一、利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的兩種方法
(1)虛擬途徑法：先根據(jù)題意虛擬轉(zhuǎn)化過(guò)程，然后根據(jù)蓋斯定律列式求解，即可求得待求反應(yīng)的反應(yīng)熱。
(2)加和法：將所給熱化學(xué)方程式適當(dāng)加減得到所求的熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也作相應(yīng)的加減運(yùn)算。 流程如下：
二、電解原理的綜合應(yīng)用
1．電解原理常見(jiàn)的考查點(diǎn)
電解原理及應(yīng)用是高考高頻考點(diǎn)，該類試題往往與生產(chǎn)、生活及新科技等相聯(lián)系，以裝置圖或流程圖為載體呈現(xiàn)，題材廣、信息新，題目具有一定難度。主要考查陰、陽(yáng)極的判斷、電極反應(yīng)式、電解反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、溶液離子濃度變化及有關(guān)計(jì)算等。
2．“5點(diǎn)”突破電解綜合應(yīng)用題
(1)分清陰、陽(yáng)極，與電源正極相連的為陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極反應(yīng)為“陽(yáng)氧陰還”。
(2)剖析離子移向，陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極。
(3)注意放電順序，正確判斷放電的微?；蛭镔|(zhì)。
(4)注意介質(zhì)，正確判斷反應(yīng)產(chǎn)物，酸性介質(zhì)不出現(xiàn)OH－，堿性介質(zhì)不出現(xiàn)H＋；不能想當(dāng)然地認(rèn)為金屬作陽(yáng)極，電極產(chǎn)物為金屬陽(yáng)離子。
(5)注意得失電子守恒和電荷守恒，正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。
三、化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算
“三段式法”是有效解答化學(xué)平衡計(jì)算題的“萬(wàn)能鑰匙”。解題時(shí)，要注意準(zhǔn)確地列出起始量、變化量、平衡量，按題目要求進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還要注意單位的統(tǒng)一。
(1)分析三個(gè)量：起始量、變化量、平衡量。
(2)明確三個(gè)關(guān)系
①對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。
②對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。
③各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
(3)計(jì)算模式
對(duì)以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(ml)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx ml，容器容積為V L。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/ml a b 0 0
變化/ml mx nx px qx
平衡/ml a－mx b－nx px qx
則有①平衡常數(shù)：
K＝eq \f(?\f(px,V)?p·?\f(qx,V)?q,?\f(a－mx,V)?m·?\f(b－nx,V)?n)。
②A的平衡濃度：c(A)＝eq \f(a－mx,V) ml·L－1。
③A的轉(zhuǎn)化率：α(A)＝eq \f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)＝eq \f(mb,na)。
④A的體積分?jǐn)?shù)：φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋?p＋q－m－n?x)×100%。
⑤平衡壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比：eq \f(p?平?,p?始?)＝eq \f(a＋b＋?p＋q－m－n?x,a＋b)。
⑥混合氣體的平均密度eq \x\t(ρ)(混)＝eq \f(a·M?A?＋b·M?B?,V) g·L－1。
⑦混合氣體的平均摩爾質(zhì)量eq \x\t(M)＝eq \f(a·M?A?＋b·M?B?,a＋b＋?p＋q－m－n?x) g·ml－1。
⑧生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來(lái)講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。
產(chǎn)率＝eq \f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%。
四、平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷方法
反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的轉(zhuǎn)化率分析
①若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，達(dá)到平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。
②若只增加A的量，平衡正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。
③若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度，等效于壓縮(或擴(kuò)大)容器體積，氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。
同倍增大c(A)和c(B)
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a＋b＝c＋d A、B的轉(zhuǎn)化率不變,a＋b＞c＋d A、B的轉(zhuǎn)化率增大,a＋b＜c＋d A、B的轉(zhuǎn)化率減小))
五、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡的常規(guī)圖像題的解題步驟
六、實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中圖像問(wèn)題分類突破
1．控制反應(yīng)條件的目的
(1)促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)：通過(guò)控制反應(yīng)條件，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，從而促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。
(2)抑制有害的化學(xué)反應(yīng)：通過(guò)控制反應(yīng)條件，也可以減緩化學(xué)反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生或控制副反應(yīng)的發(fā)生，從而抑制有害的化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。
2．控制反應(yīng)條件的基本措施
(1)控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施
通過(guò)改變反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調(diào)控反應(yīng)速率。
(2)提高轉(zhuǎn)化率的措施
通過(guò)改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)等改變可逆反應(yīng)的限度，從而提高轉(zhuǎn)化率。
3．化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則
4.平衡類問(wèn)題需考慮的幾個(gè)方面
(1)原料的來(lái)源、除雜，尤其考慮雜質(zhì)對(duì)平衡的影響。
(2)原料的循環(huán)利用。
(3)產(chǎn)物的污染處理。
(4)產(chǎn)物的酸堿性對(duì)反應(yīng)的影響。
(5)氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)對(duì)平衡造成的影響。
(6)改變外界條件對(duì)多平衡體系的影響。
探究一 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算
甲醛有毒，被世界衛(wèi)生組織列為一類致癌物。但甲醛是重要的工業(yè)原料，在化工、紡織、醫(yī)療等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
Ⅰ.回收利用是一種減弱溫室效應(yīng)的有效途徑?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)可利用回收的與反應(yīng)制備甲醛。
已知：①甲醛的燃燒熱為
②的燃燒熱為
③
(1)與制備甲醛的反應(yīng)： _______。
(2)在2L恒容密閉容器中通入0.2ml和0.4ml，在三種不同條件下發(fā)生(1)中反應(yīng)，測(cè)得的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。曲線X對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______，由曲線Y到曲線X采取的措施可能是_______；由曲線Z到曲線X采取的措施可能是_______。
(3)反應(yīng)速率，，、分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，計(jì)算m點(diǎn)_______。
Ⅱ.甲醇直接脫氫是工業(yè)上合成甲醛的一種新方法，該法得到無(wú)水甲醛的同時(shí)得到副產(chǎn)品氫氣。
(4)在一個(gè)2L恒容密閉容器中投入2ml，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)： ，同時(shí)存在副反應(yīng)：。。20min后，測(cè)得甲醇的轉(zhuǎn)化率與甲醛的選擇性分別與溫度的關(guān)系如圖所示。溫度高于650℃，甲醇的轉(zhuǎn)化率升高，甲醛的產(chǎn)率_______，原因可能是_______。
