机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染，回答下列问题：

1. 机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染，回答下列问题：

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

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

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

则反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 中的 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示)， $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示)，(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下，有利于该反应自发进行。

(2) 恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，仅发生反应 $\text{[math]}$ ，实验测得平衡时 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示。已知： $\text{[math]}$ 。

①平衡常数： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

②混合气体中氧元素的质量： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=” $\text{[math]}$ 。

③反应速率： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

④ $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 点时，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示，分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 物质的量分数)。

(3) 利用如图所示装置，可直接将乙烯转化为乙醛(M、N均为惰性电极)。

①该电池工作时，能量的转化形式主要为由(填“电能”或“化学能”，下同)转化为。

②M电极上的电极反应式为。

【考点】

电极反应和电池反应方程式; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题普通

1. 完成下列问题。

(1) 可逆反应： $\text{[math]}$ ，当其他条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图。

据图分析 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”，下同)， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 0，a $\text{[math]}$ 。

(2) 某合成氨速率方程为： $\text{[math]}$ ，根据表中数据， $\text{[math]}$ 。

实验	$\text{[math]}$ /mol·L^-1	$\text{[math]}$ /mol·L^-1	$\text{[math]}$ /mol·L^-1	v/mol·L^-1·s^-1
1	m	n	p	q
2	2m	n	p	2q
3	m	n	0.1p	10q
4	m	2n	p	2.828q

在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为。

A．有利于平衡正向移动 B．防止催化剂中毒 C．提高正反应速率

(3) 已知反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，一定温度下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 以物质的量之比为1∶1充入盛有催化剂的密闭容器，下列图象t时刻一定处于平衡状态的是___________。 A.

(4) 科学家利用密度泛函理论筛选出合成氨的优良催化剂——担载单原子钼的缺陷硼氮单层材料，反应历程如图：该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能) $\text{[math]}$ eV。

(5) 中科院用混合导体透氧膜制备氨合成气和液体燃料合成气，工作原理如右下图所示，请写出膜Ⅰ侧 $\text{[math]}$ 发生的电极反应方程式：。

(6) 200℃时，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 以物质的量之比为1：3充入恒压容器中，容器内起始压强为 $\text{[math]}$ ，达到平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率为50%，则该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (用含有 $\text{[math]}$ 的式子表示。 $\text{[math]}$ 为分压平衡常数，气体分压=气体总压强×该气体的体积分数)。

综合题普通

2. 苯乙烯是重要的有机化工原料，可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在 $\text{[math]}$ 时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：

(ⅰ)直接脱氢： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

(ⅱ)氧化脱氢： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 回答下列问题：

(1) ①反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

②提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有。

③在绝热恒容密闭容器中加入 $\text{[math]}$ ，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是。

A．体系压强不变 B．体系温度不变

C．混合气体密度不变 D． $\text{[math]}$

(2) 已知 $\text{[math]}$ ，忽略 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 随温度的变化。当 $\text{[math]}$ 时，反应能自发进行。在 $\text{[math]}$ 下，直接脱氢反应的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 随温度变化的理论计算结果如图所示。

①直接脱氢反应在常温下(选填“能”或“不能”)自发。

② $\text{[math]}$ 随温度的变化曲线为(选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)，判断的理由是。

③在某温度下，向刚性密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 气态乙苯，此时压强为 $\text{[math]}$ ，若只发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (分压=总压×物质的量分数)。

(3) 以多孔铂为电极，如下图装置中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 口分别通入气态苯乙烯( $\text{[math]}$ )和 $\text{[math]}$ 构成燃料电池，该电池的负极的电极反应为。

综合题困难

3. 合理利用温室气体是当前能源与环境研究的热点。 $\text{[math]}$ 催化加氢可缓解 $\text{[math]}$ 对温室效应的影响，其原理为：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol^-1

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 反应Ⅰ的 $\text{[math]}$ 0(填“>”、“<”或“=”)，说明理由。

(2) 反应Ⅰ中， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别为正、逆反应速率， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别为正、逆反应速率常数， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 仅受温度影响。请在下图中画出 $\text{[math]}$ 随T的变化斜线。( $\text{[math]}$ ， T表示温度)

(3) 在0.1MPa下，将1mol $\text{[math]}$ 和4mol $\text{[math]}$ 充入2L刚性密闭容器中，假设只发生反应Ⅰ，当CO平衡产率为40%时，此时总压为P，计算该温度下反应Ⅰ的平衡常数 $\text{[math]}$ 。(计算结果用分数表示)

(4) 某实验室控制 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 初始投料比为1∶2.2，经过相同时间测得如下四组实验数据：

反应序号	T/K	催化剂	$\text{[math]}$ 转化率/%	甲醇选择性/%
①	543	Cu/ZnO纳米棒	12.3	42.3
②	543	Cu/ZnO纳米片	10.9	72.7
③	553	Cu/ZnO纳米棒	15.3	39.1
④	553	Cu/ZnO纳米片	12.0	71.6

结合实验数据，选择Cu/ZnO(填“纳米棒”或“纳米片”)更有利于提高甲醇产率。

(5) 下图为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在某催化剂M表面发生反应Ⅱ得到单分子甲醇的反应历程(*表示吸附态)， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol^-1(“eV”表示电子伏特，指一个电子的电位差加速后所获得的动能，leV $\text{[math]}$ J， $\text{[math]}$ mol^-1)。

(6) 对于反应Ⅱ，下列说法正确的是___________。 A. 低温、高压有利于提高 $\text{[math]}$ 转化为甲醇的平衡转化率 B. 增大 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的初始投料比，有利于提高 $\text{[math]}$ 转化为甲醇的平衡转化率 C. 使用催化剂M生成甲醇的反应历程中， $\text{[math]}$ 是该反应的决速步 D. 及时分离出水可加快上述反应的反应速率

综合题普通