

2. 氢能是一种极具发展潜力的绿色能源，高效、环保的制氢方法是当前研究的热点。

(1) 甲烷水蒸气重整制氢：

Ⅰ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

总反应： $\text{[math]}$ 能自发进行的条件是。

(2) 恒定压强为1MPa时，向某密闭容器中按 $\text{[math]}$ =1：3投料，600℃时平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示：

组分	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
物质的量分数	0.04	0.32	0.50	0.08

①下列措施中一定能提高 $\text{[math]}$ 平衡产率的是。

A．选择合适的催化剂 B．移除部分CO C．向体系中投入少量CaO D．恒温恒压下通入Ar气体

②用各组分气体平衡时的分压代替浓度也可以表示化学反应的平衡常数( $\text{[math]}$ )，600℃时反应Ⅰ的平衡常数为 $\text{[math]}$ MPa²(结果保留两位小数，已知气体分压=气体总压×各气体的体积分数)。

(3) 硼氢化钠( $\text{[math]}$ )水解制氢：常温下， $\text{[math]}$ 自水解过程缓慢，需加入催化剂提高其产氢速率。 $\text{[math]}$ 在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。

①根据上图写出 $\text{[math]}$ 水解制氢的离子方程式。

②气体条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下， $\text{[math]}$ 浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知浓度较大时，NaB(OH)₄易以 $\text{[math]}$ 形式结晶析出。)分析 $\text{[math]}$ 质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因。

综合题普通

3. 研究 $\text{[math]}$ 之间的转化具有重要意义。

(1) 已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，将一定量 $\text{[math]}$ 气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为 $\text{[math]}$ 。

①该反应自发的条件是。

②下列可以作为反应达到平衡的判据是。

A．气体的压强不变 B． $\text{[math]}$ C．K不变

D．容器内气体的密度不变 E．容器内颜色不变

③在恒温恒压(压强为p)容器中加入 $\text{[math]}$ ，经过t min反应达到平衡， $\text{[math]}$ 气体的平衡转化率为75%，则该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (无需带单位，用含p的式子表示)。

已知：对于气相反应，用组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可以表示平衡常数作 $\text{[math]}$ ，如 $\text{[math]}$ ， p为平衡压强， $\text{[math]}$ 为平衡系统中B的物质的量分数。

④在温度为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，平衡体系中 $\text{[math]}$ 的体积分数随压强变化曲线如图所示。

由状态B到状态A，可以选择方法是(填“升高”或“降低”)温度。比较A、C两点气体的颜色，A比C(填“深”、“浅”或“一样”)。

(2) NO氧化反应： $\text{[math]}$ 分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。

I： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

II： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和 $\text{[math]}$ 气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ )，测得 $\text{[math]}$ 随t(时间)的变化曲线如下图。转化相同量的NO，在温度(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因。