(5)甲醛被稱為室內(nèi)污染“第一殺手”。室內(nèi)甲醛的含量可以通過(guò)傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的工作原理如圖所示，則a電極反應(yīng)式為_(kāi)______。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是室內(nèi)甲醛不能超過(guò)，傳感器在室內(nèi)空間測(cè)定，電路中有電子通過(guò)，該室內(nèi)甲醛含量為_(kāi)______。
【答案】(1)
(2) 5 加催化劑 降低溫度
(3)25.6
(4) 降低 溫度升高，平衡正向移動(dòng)，甲醇轉(zhuǎn)化率升高，但由于溫度高于650℃后，催化生成甲醛的催化劑活性降低或副反應(yīng)生成的氫氣濃度增大，導(dǎo)致主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，生成甲醛量減少
(5) 0.003
【解析】（1）氫氣燃燒熱反應(yīng)方程式的2倍減去甲醛燃燒熱反應(yīng)方程式，再減去③得到與制備甲醛的反應(yīng)： ；故答案為：。
（2）根據(jù)題意曲線X對(duì)應(yīng)溫度下平衡時(shí)，消耗二氧化碳物質(zhì)的量為0.1ml，消耗氫氣物質(zhì)的量為0.2ml，生成甲醛、水蒸氣物質(zhì)的量為0.1ml，剩余二氧化碳物質(zhì)的量為0.1ml，剩余氫氣物質(zhì)的量為0.2ml，則該溫度下平衡常數(shù)，分析曲線Y和曲線X，平衡時(shí)各物質(zhì)的量相等，但達(dá)到平衡時(shí)時(shí)間不相同，說(shuō)明由曲線Y到曲線X采取的措施可能是加入催化劑；曲線Z與曲線X分析，曲線Z所需時(shí)間比曲線X時(shí)間短，但二氧化碳轉(zhuǎn)化率比X低，由曲線Z到曲線X是平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)速率減慢了，因此采取的措施可能是降低溫度；故答案為：5；加催化劑；降低溫度。
（3）根據(jù)平衡常數(shù)得到，在m點(diǎn)時(shí)消耗二氧化碳物質(zhì)的量為0.04ml，消耗氫氣物質(zhì)的量為0.08ml，生成甲醛、水蒸氣物質(zhì)的量為0.04ml，剩余二氧化碳物質(zhì)的量為0.16ml，剩余氫氣物質(zhì)的量為0.32ml，則m點(diǎn)；故答案為：25.6。
（4）根據(jù)圖中信息得到，溫度高于650℃，甲醇的轉(zhuǎn)化率升高，甲醛的產(chǎn)率降低，根據(jù)兩個(gè)方程式分析，兩個(gè)方程式都為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，甲醇轉(zhuǎn)化率升高，由于副反應(yīng)生成氫氣，氫氣量增大，對(duì)主反應(yīng)來(lái)說(shuō)，氫氣濃度增大，導(dǎo)致主反應(yīng)逆向移動(dòng)，生成甲醛的量減少，也可能是甲醛催化劑的催化活性降低即溫度升高，平衡正向移動(dòng)，甲醇轉(zhuǎn)化率升高，但由于溫度高于650℃后，催化生成甲醛的催化劑活性降低或副反應(yīng)生成的氫氣濃度增大，導(dǎo)致主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，生成甲醛量減少；故答案為：降低；溫度升高，平衡正向移動(dòng)，甲醇轉(zhuǎn)化率升高，但由于溫度高于650℃后，催化生成甲醛的催化劑活性降低或副反應(yīng)生成的氫氣濃度增大，導(dǎo)致主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，生成甲醛量減少。
（5）根據(jù)題意甲醛變?yōu)槎趸?，甲醛中碳化合價(jià)升高，失去電子，作負(fù)極，因此a電極反應(yīng)式為。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是室內(nèi)甲醛不能超過(guò)，傳感器在室內(nèi)空間測(cè)定，電路中有電子通過(guò)，則含有甲醛物質(zhì)的量為，該室內(nèi)甲醛含量為；故答案為：；0.003。
【變式練習(xí)】
1．（2022·山西大同·高三期末）隨著我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的確定，二氧化碳資源化利用倍受關(guān)注。
I、以CO2和NH3為原料合成尿素2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=-87kJ/ml。
研究發(fā)現(xiàn)，合成尿素的反應(yīng)分兩步完成，其能量變化如圖甲所示：
第一步：2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)ΔH1
第二步：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(g)+H2O(g)ΔH2
(1)圖中ΔE=___________kJ/ml。
(2)反應(yīng)速率較快的是___________反應(yīng)(填“第一步”或“第二步”)，理由是______________________。
II、以CO2和CH4催化重整制備合成氣：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在密閉容器中通入物質(zhì)的量均為0.2ml的CH4和CO2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖乙所示。
(3)由圖乙可知，壓強(qiáng)P1___________P2(填“>”、“10時(shí)，pH越大，F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀，生成FeS沉淀的硫的量越少
(2) S2-+4H2O2=SO+4H2O S、O、Mn 生成的S覆蓋在催化劑表面或進(jìn)入催化劑內(nèi)空隙處，減少了催化劑與廢水反應(yīng)的接觸面積 C 催化氧化速率更快，除硫效率更高；以空氣做氧化劑比H2O2更經(jīng)濟(jì)
【解析】（1）①由圖可知，圖1裝置為電解池，電極材料均為Fe，電解時(shí)陽(yáng)極Fe失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+，F(xiàn)e2+與廢水中的S2-結(jié)合生成FeS沉淀，從而達(dá)到凈化廢水的目的；
②當(dāng)pH>10時(shí)，pH越大，OH-濃度越大，廢水中Fe2+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)2沉淀，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化成FeS沉淀的量減少，使得硫的沉淀率越低；
（2）①H2O2具有強(qiáng)氧化性，H2O2溶液體積大于9mL時(shí)，所加H2O2溶液越多，S生成率越低，可能是因?yàn)榱蛟乇谎趸筛邇r(jià)態(tài)的而滯留在溶液中，導(dǎo)致硫的生成率降低，反應(yīng)為S2-+4H2O2=SO+4H2O；
②a.由圖可知，轉(zhuǎn)化Ⅰ中硫離子轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，催化劑表面錳化合價(jià)由+1變?yōu)?，氧原子變?yōu)樨?fù)二氧，故S元素、O元素和Mn元素的化合價(jià)均發(fā)生變化；
b. 由圖可知，反應(yīng)過(guò)程中生成了單質(zhì)S，生成的S覆蓋在催化劑表面或進(jìn)入催化劑內(nèi)空隙處，減少了催化劑與廢水反應(yīng)的接觸面積，從而導(dǎo)致催化效率下降；硫單質(zhì)不和水、乙醇、濃鹽酸反應(yīng)且不溶于三者，硫單質(zhì)能溶于二硫化碳溶液，從而除去催化劑表面的硫單質(zhì)，故選C；
c.催化氧化可用空氣氧化含硫(-2價(jià))廢水，催化劑使得反應(yīng)速率更快，除硫效率更高且以空氣做氧化劑比H2O2更經(jīng)濟(jì)。
2．工業(yè)上常用微生物法、吸收法、電解法、還原法等消除硫、氮等引起的污染。
(1)微生物法脫硫
富含有機(jī)物的弱酸性廢水在SBR細(xì)菌作用下產(chǎn)生、等物質(zhì)，可將廢水中還原為，同時(shí)用或?qū)乃写党?，再用堿液吸收。
①的空間構(gòu)型為_(kāi)______。
②與在SBR細(xì)菌作用下生成和的離子方程式為_(kāi)______。
③將從水中吹出時(shí)，用比效果更好，其原因是_______。
(2)吸收法脫硫
煙氣中的可以用“亞硫酸銨吸收法”處理，發(fā)生的反應(yīng)為，測(cè)得25℃時(shí)溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖-1所示。b點(diǎn)時(shí)溶液，則_______。
(3)電解法脫硫
用NaOH吸收后，所得溶液經(jīng)電解后可制取溶液，反應(yīng)裝置如圖-2所示。電解時(shí)每有1 ml 生成有_______ ml 透過(guò)質(zhì)子交換膜。
(4)還原法脫氮
用催化劑協(xié)同納米零價(jià)鐵去除水體中。其催化還原反應(yīng)的過(guò)程如圖-3所示。
①該反應(yīng)機(jī)理中生成的過(guò)程可描述為_(kāi)______。
②過(guò)程中去除率及生成率如圖-4所示，為有效降低水體中氮元素的含量，宜調(diào)整水體pH為4.2，當(dāng)時(shí)，隨pH減小，生成率逐漸降低的原因是_______。
【答案】(1) 正四面體形 二氧化碳吹出時(shí)可增強(qiáng)溶液的酸性，抑制硫化氫的溶解，有利于將硫化氫吹出
(2)3:1
(3)2
(4) 納米零價(jià)鐵在催化劑表面失去電子變?yōu)閬嗚F離子，在催化劑層中氫離子得到電子變?yōu)闅湓?，在酸性條件下氫原子還原硝酸根變?yōu)镹H，NH失去氫原子變?yōu)榈獨(dú)? pH越小，氫離子濃度越大，會(huì)生成更多的氫原子，使硝酸根生成的中間產(chǎn)物NH更多的與氫原子反應(yīng)生成銨根離子，從而減少氮?dú)獾纳?br>【解析】（1）①中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，其空間構(gòu)型為正四面體形；故答案為：正四面體形。
②與在SBR細(xì)菌作用下生成和，該反應(yīng)在弱酸性條件下反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平得到，其的離子方程式為；故答案為：。
③將從水中吹出時(shí)，用比效果更好，二氧化碳溶于水生成碳酸，增強(qiáng)溶液的酸性，抑制硫化氫溶解，因此其原因是二氧化碳吹出時(shí)可增強(qiáng)溶液的酸性，抑制硫化氫的溶解，有利于將硫化氫吹出；故答案為：二氧化碳吹出時(shí)可增強(qiáng)溶液的酸性，抑制硫化氫的溶解，有利于將硫化氫吹出。
（2）根據(jù)亞硫酸氫銨溶液的電荷守恒得到，b點(diǎn)時(shí)溶液，得到，測(cè)得25℃時(shí)溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖-1所示，則b點(diǎn)是，得到，則；故答案為：3:1。
