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1. 氢能是绿色绿源。甲醇和水蒸气在Cu/ZnO/Al2O3催化剂下发生重整制氢反应：

反应i：CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) = +49.5kJ·mol-1

温度过高时，会发生以下副反应：

反应ii：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)

反应iii：CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) = +90.4kJ·mol-1

(1) =kJ·mol-1。反应ii在温度过高时才能发生，说明该反应∆S0(填“>”、“<”或“=”)。
(2) 对于反应i的说法正确的是_______。 A. 正反应的活化能比逆反应的活化能低 B. 恒压条件下充入Ne，有利于提高甲醇平衡转化率 C. 催化剂利于平衡正向移动，使其平衡常数增大 D. 当混合体系平均相对分子质量恒定时，反应达到平衡状态
(3) 恒容条件下，水醇比[n(水)：n(甲醇)]分别为a、b、c时，平衡时CH3OH的转化率随温度变化情况如图所示。则a、b、c由大到小顺序为。
(4) 研究发现，=200℃下，按一定的水醇比、一定质量的Cu/ZnO/Al2O3催化剂作用下，只发生反应i。将原料按不同流速通过装有催化剂的装置(如图甲)，测得甲醇转化率与(催化剂质量与通入原料的流速之比)关系如图乙。

①AB段CH3OH转化率随着的增大而升高的原因是。比较B、C两点CH3OH的反应速率大小：vbvc(填“>”、“<”或“=”)。

②若要使甲醇的转化率大于c%，可采取的措施是(任写出一种即可)。
(5) 220℃，向恒容密闭容器中按n(水)：n(甲醇)=1：1通入原料，起始总压为p kPa，发生反应i和ii(该温度下，反应iii未发生)。平衡时，测得CO分压为a kPa，H2体积分数为CO的50倍。求220℃下反应达平衡时水和醇的物质的量比[即n(水)：n(甲醇)]=。
【考点】
盖斯定律及其应用;
【答案】

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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) 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) CO(g) + 3H2(g)   ΔH1=+260kJ/mol

Ⅱ．CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)   ΔH2=－41kJ/mol

Ⅲ．CH4(g) + CO2(g) 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*H*+OH*        (c)：

(d)：               (e)：CO*CO+*
综合题 普通
2. 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氧化乙苯脱氢制苯乙烯，其反应如下：

反应I：(g)+CO2(g)(g)+H2O(g)+CO(g)   

反应Ⅱ：(g)⇌(g)+H2(g)   

反应Ⅲ：   

(1) 反应I的。
(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. 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，乙苯和经催化剂吸附后才能发生反应I。控制投料比［(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 ， 起始压强为 ， 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kPa。
(5) 若在生产过程中只发生反应Ⅱ，向乙苯中混入氮气(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“”“”“”或“”)，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，氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点是。
综合题 困难
3. 肼是一种应用广泛的化工原料。工业上先合成氨气： ， 再进一步制备肼。完成下列填空：

（1）合成氨需要选择合适的催化剂，分别选用A、B、C三种催化剂进行实验，所得结果如图所示（其他条件相同）：

   

则生产中适宜选择的催化剂是（填“A”或“B”或“C”），理由是：。

（2）一定条件下，对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后，其他条件不变时，若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后，与原平衡相比，请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“无法确定”）。

反应速率

平衡常数K

氨的体积分数

变化情况

（3）肼可作为火箭燃料，在气体中燃烧生成氮气和气态水，放出71kJ的热量。写出该反应的化学方程式：。上述反应中，氧化剂是（写化学式），每1mol参加反应，转移的电子是mol。
综合题 普通