?化學反應原理綜合題

1.(2022·臨沂模擬)二甲醚(CH3OCH3)被稱為“21世紀的清潔燃料”。以CO2、H2為原料制備二甲醚涉及的主要反應如下：
Ⅰ.2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH1＝－122.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.1 kJ·mol－1
回答下列問題：
(1)反應2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝__________________________________________________________。
(2)在壓強、CO2和H2的起始投料一定的條件下，發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ，實驗測得CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖所示。

已知：CH3OCH3的選擇性＝×100%
其中表示平衡時CH3OCH3的選擇性的是曲線________(填“①”或“②”)；溫度高于300 ℃時，曲線②隨溫度升高而升高的原因是__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________；
為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性，應選擇的反應條件為________(填標號)。
a.低溫、低壓 b.高溫、高壓
c.高溫、低壓 d.低溫、高壓
(3)也可以利用甲醇脫水制備二甲醚：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)。已知：ln Kp＝－2.205＋，其中Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，T為熱力學溫度。
①為提高CH3OCH3的平衡產(chǎn)率，可以采取的措施有__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________(任寫一條)。
②473 K時，在密閉容器中加入一定量CH3OH(g)，采用合適的催化劑進行反應，達到平衡時體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為________(填標號)。
a.< b.
c.～ d.
(4)對于反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.1 kJ·mol－1，反應速率v＝v正－v逆＝k正p(CO2)·p(H2)－k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)，p為氣體的分壓(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
①降低溫度，k正－k逆________(填“增大”、“減小”或“不變”)；
②在T K，101 kPa下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶1投料，CO2的轉(zhuǎn)化率為50%時，＝，用氣體分壓表示的平衡常數(shù)Kp＝________。
2.(2021·濰坊模擬)“一碳化學”是指以研究分子中只含有一個碳原子的化合物為原料合成一系列化工產(chǎn)品的化學。研究和深度開發(fā)CO、CO2的應用對構(gòu)建生態(tài)文明社會具有重要的意義。回答下列問題：
(1)相關物質(zhì)的燃燒熱(1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時放出的熱量)數(shù)據(jù)如下表所示：
物質(zhì)
C(s)
CO(g)
H2(g)
燃燒熱ΔH(kJ·mol－1)
－393.5
－283
－286
已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1
寫出C(s)與H2O(g)生成CO和H2的熱化學方程式____________________
__________________________________________________________。
(2)工業(yè)上，在Rh基催化劑的作用下發(fā)生反應CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。向恒容密閉容器中通入1 mol CO(g)和3 mol H2(g)，在催化劑表面上反應歷程和能量變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。
①據(jù)圖可知，該反應為________(填“放熱”“吸熱”)反應；對該反應的反應速率影響最大的基元反應方程式為___________________________________
__________________________________________________________。

②化學反應速率方程中各物質(zhì)濃度的指數(shù)稱為各物質(zhì)的反應級數(shù)，反應級數(shù)越大，表示該物質(zhì)濃度對反應速率影響越大。該反應的反應速率及反應級數(shù)隨溫度變化如圖所示

據(jù)圖可知，為提高反應速率，適宜的反應條件為________；溫度再高反應速率大幅度降低的原因可能為________________________________________
__________________________________________________________。
(3)CO2和H2在催化劑作用下可發(fā)生以下兩個反應：
ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－48.5 kJ·mol－1
ⅱ.2CO2(g)＋5H2(g)C2H2(g)＋4H2O(g)　ΔH2＝＋37.1 kJ·mol－1
①升高溫度，C2H2的含量增大的原因是_________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
②恒溫恒壓密閉容器中，加入2 mol CO2(g)和4 mol H2(g)，初始壓強為p0，在300 ℃發(fā)生反應，反應達平衡時，CO2的轉(zhuǎn)化率為50%，容器容積減小25%，則反應ⅰ的壓強平衡常數(shù)Kp＝________(結(jié)果保留1位小數(shù))。
3.(2021·寧德一模)氮氧化物和 SO2是大氣主要污染物，研究它們的轉(zhuǎn)化關系有利于防治污染。
已知：Ⅰ.2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)
ΔH＝－113.0 kJ·mol－1
Ⅱ.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
Ⅲ.NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH
(1)ΔH＝________。
(2)在100 ℃時，將1 mol NO2與1 mol SO2的混合氣體置于絕熱恒容密閉容器中發(fā)生反應，正反應速率隨時間變化的趨勢如圖所示，a、b、c三點對應條件下的平衡常數(shù)分別表示為Ka、Kb、Kc，則Ka、Kb、Kc的大小關系為________，下列說法正確的是________。(填字母)

A.反應在b點達到平衡狀態(tài)
B.從t1到t3逆反應的速率先增大后減小
C.a、b、c三點中，c點SO2的轉(zhuǎn)化率最大
(3)SO2催化氧化是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的重要步驟，在0.1 Mpa、450 ℃的恒壓容器中測得相關數(shù)據(jù)如表。