（3）根據(jù)圖中信息左邊為陽(yáng)極，右邊為陰極，陰極電極反應(yīng)式為，因此電解時(shí)每有1 ml 生成有2ml 透過(guò)質(zhì)子交換膜；故答案為：2。
（4）①根據(jù)圖中信息，該反應(yīng)機(jī)理中生成的過(guò)程可描述為納米零價(jià)鐵在催化劑表面失去電子變?yōu)閬嗚F離子，在催化劑層中氫離子得到電子變?yōu)闅湓樱谒嵝詶l件下氫原子還原硝酸根變?yōu)镹H，NH失去氫原子變?yōu)榈獨(dú)猓还蚀鸢笧椋杭{米零價(jià)鐵在催化劑表面失去電子變?yōu)閬嗚F離子，在催化劑層中氫離子得到電子變?yōu)闅湓?，在酸性條件下氫原子還原硝酸根變?yōu)镹H，NH失去氫原子變?yōu)榈獨(dú)狻?br>②過(guò)程中去除率及生成率如圖-4所示，為有效降低水體中氮元素的含量，宜調(diào)整水體pH為4.2，當(dāng)時(shí)，隨pH減小，生成率逐漸降低，根據(jù)圖中信息氫離子濃度越大，會(huì)生成更多的氫原子，使硝酸根生成的中間產(chǎn)物NH更多的與氫原子反應(yīng)生成銨根離子，從而減少氮?dú)獾纳桑还蚀鸢笧椋簆H越小，氫離子濃度越大，會(huì)生成更多的氫原子，使硝酸根生成的中間產(chǎn)物NH更多的與氫原子反應(yīng)生成銨根離子，從而減少氮?dú)獾纳伞?br>3．（2022·北京房山·二模）氨對(duì)人類的生存和發(fā)展有著重要意義，1909年哈伯在實(shí)驗(yàn)室中首次利用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)合成氨，實(shí)現(xiàn)了人工固氮。
(1)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)___。
(2)在一定條件下氨的平衡含量如表。
①該反應(yīng)為_(kāi)___(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②哈伯選用的條件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是____。
(3)實(shí)驗(yàn)室研究是工業(yè)生產(chǎn)的基石。如圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在其它條件不變時(shí)，不同溫度(200℃、400℃、600℃)、壓強(qiáng)下，平衡混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化情況。
①曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是____。
②M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是____。
(4)盡管哈伯的合成氨法被評(píng)為“20世紀(jì)科學(xué)領(lǐng)域中最輝煌的成就”之一，但仍存在耗能高、產(chǎn)率低等問(wèn)題。因此，科學(xué)家在持續(xù)探索，尋求合成氨的新路徑。如圖為電解法合成氨的原理示意圖，陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___。
(5)NH3轉(zhuǎn)化為NO是工業(yè)制取硝酸的重要一步。已知：100kPa、298K時(shí)：
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1268kJ·ml-1
2NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH=-180.5kJ·ml-1
請(qǐng)寫(xiě)出NH3轉(zhuǎn)化為NO的熱化學(xué)方程式____。
【答案】(1)K=
(2) 放熱 溫度過(guò)低反應(yīng)速率太慢；溫度過(guò)高不利于反應(yīng)平衡正向移動(dòng)
(3) 200℃ KQ=KM>KN
(4)N2+6e?+6H+=2NH3
(5)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=?907kJ·ml?1
【解析】（1）根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=；
（2）①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，壓強(qiáng)不變，升高溫度氨的平衡含量降低，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
②溫度過(guò)低反應(yīng)速率太慢；溫度過(guò)高不利于反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，所以選用的條件是550℃、10MPa；
（3）①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度越低NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大，所以曲線a對(duì)應(yīng)的溫度為200℃；
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，溫度：Q=M＜N，所以平衡常數(shù)：KQ=KM>KN；
（4）據(jù)圖可知，陰極上N2被還原為NH3，環(huán)境為酸性環(huán)境，所以陰極的電極反應(yīng)式為N2+6e?+6H+=2NH3；
（5）NH3轉(zhuǎn)化為NO的化學(xué)方程式為4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，依次將所給兩個(gè)熱化學(xué)方程式標(biāo)號(hào)為①、②，根據(jù)蓋斯定律，①-②×2可得4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的ΔH=-1268kJ·ml-1-(-180.5kJ·ml-1)×2=?907kJ·ml?1。
1．（2022·山東·勝利一中模擬）1,6?己二醇是一種重要的化工原料，與乙二醇相比，用1,6?己二醇為原料制備的聚酯具有更為優(yōu)異的柔韌性和抗腐蝕性。工業(yè)上利用己二酸二甲酯加氫制備1,6?己二醇，該反應(yīng)的化學(xué)方程式如圖：
(g)+4H2(g)→(g)+2CH3OH(g) ΔH。
(1)已知：
計(jì)算上述反應(yīng)的△H=___；此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是____(填“高溫易自發(fā)”“低溫易自發(fā)”或“任何溫度都能自發(fā)”)。
(2)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為4n%H2(g)、n% (g)的氣體通入剛性密閉反應(yīng)器中，在溫度一定、壓強(qiáng)為pMPa條件下只進(jìn)行上述反應(yīng)。平衡時(shí)，若壓強(qiáng)為qMPa，平衡時(shí)(g)的轉(zhuǎn)化率為=____ (用p、q的代數(shù)式表示，下同)，平衡常數(shù)Kp=____(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)科研小組在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行催化加氫反應(yīng)，對(duì)己二酸二甲酯制備1,6?己二醇的工藝條件進(jìn)行了研究。圖甲和圖乙為此反應(yīng)在相同時(shí)間時(shí)，反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度與反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和1,6?己二醇選擇性的變化關(guān)系。
已知，選擇性=×100%。
①由圖可知，在壓強(qiáng)為27MPa時(shí)，己二酸二甲酯制備1,6?己二醇應(yīng)選擇的合適溫度為_(kāi)___；選擇此溫度的理由是____；當(dāng)260℃時(shí)，轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)增大而不斷增大的原因是____。
②圖丙為反應(yīng)時(shí)間與加氫反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和選擇性的關(guān)系。
綜合考慮，反應(yīng)時(shí)間控制在5h左右較為合適。此時(shí)1,6?己二醇的產(chǎn)率為_(kāi)___。
【答案】(1) ?286 kJ?ml?1 低溫易自發(fā)
(2) ×100%或%
(3) 290℃ 290℃時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率較高，且此溫度下的產(chǎn)物選擇性較高 相同溫度時(shí)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率加快，且達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)利于平衡正向移動(dòng)，使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大 50.05%
【解析】（1）根據(jù)方程式分析得到酯基中碳氧單鍵斷裂，形成氧氫鍵和碳?xì)滏I，碳氧雙鍵斷裂又形成碳?xì)滏I、碳氧單鍵和氧氫鍵，因此可簡(jiǎn)化計(jì)算上述反應(yīng)的△H=2E(C=O)+2E(C?O)+4E(H?H) ?4E(O?H) ?4E(C?H) ?2E(C?O) =745 kJ?ml?1×2＋436 kJ?ml?1×4?467kJ?ml?1×4?413 kJ?ml?1×4= ?286 kJ?ml?1；該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)即△H＜0、△S＜0，根據(jù)△G=△H?T△S判斷溫度低的時(shí)候△G＜0，因此得到低溫易自發(fā)；故答案為：?286 kJ?ml?1；低溫易自發(fā)。
（2）根據(jù)題意建立三段式0.2p?x+0.8p?4x+x+2x=q，解得2x=p?q，x=，則a(已二酸二甲酯)= ×100%或%；Kp=；故答案為：×100%或%；。
