随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。Ⅰ.以和为原料合成尿素。（1）该反应的化学平衡常数表达式为。（2）研究发现，合成尿素反应分两步完成，其能量变化如下图所示：第一步：第二步：①图中。②反应速率较快的是反应(填“第一步”或“第二步)。Ⅱ.以和催化重整制备合成气：（3）在的密闭容器中通入物质的量均为的和，在一定条件下发生反应的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列叙述能说明反应到达平衡状态的是 (填字母序号)。A．容器中混合气体的密度保持不变 B．容器内混合气体的压强保持不变C．反应速率： D．同时断裂键和键②由图可知，压强(填“>”“<”或“=”，下同)；Y点速率。③反应经达到X点平衡状态，用表示反应速率为；若相同温度下，向密闭容器中充入的，此时该反应处于 (填“正向进行”、“逆向进行”、“化学平衡”)状态。（4）同温下，某研究小组分别在容积相等的两个恒容密闭容器中加入一定量的反应物，控制反应条件使其仅发生重整反应，获得如下数据：容器编号起始时各物质的物质的量/平衡转化率达到平衡时体系能量的变化i1200吸收热量：ii2400α①容器ii中反应达到平衡状态过程中吸收的热量(填“>”、“<”或“=”)。②容器i的容积变为原来的一半，则平衡转化率(填“>”“<”或“=”)。

I．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度/℃
化学反应	平衡常数	500	800
①2H₂(g)＋CO(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)	K₁	2.5	0.15
②H₂(g)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)＋CO(g)	K₂	1.0	2.50
③3H₂(g)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)＋H₂O(g)	K₃

（1）据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃=________(用K₁、K₂表示)。500 ℃时测得反应③在某时刻，H₂(g)、CO₂(g)、CH₃OH(g)、H₂O(g)的浓度(mol·L^－¹)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v_正________v_逆(填“>”、“=”或“<”)。

（2）对于反应③，在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是___________。

A. n(CO₂)∶n(H₂)∶n(CH₃OH)∶n(H₂O)=1∶3∶1∶1

B. 容器内压强保持不变

C. H₂的消耗速率与CH₃OH的消耗速率之比为3∶1

D. 容器内的密度保持不变

II．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂ ，化学方程式如下：

2NO(g) +2CO(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g) +N₂(g) ΔH<0

为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
c(NO)(mol/L)	1.00×10^－³	4.50×10^－⁴	2.50×10^－⁴	1.50×10^－⁴	1.00×10^－⁴	1.00×10^－⁴
c(CO)(mol/L)	3.60×10^－³	3.05×10^－³	2.85×10^－³	2.75×10^－³	2.70×10^－³	2.70×10^－³

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

（3）前2s内的平均反应速率υ(N₂)=________，CO的平衡转化率为________。(结果均保留两位有效数字）

（4）写出该反应的平衡常数K的表达式________。

（5）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是___________。

A. 选用更有效的催化剂	B. 升高反应体系的温度
C. 降低反应体系的温度	D. 缩小容器的体积

（6）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。某同学设计了三组实验，实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号	T(℃)	NO初始浓度(mol/L)	CO初始浓度(mol/L)	催化剂的比表面积(m²/g)
I	280	1.20×10^－³	5.80×10^－³	82
II	280	1.20×10^－³	5.80×10^－³	124
III	350	1.20×10^－³	5.80×10^－³	124

①以上三组实验的实验目的是________。

②请在给出的坐标图中，画出上表中的第三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图________。

综合题普通

2.

Ⅰ．CO₂可转化成有机物实现碳循环。甲同学在体积为1L的恒温密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂ ，一定条件下反应：3H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+ H₂O(g)，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

（1）能说明上述反应达到平衡状态的是(填字母)

A. 3分钟时

B. CO₂的物质的量分数不再改变

C. 单位时间内生成1mol H₂ ，同时生成1mol CH₃OH

D. 混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

（2）平衡常数表达式为：________。

（3）平衡时CO₂的转化率为________。

（4）平衡混合气体中CO₂(g)的物质的量分数是________。

（5）第3分钟时v_正(CH₃OH) ________第9分钟时v_逆(CH₃OH) (填“>”“＜”“=”或“无法比较”)。

（6）第9分钟时容器总压强为10MPa，则K_p=________。

Ⅱ．在一容积为2 L固定的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(s)+3B(g) $\text{[math]}$ 2C(g)+xD(g)，已知加入1molA和3molB反应5min后达到平衡，生成了1 molC，5 min内D的平均反应速率为0.05 molL^¹min^¹。