起始原料氣體積分數(shù)
平衡混合氣體積分數(shù)
SO2
7%
0.18%
O2
11%
7.86%
SO3
0%
7.06%
N2
82%
84.9%
該溫度下用分壓表示的平衡常數(shù)(氣體分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))Kp＝__________________________________________________________
__________________________________________________________(列出計算式)。
寫出一種能提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施____________________________。
(4)Li/SO2電池以LiBr－AN(乙腈)、液態(tài)SO2為電解質(zhì)溶液，放電時有白色的連二亞硫酸鋰(Li2S2O4)沉淀生成。
①放電時的正極反應式為____________________________________。
②該電池比能量高達300 Wh/kg(電池的比能量是指單位質(zhì)量的電極材料能釋放出的最大電能)，該電池比能量高的原因是_________________________
__________________________________________________________。
4.(2022·1月遼寧普通高校招生考試適應性測試，18)環(huán)氧乙烷是高效消毒劑，可用于口罩等醫(yī)用品消毒，工業(yè)常用乙烯氧化法生產(chǎn)。
主反應：2CH2===CH2(g)＋O2(g)
(g)　ΔH1＝－209.8 kJ·mol－1
副反應：CH2===CH2(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－1 323.0 kJ·mol－1
回答下列問題：
(1)C2H4的燃燒熱ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1，則環(huán)氧乙烷(g)的燃燒熱ΔH＝__________。
(2)以下既能加快反應速率又能提高環(huán)氧乙烷產(chǎn)率的方法有________(填標號)。
A.降低溫度 B.向容器中充入N2使壓強增大
C.采用改性的催化劑 D.用空氣替代氧氣
(3)已知：，合成過程中的溫度與氯乙醇的平衡產(chǎn)率關系如圖a，30 ℃下原料投料比與氯乙醇的平衡產(chǎn)率關系如圖b。

反應隨溫度升高平衡產(chǎn)率降低的可能原因為__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________；
其他條件不變時，降低環(huán)氧乙烷與HCl的投料比，環(huán)氧乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率將__________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)環(huán)氧乙烷經(jīng)水解可得到乙二醇。乙二醇易溶于水的原因為__________________________________________________________；
寫出乙二醇－氧氣堿性燃料電池的負極反應式：__________________________________________________________
__________________________________________________________。
5.(2021·全國乙卷)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直接反應，也可用作有機合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}：
(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認為是ICl，從而錯過了一種新元素的發(fā)現(xiàn)，該元素是________________。
(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8 ℃時平衡常數(shù)Kp′＝1.0×104 Pa2。在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCl6，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8 ℃，碘蒸氣初始壓強為20.0 kPa。376.8 ℃平衡時，測得燒瓶中壓強為32.5 kPa，則pICl＝________________ kPa，反應2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)的平衡常數(shù)K＝________(列出計算式即可)。
(3)McMorris測定和計算了在136～180 ℃范圍內(nèi)下列反應的平衡常數(shù)Kp：
2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1～和lg Kp2～均為線性關系，如下圖所示：

①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
②反應2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；該反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程：__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學分解反應，在一定頻率(ν)光的照射下機理為：
NOCl＋hν―→NOCl*
NOCl＋NOCl*―→2NO＋Cl2
其中hν表示一個光子能量，NOCl*表示NOCl的激發(fā)態(tài)?？芍?，分解1 mol的NOCl需要吸收________ mol的光子。
6.[2022·廈門外國語學校適應性考試(5月)，13]甲烷－CO2重整反應可以得到用途廣泛的合成氣，已知方程式為CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g)　ΔH>0?；卮鹣铝袉栴}：
(1)相關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示：
物質(zhì)
CH4(g)
CO(g)
H2(g)
燃燒熱(kJ/mol)
890.3
283.0
285.8
①ΔH＝________ kJ·mol－1。
②用Ni基雙金屬催化，反應的活化能降低，ΔH________(填“變大”“變小”或者“不變”)。
(2)控制其他條件不變，改變溫度對合成氣中甲烷質(zhì)量分數(shù)的影響如圖。

若充入a mol CH4，經(jīng)過2小時后達到如圖A點，2小時內(nèi)用CH4表示的平均反應速率為________ mol/h(用a表示)；假設A為平衡態(tài)，此時壓強為2 MPa，平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)，保留2位小數(shù))。
(3)甲烷的重整反應速率可以表示為η＝k·p(CH4) [p(CH4)是指甲烷的分壓]，其中k為速率常數(shù)。下列說法正確的是________。
a.增加甲烷的濃度，η增大 b.增加CO2濃度，η增大
c.及時分離合成氣，η增大 d.通過升高溫度，提升k
(4)一定溫度下反應會出現(xiàn)積碳現(xiàn)象而降低催化劑活性。圖是Ni基雙金屬催化劑抗積碳的示意圖。

結(jié)合圖示：
①寫出一個可能的積碳反應方程式____________________________
__________________________________________________________。
②金屬鈷能有效消碳的原因是_______________________________
__________________________________________________________。
7.(2021·河北卷)當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點，因此，研發(fā)二氧化碳利用技術、降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。
(1)大氣中的二氧化碳主要來自煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25 ℃時，相關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：
物質(zhì)
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃燒熱ΔH(kJ·mol－1)
－285.8
－393.5
－3 267.5
則25 ℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為__________________________________________________________。
(2)雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進一步和水反應，發(fā)生電離：
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HCO(aq)
25 ℃時，反應②的平衡常數(shù)為K2。
溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))，比例系數(shù)為ymol·L－1·kPa－1，當大氣壓強為p kPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為x時，溶液中H＋濃度為________ mol·L－1(寫出表達式，考慮水的電離，忽略HCO的電離)。
(3)105 ℃時，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：
2MHCO3(s)M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)
上述反應達平衡時體系的總壓為46 kPa。
保持溫度不變，開始時在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5 kPa，CO2(g)的初始壓強應大于________kPa。
(4)我國科學家研究Li－CO2電池，取得了重大科研成果。回答下列問題：
①Li－CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在________(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學反應。研究表明，該電池反應產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。
Ⅰ.2CO2＋2e－===C2OⅡ.C2O===CO2＋CO
Ⅲ.________________ Ⅳ.CO＋2Li＋===Li2CO3
②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學還原。
Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應方程式為__________________________________________________________
__________________________________________________________。
Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應進程中(H＋電還原為H2的反應可同時發(fā)生)，相對能量變化如圖。由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序為________(用a、b、c字母排序)。