（3）①由圖可知，在27MPa時(shí)，290°C己二酸二甲酯的轉(zhuǎn)化率和1,6?己二醇的選擇性均高于280°C，因此溫度選擇290°C；相同溫度時(shí)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快，且達(dá)平衡時(shí)，增大壓強(qiáng)有利于平衡正向移動(dòng)，使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大；故答案為：290°C ；290℃時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率較高，且此溫度下的產(chǎn)物選擇性較高；相同溫度時(shí)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率加快，且達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)利于平衡正向移動(dòng)，使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大。
②反應(yīng)時(shí)間控制在5h時(shí)，產(chǎn)物的產(chǎn)率為92%×54.4%≈50.05%；故答案為：50.05%。
2．（2022·湖南婁底·模擬）丙烯是合成多種高分子材料的原料，工業(yè)上常采用裂解丁烷獲得丙烯。化學(xué)原理如下：
反應(yīng)1：C4H10(g) C3H6(g)+CH4(g) ΔH1
反應(yīng)2：C4H10(g) C2H4(g)+C2H6(g) ΔH2
(1)已知在101kPa和一定溫度下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1ml純物質(zhì)的熱效應(yīng)，稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱()?；瘜W(xué)規(guī)定，穩(wěn)定單質(zhì)的生成熱為0。
幾種相關(guān)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱數(shù)據(jù)如下表所示：
反應(yīng)1的能量變化如圖1所示，逆反應(yīng)活化能E2=_______ kJ?ml?1。
(2)在剛性密閉容器中充入一定量丁烷，在甲、乙兩種不同催化劑作用下，相同時(shí)間內(nèi)丙烯的產(chǎn)率與溫度關(guān)系如圖2所示。工業(yè)上宜選擇催化劑_______(填“甲”或“乙”)。溫度高于500℃時(shí)，乙催化劑作用下丙烯產(chǎn)率降低的主要原因可能是________(答一條)。
(3)在剛性密閉容器中充入適量丁烷，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)1和2，達(dá)到平衡后，再充入少量丁烷。下列推斷正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。A．平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大
B．平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，丁烷的轉(zhuǎn)化率減小
C．平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大
D．平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，丁烷的轉(zhuǎn)化率減小
(4)在一定條件下，C4H10(g) C3H6(g)+CH4(g)生成丙烯的速率方程為υ凈(C3H6)=k正c(C4H10) ?k逆c(C3H6)·c(CH4)(k正、k逆為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，與溫度、催化劑有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān))，測(cè)得速率常數(shù)k(包括k正、k逆)的負(fù)對(duì)數(shù)pk(pk=?lgk)與溫度關(guān)系如圖3所示。其中，能代表pk正與T關(guān)系的直線為_(kāi)______(填標(biāo)號(hào))。
(5)在一定溫度T℃，總壓強(qiáng)恒定為14.8kPa的條件下，向密閉容器充入C4H10和N2的混合氣體(N2不參與反應(yīng))。在T℃下，發(fā)生反應(yīng)1和2，C4H10的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中C4H10的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖4所示。
①其他條件不變時(shí)，C4H10的平衡轉(zhuǎn)化率隨著C4H10的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大而減小，其原因是_______。
②T℃時(shí)，C4H10的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.8對(duì)應(yīng)的平衡體系中，C3H6的選擇性為。該溫度下，反應(yīng)1的平衡常數(shù)Kp=_______kPa[以分壓計(jì)算的平衡常數(shù)為Kp，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)：C2H4的選擇性=]。
(6)己二睛是合成尼龍66的原料。工業(yè)上，采用丙烯氨氧化法制備丙烯腈(CH2=CH?CN)，又采用電有機(jī)合成法制備己二睛[NC(CH2)4CN]，裝置如圖所示。
陰極反應(yīng)式為_(kāi)______。
【答案】(1)3774.8
(2) 甲 催化劑乙的活性降低、選擇性降低或副產(chǎn)物增多
(3)B
(4)d
(5) 平衡體系分壓增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 5
(6)2CH2=CHCN+2H++2e－=NC(CH2)4CN
【解析】(1)根據(jù)生成熱定義，物質(zhì)的生成熱可以表示其相對(duì)能量高低，反應(yīng)熱等于產(chǎn)物總能量與反應(yīng)物總能量之差，ΔH1=(20.4+124.7?74.9) kJ?ml?1=+70.2 kJ?ml?1。同理可得：△H2=(52.3+124.7?84.7)kJ?ml?1=+92.3 kJ?ml?1。反應(yīng)熱等于正反應(yīng)活化能與遞反應(yīng)活化能之差，E2=(3845?70.2) kJ?ml?1=3774.8 kJ?ml?1；故答案為：3774.8。
(2)根據(jù)圖中曲線得到工業(yè)上選擇催化效率高的催化劑甲；溫度高于500°C，催化劑乙的活性降低、選擇性降低或副產(chǎn)物增多等導(dǎo)致丙烯產(chǎn)率降低；故答案為：甲；催化劑乙的活性降低、選擇性降低或副產(chǎn)物增多。
(3)在恒溫恒容條件下，平衡常數(shù)不變，平衡后充入丁烷，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)?？梢杂媚M法判斷丁烷轉(zhuǎn)化率變化，充入丁烷后相當(dāng)于將原平衡體系加壓，丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率減?。还蚀鸢笧椋築。
(4)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)增大。平衡時(shí)凈反應(yīng)速率為0，有K=，升高溫度，速率常數(shù)均增大，且k正增大的倍數(shù)大于k逆增大的倍數(shù)。k越大，pk越小；故答案為：d。
(5)①總壓強(qiáng)不變的條件下，增大混合氣體中丁烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，平衡體系的分壓增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率減小；故答案為：平衡體系分壓增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
②取混合氣體中n(C4H10)=0.8ml，n(N2)=0.2ml。
反應(yīng)1：，反應(yīng)2：，，解得：x=0.4，y=0.08；平衡體系中氣體的總物質(zhì)的量為0.32ml+0.08ml+0.08ml+0.4ml+0.4ml+0.2ml=1.48ml。p(C4H10)=14.8kPa×=3.2kPa，p(C3H6)=p(CH4)=4.0kPa，=5kPa；故答案為：5。
(6)根據(jù)圖中信息，水中氫氧根得到電子變?yōu)檠鯕?，因此陰極上丙烯睛發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2CH2=CHCN+2H++2e－=NC(CH2)4CN；故答案為：2CH2=CHCN+2H++2e－=NC(CH2)4CN。
3．（2022·江蘇江蘇·二模）我國(guó)學(xué)者分別使用Fe2O3和Fe3O4作催化劑對(duì)燃煤煙氣脫硝脫硫進(jìn)行了研究。
(1)催化劑制備。在60～100℃條件下，向足量NaOH溶液中通入N2一段時(shí)間，再加入適量新制FeSO4溶液，充分反應(yīng)后得到混合物X；向混合物X中加入NaNO3溶液，充分反應(yīng)后經(jīng)磁鐵吸附、洗滌、真空干燥，制得Fe3O4催化劑。
①通入N2的目的是___。
②混合物X與NaNO3反應(yīng)生成Fe3O4和NH3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__。
(2)催化劑性能研究。如圖1所示，當(dāng)其他條件一定時(shí)，分別在無(wú)催化劑、Fe2O3作催化劑、Fe3O4作催化劑的條件下，測(cè)定H2O2濃度對(duì)模擬煙氣(含一定比例的NO、SO2、O2、N2)中NO和SO2脫除率的影響，NO脫除率與H2O2濃度的關(guān)系如圖2所示。
已知?OH能將NO、SO2氧化。?OH產(chǎn)生機(jī)理如下。
反應(yīng)Ⅰ：Fe3++H2O2=Fe2++?OOH+H+(慢反應(yīng))
反應(yīng)Ⅱ：Fe2++H2O2=Fe3++?OH+OH-(快反應(yīng))
①與Fe2O3作催化劑相比，相同條件下Fe3O4作催化劑時(shí)NO脫除率更高，其原因是___。
②NO部分被氧化成NO2。NO2被NaOH溶液吸收生成兩種含氧酸鈉鹽，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__。
③實(shí)驗(yàn)表明?OH氧化SO2的速率比氧化NO速率慢。但在無(wú)催化劑、Fe2O3作催化劑、Fe3O4作催化劑的條件下，測(cè)得SO2脫除率幾乎均為100%的原因是___。
【答案】(1) 排除NaOH溶液中的O2，防止Fe2+被氧化為Fe3+ 12Fe(OH)2+NaNO34Fe3O4+NH3↑+NaOH+10H2O
(2) Fe3O4催化劑表面同時(shí)存在Fe2+和Fe3+，F(xiàn)e2+直接通過(guò)反應(yīng)Ⅱ快速產(chǎn)生?OH，c(?OH)更大：Fe2O3催化劑表面僅存在Fe3+，F(xiàn)e3+需先通過(guò)慢反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生Fe2+再通過(guò)快反應(yīng)Ⅱ產(chǎn)生?OH，總反應(yīng)速率由慢反應(yīng)Ⅰ決定，c(?OH)小于前者；故Fe3O4作催化劑比Fe2O3作催化劑時(shí)NO脫除率更大 2NO2+2OH-=NO+NO+H2O SO2幾乎完全被NaOH溶液吸收