（7）x=________。

（8）反应达到平衡后，降低体系温度，B的质量分数降低，则该反应的逆反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)。

综合题普通

3. 深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义。

CO用于处理大气污染物 $\text{[math]}$ 的反应为 $\text{[math]}$ 。该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。

(1) 处理 $\text{[math]}$ 该反应(填“吸收”或“放出”)kJ的热量， $\text{[math]}$ 是该反应的。

(2) 若向某绝热恒容的密闭容器中加入等物质的量的CO和 $\text{[math]}$ ，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是。(填标号)

a．单位时间内消耗 $\text{[math]}$ 的同时生成 $\text{[math]}$

b．体系的压强不再发生变化

c． $\text{[math]}$ 的体积分数不再变化

d．体系中气体的密度不变

e．CO和 $\text{[math]}$ 的转化率相等

(3) 已知： $\text{[math]}$ 反应的速率方程为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为速率常数，主要与温度有关。下列措施对反应速率无影响的是_______。(填标号) A. 降温 B. 恒容时，再充入CO C. 恒容时，再充入 $\text{[math]}$ D. 恒压时，再充入 $\text{[math]}$

(4) 一定温度下，向体积为2L的刚性密闭容器中充入4mol CO和 $\text{[math]}$ ，发生上述反应，测得部分气体的物质的量浓度随时间变化关系如图所示：

①4min时， $\text{[math]}$ (正) $\text{[math]}$ (逆)(填“>”、“＜”或“=”)。

②12min时， $\text{[math]}$ 的转化率是。

综合题普通

1. 在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应： $\text{[math]}$ 。下列叙述中，能说明反应达到化学平衡状态的是

A. 单位时间内消耗 $\text{[math]}$ ，同时生成 $\text{[math]}$ B. 混合气体的密度不再变化 C. 容器内的压强不再变化 D. 混合气体中n(Y)与n(Z)的比值保持不变

单选题容易

2. 在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列各项不再发生变化时，表明反应 $\text{[math]}$ 已经达到化学平衡状态的是

A. 混合气体的压强 B. 相同时间生成nmolD的同时消耗3nmol的B C. $\text{[math]}$ D. 混合气体的平均相对分子质量

单选题容易

3. 一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应： $\text{[math]}$ 下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法正确的有个

① $\text{[math]}$

②SiF₄的体积分数不再变化

③容器内气体压强不再变化

④4molH-O键断裂的同时，有4molH-F键断裂

⑤混合气体的体积不再变化

⑥混合气体的密度不再改变

⑦SiF₄、H₂O、HF的浓度之比为 $\text{[math]}$ 且不再改变

A. 3 B. 4 C. 5 D. 6

单选题普通

1. 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

2. 回答下列问题。

(1) 已知：① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

写出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的热化学方程式。

(2) 尿素 $\text{[math]}$ 是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。回答下列问题：

①已知工业上合成尿素分两步进行，相关反应如下：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

下列示意图中[a表示 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ ]，能正确表示尿素合成过程中能量变化的曲线是。

②反应Ⅰ在(填“高温”、“低温”、“任何温度”)下能自发进行。

③在恒温恒容的密闭容器中充入物质的量之比为 $\text{[math]}$ 的氨气和二氧化碳，发生反应： $\text{[math]}$ ，可判断其达到平衡状态的是。

A．氨气的体积分数不再变化

B． $\text{[math]}$

C．氨气与二氧化碳的比值不再变化

D．密闭容器中压强不随时间变化而变化

(3) 研究大气中含硫化合物(主要是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ )的转化具有重要意义。

①将 $\text{[math]}$ 和空气的混合气体通入 $\text{[math]}$ 的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。

该循环过程中 $\text{[math]}$ 的作用是，图示总反应的化学方程式为。

②某化学小组对反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 进行研究。在实际生产过程中，控制进入接触室的气体中 $\text{[math]}$ 的体积分数是 $\text{[math]}$ 体积分数的1.5倍，其目的是：。实验测得反应 $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ 平衡转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是。(注：1MPa约等于10个大气压)

压强/MPa 温度/℃	0.1	0.5	1	10
400	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
500	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
600	73.7%	85.8%	89.5%	96.4%