8.(2021·湖南卷)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。
方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣
相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)
化學鍵
N≡N
H—H
N—H
鍵能E/(kJ·mol－1)
946
436.0
390.8
在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問題：
(1)反應2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1；
(2)已知該反應的ΔS＝198.9 J·mol－1·K－1，在下列哪些溫度下反應能自發(fā)進行？ ________(填標號)；
A.25 ℃ B.125 ℃
C.225 ℃ D.325 ℃
(3)某興趣小組對該反應進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將
0.1 mol NH3通入3 L的密閉容器中進行反應(此時容器內(nèi)總壓為200 kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。

①若保持容器容積不變，t1時反應達到平衡，用H2的濃度變化表示0～t1時間內(nèi)的反應速率v(H2)＝________ mol·L－1·min－1(用含t1的代數(shù)式表示)；
②t2時將容器容積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢的曲線是________(用圖中a、b、c、d表示)，理由是__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________；
③在該溫度下，反應的標準平衡常數(shù)K?＝________[已知：分壓＝總壓×該組分物質(zhì)的量分數(shù)，對于反應dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)　K?＝，其中p?＝100 kPa，pG、pH、pD、pE為各組分的平衡分壓]。
方法Ⅱ.氨電解法制氫氣利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。

(4)電解過程中OH－的移動方向為________________(填“從左往右”或“從右往左”)；
(5)陽極的電極反應式為______________________________。
9.(2021·全國甲卷)二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉栴}：
(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為：
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
該反應一般認為通過如下步驟來實現(xiàn)：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2＝－90 kJ·mol－1
總反應的ΔH＝________ kJ·mol－1；若反應①為慢反應，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應能量變化的是________(填標號)，判斷的理由是__________________________________________________________。

(2)合成總反應在起始物n(H2)/n(CO2)＝3時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)為x(CH3OH)，在t＝250 ℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105 Pa下的x(CH3OH)～t如圖所示。

①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應的平衡常數(shù)，表達式Kp＝__________________________________________________________；
②圖中對應等壓過程的曲線是________，判斷的理由是
__________________________________________________________
__________________________________________________________；
③當x(CH3OH)＝0.10時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________，反應條件可能為________或________。
10.(2022·1月福建學業(yè)水平選擇性考適應性測試，13)低能耗高效率的合成氨技術開發(fā)是實現(xiàn)氨燃料化利用的基礎。探索新型合成氨技術是該領域研究熱點之一。
回答下列問題：
(1)哈伯合成氨在較高溫度下以氫氣做氫源，氫氣可由天然氣制備。
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
下表列出了幾種化學鍵的鍵能：
化學鍵
H—H
C—H
H—O

鍵能kJ/mol
436
413
467
1 072
①298 K時，上述反應的ΔH＝________。
②為提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，可采用的措施是________。
A.使用合適的催化劑 B.采用較高的溫度
C.采用較高的壓強 D.延長反應時間
③在1 L剛性密閉容器中充入0.2 mol CH4和1.0 mol H2O進行反應，加熱時容器內(nèi)溫度升高。當溫度升高至900 K，若容器內(nèi)n(CO)＝0.1 mol，此時反應________(填“正向進行”“逆向進行”“處于平衡狀態(tài)”)，若保持900 K，達到平衡時再往容器內(nèi)充入0.1 mol He，v正________(填“增大”“減小”“不變”)(已知：900 K時反應的平衡常數(shù)為1.2)。
(2)催化劑的選擇是合成氨的核心技術之一，使用催化劑1或催化劑2合成氨，產(chǎn)氨速率與溫度的關系如圖。

①根據(jù)由圖判斷，活化能Ea1________Ea2(填“>”“＝”“＜”，下同)。
②使用催化劑1或催化劑2時，合成氨的ΔH1________ΔH2。
(3)電催化氮氣還原合成氨是一種常溫常壓條件下利用水作為氫源的低碳環(huán)保路線，如圖是電催化合成氨裝置示意圖。

①a電極應該連接電源________極。②電催化合成氨的化學方程式為__________________________________________________________
__________________________________________________________。

化學反應原理綜合題專題訓練

1.(2022·臨沂模擬)二甲醚(CH3OCH3)被稱為“21世紀的清潔燃料”。以CO2、H2為原料制備二甲醚涉及的主要反應如下：
Ⅰ.2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH1＝－122.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.1 kJ·mol－1
回答下列問題：
(1)反應2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝__________________________________________________________。
(2)在壓強、CO2和H2的起始投料一定的條件下，發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ，實驗測得CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖所示。