【詳解】（1）①氫氧化鈉溶液中會(huì)溶解有少量空氣中的氧氣，氧氣能氧化亞鐵離子生成鐵離子，通入N2的目的是排除NaOH溶液中的O2，防止Fe2+被氧化為Fe3+；
②氫氧化鈉和硫酸亞鐵生成氫氧化亞鐵沉淀，混合物X中含有氫氧化亞鐵，根據(jù)質(zhì)量守恒可知，氫氧化亞鐵會(huì)與NaNO3反應(yīng)生成Fe3O4和NH3、氫氧化鈉、水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為12Fe(OH)2+NaNO34Fe3O4+NH3↑+NaOH+10H2O；
（2）①由已知反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ可知：Fe3O4催化劑表面同時(shí)存在Fe2+和Fe3+，F(xiàn)e2+直接通過(guò)反應(yīng)Ⅱ快速產(chǎn)生?OH，c(?OH)更大：Fe2O3催化劑表面僅存在Fe3+，F(xiàn)e3+需先通過(guò)慢反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生Fe2+再通過(guò)快反應(yīng)Ⅱ產(chǎn)生?OH，總反應(yīng)速率由慢反應(yīng)Ⅰ決定，c(?OH)小于前者；故Fe3O4作催化劑比Fe2O3作催化劑時(shí)NO脫除率更大
②NO2被NaOH溶液吸收生成兩種含氧酸鈉鹽，根據(jù)質(zhì)量守恒可知為含氮元素的鹽，二氧化氮中部分氮元素化合價(jià)升高、部分氮元素化合價(jià)降低，反應(yīng)得到亞硝酸鹽和硝酸鹽，該反應(yīng)的離子方程式為2NO2+2OH-=NO+NO+H2O
③二氧化硫能溶于水會(huì)和氫氧化鈉反應(yīng)被吸收，測(cè)得SO2脫除率幾乎均為100%的原因是SO2幾乎完全被NaOH溶液吸收。
4．（2022·湖北·模擬）氫氣在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上有著廣泛的用途。請(qǐng)回答：
(1)氫氣可以與煤在催化劑作用下制備乙炔，已知部分反應(yīng)如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
通過(guò)計(jì)算說(shuō)明反應(yīng)Ⅳ自發(fā)進(jìn)行的條件_______。
(2)利用氫氣與二氧化碳催化反應(yīng)合成乙烯，是實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的一條途徑。在0．1MPa、120℃條件下，以的投料比充入體積固定的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：，平衡時(shí)水蒸氣的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)為50．0%。請(qǐng)回答：
①反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)______。
②達(dá)到平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______。
(3)氫氣可合成氨氣，氨氣與二氧化碳可以合成尿素，反應(yīng)為： ，分為兩步：
已知投料的組成為、和水蒸氣(有助于分離尿素)，一定條件下，氨基甲酸銨()物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系圖(圖甲，t1后物質(zhì)的量不再改變)，以及不同氨碳比()與水碳比()投料時(shí)平衡轉(zhuǎn)化率圖象(圖乙，a、b代表水碳比)：
回答下列問(wèn)題：
①已知反應(yīng)I又可以分成兩步：_______、，請(qǐng)寫(xiě)出第一步的化學(xué)方程式_______。
②下列敘述正確的是_______。
A．反應(yīng)Ⅰ的活化能大于反應(yīng)Ⅱ，
B．增大氨碳比有利于提高尿素產(chǎn)率，原因之一是過(guò)量氨氣與反應(yīng)Ⅱ生成的水反應(yīng)，促進(jìn)平衡正移
C．實(shí)際生產(chǎn)中若選擇曲線a，則氨碳比應(yīng)控制在4.0左右
D．曲線a的水碳比大于曲線b，減小水碳比有利于尿素生成
③如果某催化劑可以同等程度地加速反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出保持其他條件不變，加入該催化劑后從0h到t1時(shí)的氨基甲酸銨物質(zhì)的量變化曲線_______。
【答案】(1)，且反應(yīng)可逆符號(hào)右側(cè)氣體物質(zhì)的量比左側(cè)多，△S>0，故反應(yīng)在高溫下自發(fā)
(2) 或 68.2%
(3) BC
【詳解】（1）將反應(yīng)Ⅰ的二倍加上反應(yīng)Ⅱ，再加反應(yīng)Ⅲ的2倍得到反應(yīng)Ⅳ． ，且反應(yīng)可逆符號(hào)右側(cè)氣體物質(zhì)的量比左側(cè)多，△S>0，故反應(yīng)在高溫下自發(fā)；故答案為：，且反應(yīng)可逆符號(hào)右側(cè)氣體物質(zhì)的量比左側(cè)多，△S>0，故反應(yīng)在高溫下自發(fā)。
（2）利用氫氣與二氧化碳催化反應(yīng)合成乙烯，是實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的一條途徑。在0.1MPa、120℃條件下，以的投料比充入體積固定的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：，平衡時(shí)水蒸氣的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)為50.0%。請(qǐng)回答：
①反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為或；故答案為：或。
②以的投料比充入體積固定的密閉容器中，假設(shè)分解加入4ml氫氣和1ml二氧化碳，達(dá)到平衡時(shí)，建立三段式，，解得x= ，的轉(zhuǎn)化率為；故答案為：68.2%。
（3）①根據(jù)總反應(yīng)和第二步反應(yīng)得到第一步反應(yīng)為；故答案為：。
②A．反應(yīng)Ⅰ是快速放熱，反應(yīng)Ⅱ是慢速吸熱，說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ，且，故A錯(cuò)誤；B．增大氨碳比有利于提高尿素產(chǎn)率，過(guò)量氨氣與反應(yīng)Ⅱ生成的水反應(yīng)，促進(jìn)平衡正移，會(huì)生成更多的尿素，故B正確；C．實(shí)際生產(chǎn)中若選擇曲線a，氨碳比在4.0時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，再提高氨碳比，雖然二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，但氨氣經(jīng)濟(jì)價(jià)值比二氧化碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值大，因此增大氨碳比不劃算，因此氨碳比應(yīng)控制在4.0左右，故C正確；D．根據(jù)總反應(yīng)增加水碳比，可以理解為二氧化碳量不變，水的量增大，平衡逆向移動(dòng)，二氧化碳轉(zhuǎn)化率減小，因此根據(jù)圖象得到曲線a的水碳比小于曲線b，減小水碳比，水蒸氣量減少，有利于平衡正向移動(dòng)，利于尿素生成，故D錯(cuò)誤；綜上所述，答案為：BC。
③如果某催化劑可以同等程度地加速反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)速率加快，生成氨基甲酸銨達(dá)到最高值時(shí)間縮短，短時(shí)間放出的熱量大，使得溫度較高，平衡正向移動(dòng)，因此生成氨基甲酸銨的量比原來(lái)增加，因此加入該催化劑后從0h到t1時(shí)的氨基甲酸銨物質(zhì)的量變化曲線 ；故答案為： 。
5．（2022·河北·模擬）將CO2還原成甲烷，是實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用的有效途徑之一。
I．CO2甲烷化
CO2甲烷化過(guò)程可能發(fā)生反應(yīng)：
ⅰ．CO2(g) ＋ 4H2(g) CH4(g) ＋ 2H2O(g) ΔH1
ⅱ．CO2(g) ＋ H2(g) CO(g) ＋ H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ?ml?1
ⅲ．CO(g) ＋ 3H2(g) CH4(g) ＋ H2O(g) ΔH3＝－206.1 kJ?ml?1
……
(1)ΔH1＝______ kJ?ml?1。
(2)不同條件下，按照n(CO2):n(H2)＝1:4投料，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。
①壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序是______。
②壓強(qiáng)為p1時(shí)，隨著溫度升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率先減小后增大。解釋溫度高于600℃之后，隨著溫度升高CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因______。
Ⅱ．微生物電化學(xué)法
微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法是將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，裝置如上圖所示。
(3)陰極的電極反應(yīng)式是______。
(4)若生成1 ml CH4，理論上陽(yáng)極室生成CO2的體積是______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況，忽略氣體的溶解)。
【答案】(1) ?164.9 (2)p3＞p2＞p1
CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和。反應(yīng)ⅰ為放熱反應(yīng)，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng)，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高。溫度較高時(shí)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ⅱ。(或：ⅰ為放熱反應(yīng)；ⅱ為吸熱反應(yīng)。600℃之后，CO2轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ⅱ) CO2 ＋ 8e? ＋ 8H＋ ＝ CH4 ＋ 2H2O 44.8
