我国力争在2060年前实现碳中和。研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义。Ⅰ．Ⅱ．回答下列问题：

1. 我国力争在2060年前实现碳中和。研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义。

Ⅰ． $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 298K时， $\text{[math]}$ 燃烧生成 $\text{[math]}$ 放热121kJ， $\text{[math]}$ 蒸发吸热44kJ表示 $\text{[math]}$ 燃烧热的热化学方程式为；

(2) 同一容器中，反应Ⅰ、Ⅱ的lnK(K为化学平衡常数)随 $\text{[math]}$ 的变化如图，下列说法正确的是_______；

A. 反应Ⅲ $\text{[math]}$ 的活化能 $\text{[math]}$ B. 当容器内的压强不再变化时说明两个反应均达到平衡 C. 当反应体系内气体的平均相对分子质量不变化时说明两个反应均达到平衡 D. 恒温恒容下充入氦气，反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动

(3) 在 $\text{[math]}$ ，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按照1∶3的比例混合在密闭容器中，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内 $\text{[math]}$ 的选择性和产率随温度的变化如图。

其中： $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$

①在上述条件下合成甲醇的工业条件是；

A.210℃ B.230℃ C．催化CZT D．催化剂 $\text{[math]}$

②在230℃以上，升高温度 $\text{[math]}$ 的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是；

③若为恒温体系，达平衡时，二氧化碳、甲醇、一氧化碳的体积分数相同，反应Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ ；

(4) 2020年，我国学者利用电化学装置常温下将 $\text{[math]}$ 高效转化为 $\text{[math]}$ ，其中隔膜为阴离子交换膜，其原理如图所示：

①写出阴极的电极反应式：。

②当有 $\text{[math]}$ 参与反应时，阴极溶液质量的变化为 $\text{[math]}$ ，阳极溶液质量的变化为 $\text{[math]}$ ，则溶液质量变化绝对值之差 $\text{[math]}$ g。

【考点】

盖斯定律及其应用; 电解原理;

【答案】

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综合题困难

1. 水是生命之源，生产和生活都离不开水。请回答：

(1) 置于密闭容器中的纯水(如图所示)，存在平衡：H₂O(l) $\text{[math]}$ H₂O(g) ΔH=+44 kJ/mol。一定温度下达到平衡时，p(H₂O)(水蒸气产生的压强)为一定值，该压强称为相应温度下的饱和蒸气压。若将水置于敞口容器中，当水的饱和蒸气压与外界气压相同时，水就会沸腾。

①从反应自发性角度分析，常温下水能够挥发的原因是。

②已知：一定物质的量的气体产生的压强与温度成正比；当水中溶有非挥发性溶质时，水的沸点会升高。在下图中画出水和水中加入非挥发性溶质时的饱和蒸气压随温度的变化曲线并分别标注纯水、溶液。

(2) 水蒸气和沼气(含CO₂)的催化重整反应可用于制氢气，相关反应如下：

Ⅰ．CH₄(g) + H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g) + 3H₂(g) ΔH₁=+260kJ/mol

Ⅱ．CO(g) + H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g) + H₂(g) ΔH₂=－41kJ/mol

Ⅲ．CH₄(g) + CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g) + 2H₂(g) ΔH₃=+247kJ/mol

其他反应：甲烷高温分解等原因造成的积碳反应。

①工业生产中常采用700℃左右的高温，原因是。

②一定温度下，某密闭容器中充入一定量CH₄(g)、H₂O(g)、CO(g)和H₂(g)发生反应Ⅰ，下列有关说法正确的是。

A．若反应在恒压容器中进行，容器体积不再发生变化时，反应达到平衡状态

B．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量CH₄ ，达到新平衡后，与原平衡相比，正反应速率增大，逆反应速率减小

C．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后，降低体系温度，达新平衡时，CO体积分数一定减小

D．若反应在恒压容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量Ar，达到新平衡时，c(H₂)比原平衡大

③在催化剂作用下，反应Ⅰ机理涉及如下过程(*代表催化剂吸附中心位点，CH₂*代表吸附态的CH₂)：

(a)：CH₄+* → CH₂*+H₂ (b)：H₂O+2* $\text{[math]}$ H*+OH* (c)：

(d)： (e)：CO* $\text{[math]}$ CO+*

综合题普通

NO是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NO是环境保护的重要课题。回答下列问题：

I．反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 可用于去除汽车尾气中的有害气体，该反应为自发反应。

（1） $\text{[math]}$ 0(填“>”“＜”或“=”)。

（2）在密闭容器中充入8molNO和10molCO发生反应，平衡时NO的体积分数与温度T、压强p的关系如图所示：

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

②A点时NO的转化率为。

③若反应在D点达到平衡，此时对反应容器降温的同时压缩体积，重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的点。

（3）探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图所示：

①由图可知：要达到最大脱氮率，该反应应采取的最佳实验条件为。

②温度低于200℃时，图中催化剂I的曲线脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是。

Ⅱ．以铂为电极，加入少量NaOH的饱和食盐水作电解液，对含有NO的烟气进行脱氮的原理如图所示，NO进入电解液被阳极产生的氧化性气体氧化为 $\text{[math]}$ 。

（4）NO被氧化的离子方程式为。

综合题普通

3. 苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料，目前生产苯乙烯的方法主要为 $\text{[math]}$ 氧化乙苯脱氢制苯乙烯，其反应如下：

反应I：(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ (g)+H₂O(g)+CO(g) $\text{[math]}$

反应Ⅱ：(g)⇌(g)+H₂(g) $\text{[math]}$

反应Ⅲ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 反应I的 $\text{[math]}$ 。

(2) 下列关于反应I～Ⅲ的说法正确的是___________(填序号)。 A. 及时分离出水蒸气，有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量 B. $\text{[math]}$ 保持恒定时，说明反应I达到化学平衡状态 C. 其他条件相同，反应Ⅱ分别在恒容和恒压的条件下进行，前者乙苯的平衡转化率更高 D. 对于基元反应Ⅲ，正反应的活化能小于逆反应的活化能

(3) 常压下，乙苯和 $\text{[math]}$ 经催化剂吸附后才能发生反应I。控制投料比［ $\text{[math]}$ (乙苯)］分别为1∶1、5∶1和10∶1，并在催化剂的作用下发生反应，乙苯的平衡转化率与反应温度的关系如图所示。

①乙苯的平衡转化率相同时，投料比越高，对应的反应温度越(填“高”或“低”)。

②850K时，反应经tmin达到图中P点所示状态，若初始时乙苯的物质的量为nmol，则v(苯乙烯)=mol/nim。

(4) 一定温度下，向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和 $\text{[math]}$ ，起始压强为 $\text{[math]}$ ，若容器中只发生反应I，平衡时容器内气体的总物质的量为5mol，乙苯的转化率为，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 $\text{[math]}$ kPa。

(5) 若在生产过程中只发生反应Ⅱ，向乙苯中混入氮气( $\text{[math]}$ 不参与反应)，保持体系总压为100kPa下进行反应，不同投料比m下乙苯的平衡转化率随反应温度的变化关系如图所示(其中投料比m为原料气中乙苯和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比，取值分别为1∶0、1∶1、1∶5、1∶9)。

投料比m为1∶9的曲线是(填“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)，图中A与B两点相比，乙苯的活化分子百分数A(填“>”“=”或“<”)B。

(6) 从资源综合利用的角度分析， $\text{[math]}$ 氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点是。

综合题困难