已知：CH3OCH3的選擇性＝×100%
其中表示平衡時CH3OCH3的選擇性的是曲線________(填“①”或“②”)；溫度高于300 ℃時，曲線②隨溫度升高而升高的原因是__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________；
為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性，應選擇的反應條件為________(填標號)。
a.低溫、低壓 b.高溫、高壓
c.高溫、低壓 d.低溫、高壓
(3)也可以利用甲醇脫水制備二甲醚：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)。已知：ln Kp＝－2.205＋，其中Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，T為熱力學溫度。
①為提高CH3OCH3的平衡產(chǎn)率，可以采取的措施有__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________(任寫一條)。
②473 K時，在密閉容器中加入一定量CH3OH(g)，采用合適的催化劑進行反應，達到平衡時體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為________(填標號)。
a.< b.
c.～ d.
(4)對于反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.1 kJ·mol－1，反應速率v＝v正－v逆＝k正p(CO2)·p(H2)－k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)，p為氣體的分壓(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
①降低溫度，k正－k逆________(填“增大”、“減小”或“不變”)；
②在T K，101 kPa下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶1投料，CO2的轉(zhuǎn)化率為50%時，＝，用氣體分壓表示的平衡常數(shù)Kp＝________。
答案　(1)－204.7 kJ·mol－1
(2)①　高于300 ℃時，以反應Ⅱ為主，反應Ⅱ為吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大　d
(3)①將產(chǎn)物CH3OCH3或H2O液化移去、降低溫度　②c
(4)①減小?、?.8
解析　(1)由蓋斯定律得，ΔH＝－2ΔH2＋ΔH1＝(－2×41.1－122.5) kJ/mol＝－204.7 kJ/mol。
(2)升高溫度，平衡向吸熱方向移動(即ΔH>0方向)，所以Ⅰ向逆向移動，Ⅱ向正向移動。CH3OCH3變少，CO2增多，故CH3OCH3的選擇性應一直減小，故表示平衡時CH3OCH3的選擇性是曲線①。當t>300 ℃時，曲線②(CO2平衡轉(zhuǎn)化率)隨溫度升高而升高的原因是：反應Ⅰ的ΔH0，升高溫度使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且上升幅度超過下降幅度，故溫度>300 ℃時，反應Ⅱ占主導。增大壓強，反應向氣體分子數(shù)減小的方向進行。若想提高CH3OCH3選擇性，應向Ⅰ的正反應方向，Ⅱ的逆反應方向進行，即條件為高壓、低溫。
(3)①Kp＝，又由ln Kp＝－2.205＋，Kp增大，則CH3OCH3產(chǎn)率增大，故應降低溫度。
②由三段式，假設CH3OCH3起始濃度為2 mol/L

將T＝473 K代入ln Kp＝－2.205＋，得Kp＝33.835，所以，＝33.835，x＝0.92>，所以CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)>。
(4)①降低溫度，向放熱方向進行(即ΔHE(生成物)，所以該反應放熱；反應快慢取決于活化能最大的步驟，CH＋H*===CH4(g)。
②根據(jù)圖中信息可知，溫度為800 K和反應級數(shù)為1.7時，反應級數(shù)最大，表示該物質(zhì)濃度對反應速率影響越大，為提高反應速率，適宜的反應條件為：溫度為800 K，增大H2濃度；溫度再高反應速率大幅度降低的原因可能為催化劑活性降低或H2級數(shù)的影響減小。
(3)①升高溫度，C2H2的含量增大的原因是因為反應ⅱ為吸熱反應，升高溫度平衡會向正向移動；反應ⅰ為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動。
②設反應ⅰ中CO2反應了x mol，反應ⅱ中CO2反應了2y mol


根據(jù)pV＝nRT可知，恒溫恒壓容器，V減小25%，可知n減少25%，故反應后n總＝6×＝4.5 mol，

解得，
n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝1.25 mol，n(CH3OH)＝0.5 mol，n(H2O)＝1.5 mol
Kp＝＝＝7.8p。
3.(2021·寧德一模)氮氧化物和 SO2是大氣主要污染物，研究它們的轉(zhuǎn)化關系有利于防治污染。
已知：Ⅰ.2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)
ΔH＝－113.0 kJ·mol－1
Ⅱ.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
Ⅲ.NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH
(1)ΔH＝________。
(2)在100 ℃時，將1 mol NO2與1 mol SO2的混合氣體置于絕熱恒容密閉容器中發(fā)生反應，正反應速率隨時間變化的趨勢如圖所示，a、b、c三點對應條件下的平衡常數(shù)分別表示為Ka、Kb、Kc，則Ka、Kb、Kc的大小關系為________，下列說法正確的是________。(填字母)

A.反應在b點達到平衡狀態(tài)
B.從t1到t3逆反應的速率先增大后減小
C.a、b、c三點中，c點SO2的轉(zhuǎn)化率最大
(3)SO2催化氧化是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的重要步驟，在0.1 Mpa、450 ℃的恒壓容器中測得相關數(shù)據(jù)如表。