【詳解】(1)將反應(yīng)ⅱ加反應(yīng)ⅲ得到反應(yīng)ⅰ，因此ΔH1＝＋41.2 kJ?ml?1＋(－206.1 kJ?ml?1) ＝?164.9kJ?ml?1；故答案為：?164.9。
(2)①該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，畫(huà)一條與y軸相平的平行線，從下到上，轉(zhuǎn)化率變大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，壓強(qiáng)不斷增大，因此壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序是p3＞p2＞p1；故答案為：p3＞p2＞p1。
②壓強(qiáng)為p1時(shí)，隨著溫度升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率先減小后增大。解釋溫度高于600℃之后，隨著溫度升高CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和。反應(yīng)ⅰ為放熱反應(yīng)，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng)，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高。溫度較高時(shí)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ⅱ。(或：ⅰ為放熱反應(yīng)；ⅱ為吸熱反應(yīng)。600℃之后，CO2轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ⅱ)；故答案為：CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和。反應(yīng)ⅰ為放熱反應(yīng)，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng)，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高。溫度較高時(shí)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ⅱ。(或：ⅰ為放熱反應(yīng)；ⅱ為吸熱反應(yīng)。600℃之后，CO2轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ⅱ)。
(3)根據(jù)圖中信息CO2 化合價(jià)降低變?yōu)镃H4，在陰極發(fā)生反應(yīng)，因此陰極的電極反應(yīng)式是CO2 ＋ 8e? ＋ 8H＋ ＝ CH4 ＋ 2H2O；故答案為：CO2 ＋ 8e? ＋ 8H＋ ＝ CH4 ＋ 2H2O。
(4)根據(jù)CO2 ＋ 8e? ＋ 8H＋ ＝ CH4 ＋ 2H2O，若生成1 ml CH4，轉(zhuǎn)移8ml電子，有根據(jù)CH3COO? －8e?＋ 2H2O＝2CO2 ＋7H＋，因此理論上陽(yáng)極室生成2mlCO2，其體積是44.8L；故答案為：44.8。
1．（2022·浙江·模擬）氮元素在工業(yè)應(yīng)用上具有重要地位。
請(qǐng)回答：
(1)某實(shí)驗(yàn)興趣小組對(duì)F.Daniels的N2O4氣體分解實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)后，探究相關(guān)類似實(shí)驗(yàn)。在T1℃下，將N2O4氣體通入1 L容器內(nèi)，容器內(nèi)存在如下反應(yīng)：
反應(yīng)Ⅰ 主反應(yīng)： K1
反應(yīng)Ⅱ 副反應(yīng)： K2
①向該容器內(nèi)通入4 ml N2O5和2 ml NO2，等到反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均達(dá)到平衡后，測(cè)得c(NO2)=5 ml/L，c(N2O4)=0.5 ml/L，，則此溫度下N2O5的轉(zhuǎn)化率=_______。
②通過(guò)控制條件，使該容器內(nèi)只進(jìn)行反應(yīng)Ⅰ，下列說(shuō)法正確的是_______。
A．當(dāng)4v ( N2O5消耗)=2v(NO2消耗)時(shí)，該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡
B．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，縮小容器體積，平衡常數(shù)K1變小，N2O5的轉(zhuǎn)化率下降
C．恒壓狀態(tài)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，通入大量稀有氣體，N2O5的轉(zhuǎn)化率將提高
D．恒容狀態(tài)下，通入N2O5、NO2、O2各5 ml，反應(yīng)達(dá)到平衡后，c(O2)＜5 ml/L
(2)已知：反應(yīng)Ⅲ
反應(yīng)Ⅳ
①寫(xiě)出NO與H2反應(yīng)生成NH3和O2的熱化學(xué)方程式，判斷該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件并說(shuō)明理由：_______。
②反應(yīng)Ⅲ為工業(yè)制氨的化學(xué)方程式。如圖1為工業(yè)制氨反應(yīng)中逆反應(yīng)速率與時(shí)間(t)的關(guān)系圖。已知t1時(shí)，該反應(yīng)恰好達(dá)到化學(xué)平衡。t1時(shí)，將該化學(xué)反應(yīng)體系升溫到T℃(t2時(shí)恰好達(dá)到化學(xué)平衡)。t2時(shí)，向該化學(xué)反應(yīng)體系加入正催化劑，用曲線畫(huà)出t1 ~t3時(shí)間段中逆反應(yīng)速率。_______。
③關(guān)于反應(yīng)Ⅳ，恒容狀態(tài)下N2進(jìn)氣速度對(duì)O2的轉(zhuǎn)化率影響如圖2。請(qǐng)解釋曲線中A點(diǎn)到B點(diǎn)變化的原因：_______。
【答案】(1) 50％ AC
(2) 2NO(g)+3H2(H2)2NH3(g)+O2(g) △H=-272 kJ/ml；由聯(lián)立得到的反應(yīng)方程式可知△H＜0，△S＜0，故反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件為低溫 隨著N2的進(jìn)氣速率持續(xù)不斷增大，反應(yīng)器內(nèi)的氣體流速增大，反應(yīng)熱能被及時(shí)移走，等效于降低溫度；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度則反應(yīng)逆向移動(dòng)，故O2轉(zhuǎn)化速率會(huì)一定程度的降低
【詳解】（1）①反應(yīng)容器的容積是1 L，向該容器內(nèi)通入4 ml N2O5和2 ml NO2，則反應(yīng)開(kāi)始時(shí)c(N2O5)=4 ml/L，c(NO2)=2 ml/L。等到反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均達(dá)到平衡后，c(N2O4)=0.5 ml/L，則反應(yīng)消耗△c(NO2)=1 ml/L，測(cè)得此時(shí)c(NO2)=5 ml/L，若未發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，則N2O4的濃度應(yīng)該為c(NO2)=5 ml/L+1 ml/L=6 ml/L，因此發(fā)生反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生的N2O4的濃度為c(NO2)=(6-2)ml/L=4 ml/L，根據(jù)反應(yīng)Ⅰ中物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知反應(yīng)消耗N2O5的濃度△c(NO2)=2 ml/L，故此溫度下N2O5的轉(zhuǎn)化率=；
②A．對(duì)于反應(yīng)Ⅰ，在任何時(shí)刻都存在4v (N2O5消耗)=2v(NO2生成)，若4v (N2O5消耗)=2v(NO2消耗)時(shí)，v(NO2生成)= v(NO2消耗)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A符合題意；
B．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，縮小容器體積，化學(xué)平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，導(dǎo)致N2O5的轉(zhuǎn)化率下降，但溫度不變，因此化學(xué)平衡常數(shù)K1不變，B錯(cuò)誤；
C．恒壓狀態(tài)下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，通入大量稀有氣體，反應(yīng)容器的容積擴(kuò)大，導(dǎo)致體系的壓強(qiáng)減小，化學(xué)平衡向氣體體積擴(kuò)大的正反應(yīng)方向移動(dòng)，從而使N2O5的轉(zhuǎn)化率提高，C正確；
D．根據(jù)①計(jì)算可知：在容器的容積是1 L，開(kāi)始向容器中加入4 ml N2O5和2 ml NO2，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2O5的轉(zhuǎn)化率是50%，此時(shí)容器中c(N2O5)=2 ml/L，c(NO2)=5 ml/L，c(O2)=1 ml/L，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)K=。在恒容狀態(tài)下，通入N2O5、NO2、O2各5 ml，此時(shí)濃度商Qc=＜K，反應(yīng)正向進(jìn)行，至反應(yīng)達(dá)到平衡后，c(O2)＞5 ml/L，D錯(cuò)誤；
故合理選項(xiàng)是AC；
（2）①已知：反應(yīng)Ⅲ
反應(yīng)Ⅳ
根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)Ⅲ-反應(yīng)Ⅳ，整理可得熱化學(xué)方程式2NO(g)+3H2(H2)2NH3(g)+O2(g) △H=-272 kJ/ml；
要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，體系的自由能△G=△H-T△S＜0，由聯(lián)立得到的總反應(yīng)方程式2NO(g)+3H2(H2)2NH3(g)+O2(g) △H=-272 kJ/ml可知△H＜0，△S＜0，故反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件為低溫條件；
