据报道，也是一种温室气体，对环境的影响是相同条件下的40倍。研究和的转化技术对环境改善有着积极的意义。一个比较好的思路是，首先两者在一定条件下反应转化为CO和，然后再将和反应转化为。已知：①甲烷的燃烧热为；②；③；回答下列问题：

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1. 据报道， $\text{[math]}$ 也是一种温室气体，对环境的影响是相同条件下 $\text{[math]}$ 的40倍。研究 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的转化技术对环境改善有着积极的意义。一个比较好的思路是，首先两者在一定条件下反应转化为CO和 $\text{[math]}$ ，然后再将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应转化为 $\text{[math]}$ 。

已知：①甲烷的燃烧热为 $\text{[math]}$ ；

② $\text{[math]}$ ；

③ $\text{[math]}$ ；

回答下列问题：

(1) 写出符合甲烷燃烧热的热化学方程式：。

(2) 常温下， $\text{[math]}$ ，其反应热 $\text{[math]}$ ，若在恒温恒容条件下，增大起始 $\text{[math]}$ 的体积分数（增加 $\text{[math]}$ 的用量），反应速率（填“增大”“减小”“不变”）， $\text{[math]}$ 的转化率（填“提高”“降低”“不变”）。

(3) 在一定体积的密闭容器中进行化学反应：

$\text{[math]}$ ，其化学平衡常数和温度的关系如表所示：

T/℃	700	800	830	1000	1200
$\text{[math]}$	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

①该反应的化学平衡常数表达式为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ （填“>”“=”或“<”）0。

②在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则反应（填“正向”或“逆向”）进行。

(4) 有人提出分开处理温室气体的思路如下：

将 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ ，其原理为： $\text{[math]}$ ，若该反应在恒温恒容条件下进行，下列说法能说明该反应已达到平衡的有_____（填标号）；

A. 断裂 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 键的同时断裂 $\text{[math]}$ 键 B. $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的物质的量恰好相等 C. $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的浓度之比为 $\text{[math]}$ D. 体系的压强不再发生改变

(5) 研究发现， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在催化剂作用下可以按照不同的计量数之比进行反应。其原理如下：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

向体积恒定的容器中通入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生反应，温度升高，则平衡时 $\text{[math]}$ 的平衡浓度(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不发生改变”)。若在反应过程中，随着温度的升高，持续监测 $\text{[math]}$ 与CO的浓度比，测得的数据先增大后减小，其先增大的原因可能是。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡常数; 化学平衡状态的判断;

【答案】

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综合题普通

1. 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

2. 氨的催化氧化过程是当下研究的重要课题。

(1) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在一定压强和800℃条件下发生催化氧化反应时，可发生不同反应：

反应i： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应ii： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

①该条件下 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成NO的热化学方程式为。

②在恒温恒容密闭容器中，下列说法可以证明反应i已达到平衡状态的是(填序号)。

A． $\text{[math]}$

B．n个 $\text{[math]}$ 键断裂的同时，有n个 $\text{[math]}$ 键形成

C．混合气体的密度不变

D．容器内压强不变

③反应i与反应ii有关物质产率与温度的关系如图。下列说法正确的是。

A．氨催化氧化生成 $\text{[math]}$ 时，温度应控制在400℃左右

B．对反应升温可提高反应物转化率

C．提高物料比 $\text{[math]}$ 的值，主要目的的是提高反应速率

D.840℃后，NO产率下降的主要原因是以反应(ii)为主

(2) 在两个恒压密闭容器中分别充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，仅发生反应ii，测得 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度的变化如图所示。

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

②若容器的初始体积为2.0L，则在A点状态下平衡时容器中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

③B点的平衡常数 $\text{[math]}$ 。(用分压表示，气体分压=气体总压 $\text{[math]}$ 气体的物质的量分数。写出代数式，无需计算具体结果)

④若温度为 $\text{[math]}$ ，压强为 $\text{[math]}$ ，容器的初始体积为2.0L时，分别充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、0.2molAr发生反应ii，此时 $\text{[math]}$ 的平衡转化率为图中的点(选填“E”、“B”或“F”)。

综合题普通

$\text{[math]}$ 的综合利用成为研究热点， $\text{[math]}$ 作为碳源加氢是再生能源的有效方法。回答下列问题：

Ⅰ.工业上利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 制备 $\text{[math]}$ ，已知温度为T、压强为p时的摩尔生成焓 $\text{[math]}$ 如表所示：

气态物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
摩尔生成焓/ $\text{[math]}$	0	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

已知：一定温度下，由元素的最稳定单质生成 $\text{[math]}$ 纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。

（1）温度为T、压强为p时，反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

（2）已知：温度为 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 。

实验测得： $\text{[math]}$ 为速率常数。

① $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 。

②若 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

Ⅱ.在催化剂作用下，可被氢气还原为甲醇： $\text{[math]}$ [同时有副反应 $\text{[math]}$ 发生]，平衡转化率随温度和压强的变化如图。

（3）判断 $\text{[math]}$ 的大小关系：。解释压强一定时， $\text{[math]}$ 的平衡转化率呈现如图变化的原因：。同时增大 $\text{[math]}$ 的平衡转化率和 $\text{[math]}$ 的产率可采取的措施是(写一种即可)。

Ⅲ.在电解质水溶液中， $\text{[math]}$ 可被电化学还原为 $\text{[math]}$ 。

（4）在三种不同催化剂(a、b、c)上 $\text{[math]}$ 电还原为 $\text{[math]}$ 的反应进程中( $\text{[math]}$ 被还原为 $\text{[math]}$ 的反应可同时发生)，相对能量变化如图。由此判断， $\text{[math]}$ 电还原为 $\text{[math]}$ 从易到难的顺序为(用a、b、c字母排序)。

综合题普通