起始原料氣體積分數(shù)
平衡混合氣體積分數(shù)
SO2
7%
0.18%
O2
11%
7.86%
SO3
0%
7.06%
N2
82%
84.9%
該溫度下用分壓表示的平衡常數(shù)(氣體分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))Kp＝__________________________________________________________
__________________________________________________________(列出計算式)。
寫出一種能提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施____________________________。
(4)Li/SO2電池以LiBr－AN(乙腈)、液態(tài)SO2為電解質(zhì)溶液，放電時有白色的連二亞硫酸鋰(Li2S2O4)沉淀生成。
①放電時的正極反應式為____________________________________。
②該電池比能量高達300 Wh/kg(電池的比能量是指單位質(zhì)量的電極材料能釋放出的最大電能)，該電池比能量高的原因是_________________________
__________________________________________________________。
答案　(1)－41.8 kJ/mol　(2)Ka＞Kb＞Kc　B
(3)＝≈1.96×105 MPa－1　增大體系的壓強、降低溫度，及時分離出三氧化硫等(答案合理即可)　(4)①2SO2＋2e－＋2Li＋===Li2S2O4↓
②鋰的相對原子質(zhì)量為7是所有金屬中最小的，所以該電池比能量高
解析　(1)根據(jù)蓋斯定律×(Ⅱ－Ⅰ)＝Ⅲ得Ⅲ，可得NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝(－196.6＋113) kJ/mol＝－41.8 kJ/mol；(2)該反應為放熱反應，二氧化氮和二氧化硫在絕熱恒容密閉容器中發(fā)生反應時，放出的熱量使反應溫度升高，則反應溫度的高低順序為c＞b＞a，升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動，化學平衡常數(shù)減小，則Ka、Kb、Kc的大小關系為Ka＞Kb＞Kc，二氧化氮和二氧化硫在絕熱恒容密閉容器中發(fā)生反應時，反應物濃度減小，使反應速率減小，該反應為放熱反應，放出的熱量使反應溫度升高，使反應速率增大，b點正反應速率最大，說明溫度對反應速率的影響大于濃度對反應速率的影響，但不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；從t1到t3的過程中，反應開始時，溫度對反應速率的影響大于濃度對反應速率的影響，逆反應的速率先增大，后反應物濃度減小對反應速率的影響大于溫度對反應速率的影響，反應速率減小，則逆反應的速率先增大后減小，故B正確；由圖可知，b的正反應速率最大，消耗二氧化硫的濃度最大，則b點SO2的轉(zhuǎn)化率最大，故C錯誤；(3)催化氧化的方程式O2＋2SO22SO3，Kp＝＝≈1.96×105 MPa－1，O2＋2SO22SO3為放熱的氣體計量數(shù)減小的可逆反應，能提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有，增大體系的壓強、降低溫度，及時分離出三氧化硫等；(4)①SO2在正極得到電子與Li＋結(jié)合生成Li2S2O4，則放電時正極的電極反應式為2SO2＋2e－＋2Li＋===Li2S2O4↓；②比能量是指消耗單位質(zhì)量的電極所釋放的電量，鋰的相對原子質(zhì)量為7是所有金屬最小的，所以該電池比能量高。
4.(2021·1月遼寧普通高校招生考試適應性測試，18)環(huán)氧乙烷是高效消毒劑，可用于口罩等醫(yī)用品消毒，工業(yè)常用乙烯氧化法生產(chǎn)。
主反應：2CH2===CH2(g)＋O2(g)
(g)　ΔH1＝－209.8 kJ·mol－1
副反應：CH2===CH2(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－1 323.0 kJ·mol－1
回答下列問題：
(1)C2H4的燃燒熱ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1，則環(huán)氧乙烷(g)的燃燒熱ΔH＝__________。
(2)以下既能加快反應速率又能提高環(huán)氧乙烷產(chǎn)率的方法有________(填標號)。
A.降低溫度 B.向容器中充入N2使壓強增大
C.采用改性的催化劑 D.用空氣替代氧氣
(3)已知：，合成過程中的溫度與氯乙醇的平衡產(chǎn)率關系如圖a，30 ℃下原料投料比與氯乙醇的平衡產(chǎn)率關系如圖b。

反應隨溫度升高平衡產(chǎn)率降低的可能原因為__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________；
其他條件不變時，降低環(huán)氧乙烷與HCl的投料比，環(huán)氧乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率將__________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)環(huán)氧乙烷經(jīng)水解可得到乙二醇。乙二醇易溶于水的原因為__________________________________________________________；
寫出乙二醇－氧氣堿性燃料電池的負極反應式：__________________________________________________________
__________________________________________________________。
答案　(1)－1 306.1 kJ·mol－1　(2)C　(3)反應的ΔH＜0，升高溫度，平衡逆向移動，導致平衡產(chǎn)率降低　增大　(4)乙二醇分子中有2個—OH，與水分子形成氫鍵　HOCH2CH2OH－10e－＋14OH－===2CO＋10H2O
解析　(1)已知C2H4的燃燒熱ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1，則有C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3＝－1 411.0 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律可得：
＋O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝＝－1 306.1 kJ·mol－1。(2)降低溫度會使得反應速率降低，不選A；向容器中充入N2使壓強增大，若該容器的體積恒定，則該反應的反應速率不變且環(huán)氧乙烷的產(chǎn)率不變，不選B；采用改性催化劑，副反應減少，環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化率提高，選C；用空氣代替氧氣，氧氣的濃度降低，反應速率降低，不選D。
(3)已知：，可能因為該反應的ΔH＜0，升高溫度，平衡逆向移動，導致平衡產(chǎn)率降低；若其他條件不變時，降低環(huán)氧乙烷與HCl的投料比，則HCl的投料更多，環(huán)氧乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率將增大。(4)乙二醇分子中有2個—OH，可與水分子形成氫鍵，因此乙二醇易溶于水；在乙二醇－氧氣的堿性燃料電池中，乙二醇作負極失去電子發(fā)生氧化反應，在堿性條件下生成CO和H2O，則負極的電極反應式：HOCH2CH2OH－10e－＋14OH－===2CO＋10H2O。
5.(2021·全國乙卷)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直接反應，也可用作有機合成中的碘化劑。回答下列問題：
(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認為是ICl，從而錯過了一種新元素的發(fā)現(xiàn)，該元素是________________。
(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8 ℃時平衡常數(shù)Kp′＝1.0×104 Pa2。在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCl6，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8 ℃，碘蒸氣初始壓強為20.0 kPa。376.8 ℃平衡時，測得燒瓶中壓強為32.5 kPa，則pICl＝________________ kPa，反應2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)的平衡常數(shù)K＝________(列出計算式即可)。
(3)McMorris測定和計算了在136～180 ℃范圍內(nèi)下列反應的平衡常數(shù)Kp：
2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1～和lg Kp2～均為線性關系，如下圖所示：