②合成NH3的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在t1時(shí)刻最高溫度，v正、v逆都增大，由于溫度對(duì)吸熱反應(yīng)影響更大，因此v逆增大的倍數(shù)大于v正，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，v逆逐漸減小，v正逐漸增大，在t2時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)v正=v逆；然后在t2時(shí)刻向該化學(xué)反應(yīng)體系加入正催化劑，v正、v逆都增大，且增大有的速率關(guān)系為v正=v逆，用曲線畫(huà)出t1 ~t3時(shí)間段中逆反應(yīng)速率為：；
③反應(yīng)Ⅳ是反應(yīng)前后氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，在開(kāi)始后，隨著N2通入速率的增大，N2投入量的增大，c(N2)增大使化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行，導(dǎo)致O2的轉(zhuǎn)化率增大，但當(dāng)N2通入速率過(guò)大時(shí)，隨著N2的進(jìn)氣速率持續(xù)不斷增大，反應(yīng)器內(nèi)的氣體流速增大，反應(yīng)熱能被及時(shí)移走，等效于降低溫度；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，會(huì)使化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，故O2轉(zhuǎn)化速率會(huì)一定程度的降低。
2．（2022·四川綿陽(yáng)·一模）我國(guó)的能源以煤炭為主，燃煤煙氣中等有害氣體的排放會(huì)污染環(huán)境，用CO還原脫除SO2將其轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。
(1)已知常溫常壓下，的燃燒熱為，CO(g)的燃燒熱為，則CO還原脫除：_______。
(2)在某溫度時(shí)，進(jìn)行CO還原脫除：。
①若在剛性容器中進(jìn)行，下列說(shuō)法一定能確定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。
A． B．CO與SO2的濃度之比不再改變
C．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再改變 D．的值不再改變
②若控制進(jìn)料比(物質(zhì)的量)為4∶1，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為5%，則該反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)為_(kāi)______。
(3)在600℃時(shí)，發(fā)生如下系列反應(yīng)，測(cè)得不同進(jìn)料比(物質(zhì)的量)下平衡體系各物質(zhì)分布如圖所示(圖中起始投料固定為)。
反應(yīng)I：
反應(yīng)II：
反應(yīng)III：
①該條件下，為減少有毒物質(zhì)COS的產(chǎn)生，同時(shí)脫除，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)控制進(jìn)料比為_(kāi)______，在進(jìn)料比大于2.5之后，COS的含量會(huì)明顯增大，試分析原因_______。
②根據(jù)圖中曲線，可判斷_______(填“>”“=”或“
(4)0.06NA
【詳解】（1）根據(jù)題意得出的熱化學(xué)方程式為+O2(g)SO2(g) △H=-，CO(g)的熱化學(xué)方程式為CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-，將兩個(gè)方程式依次編號(hào)為①②，由2×②-①得，所以△H=2×(-283.0)-(-297.2)=-268.8 kJ/ml。
（2）①正向反應(yīng)速率等于逆向反應(yīng)速率，且速率之比等于系數(shù)之比，即時(shí)，可以判定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；CO與SO2的濃度之比不再改變不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，跟反應(yīng)得投料比和反應(yīng)程度有關(guān)，B錯(cuò)誤；根據(jù)方程式可以看出，反應(yīng)前后的系數(shù)之和相等，壓強(qiáng)一直保持不變，因此容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再改變無(wú)法判定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各成分的濃度不再發(fā)生改變，的值不再改變，可以判定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確；
②控制進(jìn)料比(物質(zhì)的量)為4∶1，設(shè)起始投料n(CO)=4ml，n(SO2)=1ml,平衡時(shí)SO2反應(yīng)xml,列出三段式：，根據(jù)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為5%，可得=5%，解出：x=0.75，反應(yīng)前后系數(shù)相同，體積不影響平衡常數(shù)，則平衡常數(shù)K==1.08。
（3）①當(dāng)進(jìn)料比為2時(shí)，圖中n(CO2)比較大，同時(shí)n(SO2)很少，n(COS)幾乎為0，故實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)控制進(jìn)料比為2.0；在進(jìn)料比大于2.5之后，CO的含量較多，此時(shí)反應(yīng)II的反應(yīng)程度比反應(yīng)III的程度大的多，故 COS的含量會(huì)明顯增大；
②投料比為2.0時(shí)，反應(yīng)I中的產(chǎn)物n(S)、n(CO2)很大，而n(CO)、n(SO2)很小，則K1較大，反應(yīng)II中產(chǎn)物：n(COS)很小，n(CO)、 n(S)中n(S)很大，則K2較小，所以K1> K2
（4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下SO2的物質(zhì)的量為=0.03ml，在電極a上SO2轉(zhuǎn)化為H2SO4，一個(gè)SO2失去2個(gè)電子，則0.03mlSO2失去0.03×2=0.06ml電子即0.06NA。
3．（2022·四川雅安·模擬）為早日實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”，我國(guó)科學(xué)家利用作為催化劑，實(shí)現(xiàn)了常溫下加氫制，主反應(yīng)為 ，伴隨發(fā)生副反應(yīng)
(1)已知 ，則_______。
(2)在恒溫恒容的密閉容器中，加入和，同時(shí)發(fā)生主、副反應(yīng)。體系中的選擇性(指轉(zhuǎn)化為的占發(fā)生反應(yīng)的的百分比)隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示：
①_______。
②的選擇性隨溫度升高而降低的原因可能是_______。
③下列說(shuō)法正確的是_______。
A．增大壓強(qiáng)，體系中副反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)
B．體系中不再變化，代表反應(yīng)達(dá)到平衡
C．及時(shí)分離出可以加快主反應(yīng)的反應(yīng)速率
D．更換合適的催化劑可提高的選擇性
④某溫度下，若容器體積為1L，40min后，2個(gè)反應(yīng)均達(dá)到平衡，此時(shí)，，則_______，主反應(yīng)的平衡常數(shù)的計(jì)算式為_(kāi)______，此時(shí)的選擇性為_(kāi)______(保留3位有效數(shù)字)。
(3)我國(guó)某研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)選用某種Cu作催化劑時(shí)，主反應(yīng)的中間體為。此時(shí)反應(yīng)分為兩步：
第一步：
第二步：
其中第一步的反應(yīng)歷程如下圖所示(*表示吸附態(tài)，即該物種吸附在催化劑表面)
歷程①：
歷程②：_______(寫(xiě)方程式)；
歷程③：
我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化也可以實(shí)現(xiàn)上述第一步反應(yīng)，原理如圖所示：
a的電極反應(yīng)式為_(kāi)______，該裝置能量轉(zhuǎn)化的主要形式是_______。
【答案】(1)-52.7
(2) > 主反應(yīng)為放熱反應(yīng)，副反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，故溫度升高時(shí)不利于主反應(yīng)、有利于副反應(yīng)的發(fā)生，所以的選擇性降低 ABD 0.01 53.8％
(3) (或) 電能和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
【詳解】（1）已知②
③
根據(jù)蓋斯定律，由②+③得反應(yīng)，則-52.7；
（2）主反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，副反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，故壓強(qiáng)越大，主反應(yīng)正向移動(dòng)，的選擇性越大，故可知>；
②主反應(yīng)為放熱反應(yīng)，副反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，故溫度升高時(shí)不利于主反應(yīng)、有利于副反應(yīng)的發(fā)生，所以的選擇性降低；
③A.增大壓強(qiáng)，主反應(yīng)正向移動(dòng)，CO2的濃度降低，副反應(yīng) 逆向移動(dòng)，選項(xiàng)A正確；
B.根據(jù)主反應(yīng)和副反應(yīng)中CO2與H2的比例不同，可知為變量，根據(jù)“變量不變達(dá)平衡”可知，體系中不再變化，代表反應(yīng)達(dá)到平衡，選項(xiàng)B正確；
C.及時(shí)分離出，則反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D.更換合適的催化劑可調(diào)整主副反應(yīng)的比例，從而提高的選擇性，選項(xiàng)D正確；