综合题普通

3. 氢气是一种清洁能源，工业制氢有多种途径。

(1) 利用水煤气转化法制氢涉及的反应如下：

反应I： $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$

在一定温度下，向容积固定为 $\text{[math]}$ 的密闭容器中加入足量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，起始压强为 $\text{[math]}$ ，发生反应I和Ⅱ。 $\text{[math]}$ 后达到平衡，此时 $\text{[math]}$ 的转化率为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的物质的量为 $\text{[math]}$ 。

①反应I能自发进行的条件是(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。

②下列说法正确的是。

a．增大 $\text{[math]}$ 的用量，反应I生成 $\text{[math]}$ 的速率增大

b．混合气体的密度保持不变时，说明反应Ⅱ已达到平衡

c．平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数可能大于三分之二

d．除去体系中的 $\text{[math]}$ 可提高平衡时 $\text{[math]}$ 的含量

③此温度下反应Ⅱ的化学平衡常数 $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度，气体分压=总压×气体的物质的量分数)。

(2) 另一种绿色环保制氢技术“ $\text{[math]}$ 热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收 $\text{[math]}$ 制得的 $\text{[math]}$ 溶液反应，生成 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 再经生物柴油副产品转化为 $\text{[math]}$ 。实验中发现，在 $\text{[math]}$ 时，密闭容器中 $\text{[math]}$ 溶液与铁粉反应初期有 $\text{[math]}$ 生成并放出 $\text{[math]}$ 。随着反应进行， $\text{[math]}$ 迅速转化为活性 $\text{[math]}$ ，活性 $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 的催化剂，其可能反应机理如图所示。

①下列叙述正确的是。

a．电负性 $\text{[math]}$ ，因此吸附在 $\text{[math]}$ 上的H略带正电

b．升高温度生成 $\text{[math]}$ 的反应速率一定加快

c．吸附在 $\text{[math]}$ 上的H原子在步骤Ⅰ后生成了水

d．该制氢技术绿色环保原因之一是铁可以循环利用

②在其他条件相同时，测得 $\text{[math]}$ 的转化率、 $\text{[math]}$ 的产率随 $\text{[math]}$ 变化如图所示。

请分析 $\text{[math]}$ 的产率随 $\text{[math]}$ 增加而增大的可能原因是。

(3) 电解水制“绿氢”的技术也不断被突破，科技工作者设计了耦合 $\text{[math]}$ 高效制 $\text{[math]}$ 的方法，相同电量下 $\text{[math]}$ 理论产量是传统电解水的2倍，其装置如下图所示。则阳极电极反应式为。

综合题困难

1. 恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：

$\text{[math]}$ ，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是（）

A. 实验①， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B. 实验②， $\text{[math]}$ 时处于平衡状态， $\text{[math]}$ C. 相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D. 相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大

单选题普通

2. 已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，向一恒温恒容的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生反应， $\text{[math]}$ 时达到平衡状态I，在 $\text{[math]}$ 时改变某一条件， $\text{[math]}$ 时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A. 容器内压强不变，表明反应达到平衡 B. $\text{[math]}$ 时改变的条件：向容器中加入C C. 平衡时A的体积分数 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ D. 平衡常数K： $\text{[math]}$

多选题普通

3. 下列方案设计、现象和结论都正确的是（）

	目的	方案设计	现象和结论
A	检验某无色溶液中是否含有NO $\text{[math]}$	取少量该溶液于试管中，加稀盐酸酸化，再加入FeCl₂溶液	若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体，则该溶液中含有NO $\text{[math]}$
B	探究KI与FeCl₃反应的限度	取5 mL 0.1 mol·L^-1KI溶液于试管中，加入1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl₃溶液，充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液	若溶液变血红色，则KI与FeCl₃的反应有一定限度
C	判断某卤代烃中的卤素	取2 mL卤代烃样品于试管中，加入5 mL 20% KOH水溶液混合后加热，再滴加AgNO₃溶液	若产生的沉淀为白色，则该卤代烃中含有氯元素
D	探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性	取2mL20%的蔗糖溶液于试管中，加入适量稀 H₂SO₄后水浴加热5 min；再加入适量新制Cu(OH)₂悬浊液并加热	若没有生成砖红色沉淀，则蔗糖在酸性水溶液中稳定

A. A B. B C. C D. D

单选题普通

容器编号	起始时各物质的物质的量/ $\text{[math]}$				$\text{[math]}$ 平衡转化率	达到平衡时体系能量的变化
容器编号	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$ 平衡转化率	达到平衡时体系能量的变化
i	1	2	0	0		吸收热量： $\text{[math]}$
ii	2	4	0	0	α