①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
②反應2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；該反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程：__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學分解反應，在一定頻率(ν)光的照射下機理為：
NOCl＋hν―→NOCl*
NOCl＋NOCl*―→2NO＋Cl2
其中hν表示一個光子能量，NOCl*表示NOCl的激發(fā)態(tài)。可知，分解1 mol的NOCl需要吸收________ mol的光子。
答案　(1)溴(或Br)
(2)24.8　
(3)①大于?、贙p1·Kp2　大于
lg Kp1～和lg Kp2～均為線性關系，根據(jù)對數(shù)的運算法則可知，lg( Kp1·Kp2)＝lg Kp1＋lg Kp2，取兩條線段的首位兩個點的數(shù)據(jù)，可知在最左側(cè)的點lg Kp1＋lg Kp2＝－3.9，在最右側(cè)的點lg Kp1＋lg Kp2＝－4.1，溫度降低時，Kp1·Kp2會減小，所以反應2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)為吸熱反應，ΔH>0。
(4)0.5
解析　(1)高中階段常見的紅棕色物質(zhì)有液溴、Fe2O3、NO2(g)，故此處所獲得的紅棕色液體為液溴，所含元素為溴元素。(2)由題給信息可知，氯鉑酸鋇固體加熱時分解的化學方程式為BaPtCl6BaCl2＋2Cl2↑＋Pt，該反應的Kp′＝p2(Cl2)＝1.0×104 Pa2，所以平衡時p(Cl2)＝0.1 kPa。根據(jù)方程式2ICl(g)I2(g)＋Cl2(g)，設達到平衡時，碘蒸氣減小的壓強為p kPa，根據(jù)平衡時的總壓強為32.5 kPa，有32.5 kPa＝(2p＋20.0－p＋0.1) kPa，解得p＝12.4，則平衡時p(I2)＝20.0 kPa－12.4 kPa＝7.6 kPa，p(ICl)＝2×12.4 kPa＝24.8 kPa，故反應2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常數(shù)K＝＝。(3)①縱坐標為lg Kp1、lg Kp2，橫坐標為×103。由題圖可知，lg Kp2隨著的增大逐漸減小，即Kp2隨著溫度的降低逐漸減小，說明對于反應2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)，降低溫度，平衡逆向移動，則ΔH大于0。②2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1(ⅰ)2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2(ⅱ)，根據(jù)蓋斯定律，由(ⅰ)＋(ⅱ)可得2ICl(g)I2(g)＋Cl2(g)　K＝Kp1·Kp2。lg Kp1～和lg Kp2～均為線性關系，根據(jù)對數(shù)的運算法則可知，lg( Kp1·Kp2)＝lg Kp1＋lg Kp2，取兩條線段的首位兩個點的數(shù)據(jù)，可知在最左側(cè)的點lg Kp1＋lg Kp2＝－3.9，在最右側(cè)的點lg Kp1＋lg Kp2＝－4.1，溫度降低時，Kp1·Kp2會減小，所以反應2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)為吸熱反應，ΔH>0。(4)由題目給出的反應機理可知，反應總方程式為2NOCl＋hν―→2NO＋Cl2，故分解1 mol NOCl需要0.5 mol的光子。
6.[2021·廈門外國語學校適應性考試(5月)，13]甲烷－CO2重整反應可以得到用途廣泛的合成氣，已知方程式為CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g)　ΔH>0?；卮鹣铝袉栴}：
(1)相關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示：
物質(zhì)
CH4(g)
CO(g)
H2(g)
燃燒熱(kJ/mol)
890.3
283.0
285.8
①ΔH＝________ kJ·mol－1。
②用Ni基雙金屬催化，反應的活化能降低，ΔH________(填“變大”“變小”或者“不變”)。
(2)控制其他條件不變，改變溫度對合成氣中甲烷質(zhì)量分數(shù)的影響如圖。

若充入a mol CH4，經(jīng)過2小時后達到如圖A點，2小時內(nèi)用CH4表示的平均反應速率為________ mol/h(用a表示)；假設A為平衡態(tài)，此時壓強為2 MPa，平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù)，保留2位小數(shù))。
(3)甲烷的重整反應速率可以表示為η＝k·p(CH4) [p(CH4)是指甲烷的分壓]，其中k為速率常數(shù)。下列說法正確的是________。
a.增加甲烷的濃度，η增大 b.增加CO2濃度，η增大
c.及時分離合成氣，η增大 d.通過升高溫度，提升k
(4)一定溫度下反應會出現(xiàn)積碳現(xiàn)象而降低催化劑活性。圖是Ni基雙金屬催化劑抗積碳的示意圖。

結(jié)合圖示：
①寫出一個可能的積碳反應方程式____________________________
__________________________________________________________。
②金屬鈷能有效消碳的原因是_______________________________
__________________________________________________________。
答案　(1)①＋247.3　②不變
(2)0.125a　0.07(MPa)2　(3)ad
(4)①CH4C＋2H2?、贑o能結(jié)合CO2中的O原子，與Co表面產(chǎn)生的積碳反應，生成CO而消碳
解析　 (1)①Ⅰ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－283 kJ/mol，Ⅱ.H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－285.8 kJ/mol，Ⅲ.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3＝－890.3 kJ/mol 由蓋斯定律Ⅲ－2×Ⅰ－2×Ⅱ可得，CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g)　ΔH＝－890.3 kJ/mol＋2×283 kJ/mol＋2×285.8 kJ/mol＝＋247.3 kJ/mol。
②用Ni基雙金屬催化，反應的活化能降低，但是不會改變ΔH。
(2)根據(jù)圖像＝1，n(CH4)＝n(CO2)＝a mol，A點甲烷的質(zhì)量分數(shù)為0.2，則A點甲烷的變化量Δn(CH4)＝a－ mol＝ mol，v(CH4)＝
mol/h＝0.125 mol/h；
，
Kp＝＝
＝0.07MPa2。
(3)a.增加甲烷的濃度，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，導致p(CH4)在增大，故n＝k·p(CH4)增大，故a說法正確；b.增加CO2濃度，導致甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，導致p(CH4)在減小，故η＝k·p(CH4)減小，故b說法不正確；c.及時分離合成氣，導致平衡向右移動，導致甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，導致p(CH4)減小，故η＝k·p(CH4)減小，故c說法不正確；d.通過升高溫度，增大活化分子百分數(shù)，提高k，故d說法正確；故選ad；(4)①反應過程中甲烷分解，可能的方程式為：CH4C＋2H2；②根據(jù)圖像中碳的轉(zhuǎn)換判斷Co能結(jié)合CO2中的O原子，與Co表面產(chǎn)生的積碳反應，生成CO而消碳。
7.(2021·河北卷)當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點，因此，研發(fā)二氧化碳利用技術、降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。
(1)大氣中的二氧化碳主要來自煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25 ℃時，相關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：
物質(zhì)
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃燒熱ΔH(kJ·mol－1)
－285.8
－393.5
－3 267.5
則25 ℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為__________________________________________________________。
(2)雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進一步和水反應，發(fā)生電離：
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HCO(aq)
25 ℃時，反應②的平衡常數(shù)為K2。
溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))，比例系數(shù)為ymol·L－1·kPa－1，當大氣壓強為p kPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為x時，溶液中H＋濃度為________ mol·L－1(寫出表達式，考慮水的電離，忽略HCO的電離)。
(3)105 ℃時，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：
2MHCO3(s)M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)
上述反應達平衡時體系的總壓為46 kPa。
保持溫度不變，開始時在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5 kPa，CO2(g)的初始壓強應大于________kPa。
(4)我國科學家研究Li－CO2電池，取得了重大科研成果?；卮鹣铝袉栴}：
①Li－CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在________(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學反應。研究表明，該電池反應產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。
Ⅰ.2CO2＋2e－===C2OⅡ.C2O===CO2＋CO
Ⅲ.________________ Ⅳ.CO＋2Li＋===Li2CO3
②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學還原。
Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應方程式為__________________________________________________________
__________________________________________________________。
Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應進程中(H＋電還原為H2的反應可同時發(fā)生)，相對能量變化如圖。由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序為________(用a、b、c字母排序)。


答案　(1)3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)　ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1
(2)　(3)100.8
(4)①正　2CO＋CO2===2CO＋C?、冖?3CO2＋18e－＋13H2O===CH3CH2CH2OH＋18OH－?、?cab
解析　(1)由題給燃燒熱數(shù)據(jù)可得，①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1，②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1，③C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3＝－3 267.5 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，目標方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝(－285.8 kJ·mol－1)×3＋(－393.5 kJ·mol－1)×6－(－3 267.5 kJ·mol－1)＝＋49.1 kJ·mol－1，故H2(g)與C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)　ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1。(2)由于溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比，比例系數(shù)為ymol·L－1·kPa－1，因此當大氣壓強為p kPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)為x時，溶液中CO2(aq)濃度為ypxmol·L－1。設溶液中H＋濃度為amol·L－1，由反應②CO2(aq)＋H2O(l)===
H＋(aq)＋HCO(aq)，可得c(HCO)＝c(H＋)＝amol·L－1，c[CO2(aq)]＝y(tǒng)pxmol·L－1，則K2＝，解得a＝。(3)平衡體系總壓為46 kPa，則由2MHCO3(s)M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)可得p(H2O)＝p(CO2)＝23 kPa，Kp＝23×23。若保持溫度不變，設開始先通入CO2的壓強為x kPa，平衡時水蒸氣分壓為5 kPa時，可列“三段式”：

Kp＝23×23＝5×(5＋x)，解得x＝100.8，故為使平衡時水蒸氣分壓小于5 kPa，CO2(g)初始壓強應大于100.8 kPa。(4)Li－CO2電池的總反應式為4Li＋3CO2===2Li2CO3＋C。①電池中，鋰為負極，CO2在正極發(fā)生電化學反應，由電池總反應式可得正極反應為3CO2＋4e－＋4Li＋===2Li2CO3＋C；結(jié)合步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，可得步驟Ⅲ的離子方程式為2CO＋ CO2===2CO＋C。②Ⅰ.介質(zhì)呈堿性，應用OH－配平，CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇，電極反應方程式為3CO2＋18e－＋13H2O===CH3CH2CH2OH＋18OH－。Ⅱ.c催化劑條件下，CO2電還原的活化能小于H＋電還原的活化能，更容易發(fā)生CO2的電還原；對于CO2電還原為CO的過程，使用b作催化劑時，由第一個過渡態(tài)到第二個過渡態(tài)需要的能量足足有0.76 eV，能壘是極高的。而使用a作催化劑時，最高的能壘僅為0.51 eV。反觀H＋還原為H2的過程，使用a、b作催化劑時，最高的能壘相差是不大的，因此，使用a作催化劑時，CO2的電還原是更容易的，則反應從易到難的順序為c、a、b。
8.(2021·湖南卷)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。
方法Ⅰ.氨熱分解法制氫氣
相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)
化學鍵
N≡N
H—H
N—H
鍵能E/(kJ·mol－1)
946
436.0
390.8
在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問題：
(1)反應2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1；
(2)已知該反應的ΔS＝198.9 J·mol－1·K－1，在下列哪些溫度下反應能自發(fā)進行？ ________(填標號)；
A.25 ℃ B.125 ℃
C.225 ℃ D.325 ℃
(3)某興趣小組對該反應進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將
0.1 mol NH3通入3 L的密閉容器中進行反應(此時容器內(nèi)總壓為200 kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。

①若保持容器容積不變，t1時反應達到平衡，用H2的濃度變化表示0～t1時間內(nèi)的反應速率v(H2)＝________ mol·L－1·min－1(用含t1的代數(shù)式表示)；
②t2時將容器容積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢的曲線是________(用圖中a、b、c、d表示)，理由是__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________；
③在該溫度下，反應的標準平衡常數(shù)K?＝________[已知：分壓＝總壓×該組分物質(zhì)的量分數(shù)，對于反應dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)　K?＝，其中p?＝100 kPa，pG、pH、pD、pE為各組分的平衡分壓]。
方法Ⅱ.氨電解法制氫氣利用電解原理，將氨轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。

(4)電解過程中OH－的移動方向為________________(填“從左往右”或“從右往左”)；
(5)陽極的電極反應式為______________________________。
答案　(1)＋90.8　(2)CD
(3)①?、赽　容積迅速縮小至原來的一半時，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍；其他條件不變時，容器容積減小，壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，該平衡逆向移動，所以N2分壓先變?yōu)樵瓉淼?倍，后逐漸減小?、?.48
(4)從右往左　(5)2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
解析　(1)ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，根據(jù)化學方程式以及表格中數(shù)據(jù)可得ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1×3)＝＋90.8 kJ·mol－1。(2)若反應能自發(fā)進行，則ΔG＝ΔH－TΔS183.5 ℃，故選C、D。(3)①設0～t1時間內(nèi)生成的氮氣為x mol，列“三段式”：

由題圖可知t1時，氨氣和氫氣的平衡分壓相等，根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比，所以n(NH3)＝n(H2)，則3x＝0.1－2x，解得x＝0.02，所以v(H2)＝＝mol·L－1·min－1。②t2時將容器容積迅速縮小至原來的一半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍；其他條件不變時，容器容積減小，壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，即該平衡逆向移動，所以N2分壓先變?yōu)樵瓉淼?倍，后逐漸減小，故選b。③由題圖可知，t1時，反應達到平衡狀態(tài)，且p(NH3)＝p(H2)＝1.2×100 kPa，p(N2)＝0.4×100 kPa，則K?＝＝
＝0.48。
(4)根據(jù)反應物以及兩極產(chǎn)物，可以看出產(chǎn)生氫氣的一極氫元素的化合價變化為＋1→0，發(fā)生還原反應，應為陰極，產(chǎn)生氮氣的一極氮元素的化合價變化為－3→0，發(fā)生氧化反應，應為陽極。電解池中，陰離子向陽極移動，所以電解過程中OH－的移動方向為從右往左。(5)陽極上NH3變?yōu)镹2，溶液環(huán)境為堿性，所以陽極的電極反應式為2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。
9.(2021·全國甲卷)二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉栴}：
(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為：
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
該反應一般認為通過如下步驟來實現(xiàn)：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2＝－90 kJ·mol－1
總反應的ΔH＝________ kJ·mol－1；若反應①為慢反應，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應能量變化的是________(填標號)，判斷的理由是__________________________________________________________。

(2)合成總反應在起始物n(H2)/n(CO2)＝3時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)為x(CH3OH)，在t＝250 ℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105 Pa下的x(CH3OH)～t如圖所示。

①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應的平衡常數(shù)，表達式Kp＝__________________________________________________________；
②圖中對應等壓過程的曲線是________，判斷的理由是
__________________________________________________________
__________________________________________________________；
③當x(CH3OH)＝0.10時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________，反應條件可能為________或________。
答案　(1)－49　A　ΔH1為正值，ΔH2和ΔH為負值，反應①活化能大于反應②
(2)①?、赽　總反應ΔH”“＝”“＜”，下同)。
②使用催化劑1或催化劑2時，合成氨的ΔH1________ΔH2。
(3)電催化氮氣還原合成氨是一種常溫常壓條件下利用水作為氫源的低碳環(huán)保路線，如圖是電催化合成氨裝置示意圖。

①a電極應該連接電源________極。②電催化合成氨的化學方程式為__________________________________________________________
__________________________________________________________。
答案　(1)①＋206 kJ/mol　②B?、壅蜻M行　不變
(2)①

相關試卷

新高考化學二輪復習精選練習專題15 化學反應原理綜合題（含解析）：

這是一份新高考化學二輪復習精選練習專題15 化學反應原理綜合題（含解析），共39頁。

新高考化學二輪復習檢測卷專題15 化學反應原理綜合題（含解析）：

這是一份新高考化學二輪復習檢測卷專題15 化學反應原理綜合題（含解析），共23頁。試卷主要包含了5L，9 kJ·ml－l等內(nèi)容，歡迎下載使用。

新高考化學二輪復習精品講義專題15 化學反應原理綜合題（含解析）：

這是一份新高考化學二輪復習精品講義專題15 化學反應原理綜合題（含解析），共27頁。試卷主要包含了化學能與熱能，水溶液中離子平衡試題的綜合判斷，實際工業(yè)生產(chǎn)中圖像問題分類突破等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關試卷 更多

2023屆高考化學二輪復習化學反應原理綜合作業(yè)含解析

2023屆高考化學二輪復習化學反應原理綜合作業(yè)含解析
2023屆高考化學二輪復習化學反應原理綜合題作業(yè)含解析

2023屆高考化學二輪復習化學反應原理綜合題作業(yè)含解析
2023屆高考化學二輪復習化學反應原理綜合題 作業(yè)含解析

2023屆高考化學二輪復習化學反應原理綜合題 作業(yè)含解析
高考化學二輪專題復習 專題跟蹤檢測24 化學反應原理綜合題（含解析）

高考化學二輪專題復習 專題跟蹤檢測24 化學反應原理綜合題（含解析）
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部