答案選ABD；
④某溫度下，若容器體積為1L，40min后，2個(gè)反應(yīng)均達(dá)到平衡，此時(shí)，，根據(jù)三段式可知：
則=0.01，主反應(yīng)的平衡常數(shù)的計(jì)算式為=，此時(shí)的選擇性為；
（3）已知：第一步：，歷程①：，歷程③：，
由第一步-歷程③-歷程①得歷程②：(或)；
A上的Cat得電子產(chǎn)生Cat-，電極反應(yīng)式為，根據(jù)裝置中的信息可知，該裝置能量轉(zhuǎn)化的主要形式是電能和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
4．（2022·江西·贛州市贛縣第三中學(xué)模擬）碳化學(xué)是以分子中只含一個(gè)碳原子的化合物為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的方法。合成氣(CO和的混合氣體)是一碳化學(xué)的重要原料，焦炭與水蒸氣在剛性密閉容器中會(huì)發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：
Ⅰ：
Ⅱ：
下表是幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(由對(duì)應(yīng)穩(wěn)定單質(zhì)生成1ml某種物質(zhì)的焓變叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱)。
(1)反應(yīng)Ⅰ的焓變_______
(2)若在絕熱恒容容器中僅發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，則下列事實(shí)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。A．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變B．容器內(nèi)溫度不變
C．容器內(nèi)氣體的密度不再改變D．容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
(3)已知反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率，、分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，(k表示或)與溫度的關(guān)系如圖所示，其中直線a、b分別表示、隨溫度的變化。升高溫度，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K_______(填“變大”或“變小”或“不變”)。
(4)在上圖A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度下，向某剛性密閉容器中加入足量焦炭和一定量水蒸氣，同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，已知起始時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為80kPa，10分鐘后體系達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)?00kPa。
①平衡時(shí)CO的分壓_______kPa，平衡時(shí)水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______%。
②進(jìn)一步提高水蒸氣平衡轉(zhuǎn)化率的方法有_______、_______(寫(xiě)兩種不同的方法)。
【答案】(1)+131.3
(2)AB
(3)變小
(4) 8 40 增大容器體積 及時(shí)分離出或
【解析】（1）生成物標(biāo)準(zhǔn)生成熱總和-反應(yīng)物標(biāo)準(zhǔn)生成熱總和=()-()=+131.3，故答案為：+131.3；
（2）A．該反應(yīng)中氣體體積不變，氣體總物質(zhì)的量為定值，且在絕熱條件下，結(jié)合PV=nRT可知，混合氣體的壓強(qiáng)為變量，當(dāng)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．在絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)溫度為變量，當(dāng)容器內(nèi)溫度不變，表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．混合氣體的質(zhì)量是定值，容器容積不變，則混合氣體的密度為定值，當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不再改變時(shí)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．混合氣體的質(zhì)量是定值，混合氣體的物質(zhì)的量不變，則平均相對(duì)分子質(zhì)量不變?yōu)槎ㄖ?，?dāng)容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故選AB；
（3）(k表示或)與溫度的關(guān)系如圖所示，其中直線a、b分別表示、隨溫度的變化，由圖可知，隨著溫度的升高減小，正逆反應(yīng)速率均增大，但升高相同溫度時(shí)，lg增加的更多，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，K值變小，故答案為：變??；
（4）①已知起始時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為80kPa，10分鐘后體系達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)?00kPa，列化學(xué)平衡三段式，
則x-y+80-x-y+y+x+y=100，解得x=20kPa，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度下平衡時(shí)，=，
=，A點(diǎn)=，則=，則(20-y)(80-20-y)=y(20+y)，解得y=12 kPa，平衡時(shí)CO的分壓，平衡時(shí)水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為100%=40%，故答案為：8；40；
②反應(yīng)Ⅰ為氣體體積增大的反應(yīng)，增大容器體積，平衡正向移動(dòng)，可以提高水蒸氣平衡轉(zhuǎn)化率，或者及時(shí)分離出或，也會(huì)促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高水蒸氣平衡轉(zhuǎn)化率，故答案為：增大容器體積；及時(shí)分離出或。
5．（2022·廣東·東莞市東華高級(jí)中學(xué)模擬）含氮化合物(NOx、NO等)是主要的污染物之一，消除含氮化合物的污染倍受關(guān)注。
(1)下列過(guò)程屬于氮的固定過(guò)程的是_______(填選項(xiàng)字母)。
A．工業(yè)合成氨
B．工業(yè)利用氨氣合成硝酸
C．雷雨天中氮?dú)馀c氧氣生成氮氧化合物
D．通過(guò)堿性試劑將氣態(tài)的氮氧化合物轉(zhuǎn)化為固態(tài)含氮化合物
(2)已知反應(yīng)2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g) = -1169kJ·ml-1，該反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能為akJ·ml-1，則其正反應(yīng)活化能為_(kāi)______kJ·ml-1 (用含a的代數(shù)式表示)。
(3)某種含二價(jià)銅微粒的催化劑可用于汽車尾氣脫氮。催化機(jī)理如圖1，反應(yīng)歷程如圖2。
①Cu的基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)______，基態(tài)Cu+比Cu2+穩(wěn)定的原因是_______，從化學(xué)鍵的角度解釋能結(jié)合NH3的原因：_______。
②該脫氮過(guò)程的總反應(yīng)方程式為_(kāi)______。該反應(yīng)歷程的決速步驟是_______。(填選項(xiàng))
a.狀態(tài)①→狀態(tài)② b.狀態(tài)②→狀態(tài)③
c.狀態(tài)③→狀態(tài)④ d.狀態(tài)④→狀態(tài)⑤
(4)實(shí)驗(yàn)室用NaOH溶液對(duì)氮氧化合物進(jìn)行尾氣吸收，例如NaOH溶液可將NO2轉(zhuǎn)化為NaNO3和NaNO2。該吸收過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。
【答案】(1)AC
(2)(a-1169)
(3) 或 Cu+的價(jià)電子式為，為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，Cu2+的價(jià)電子式為，較不穩(wěn)定 NH3中的N有孤電子對(duì)，中的CuII有空軌道能接受孤電子對(duì)，形成配位鍵 4NO+4NH3+O24N2+6H2O c
(4)2NO2+2OH- =NO+NO+H2O
【解析】（1）A．工業(yè)合成氨，氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣，氮元素由游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)，屬于氮的固定，故選A；
B．工業(yè)利用氨氣合成硝酸，氮元素不是游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)，不屬于氮的固定，故不選B；
C．雷雨天中氮?dú)馀c氧氣生成氮氧化合物，氮元素由游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)，屬于氮的固定，故選C；
D．通過(guò)堿性試劑將氣態(tài)的氮氧化合物轉(zhuǎn)化為固態(tài)含氮化合物，氮元素不是游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)，不屬于氮的固定，故不選D；
選AC。
（2）已知反應(yīng)2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g) = -1169kJ·ml-1，該反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能為akJ·ml-1，焓變=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能，則其正反應(yīng)活化能為akJ·ml-1+(-1169kJ·ml-1)= (a-1169)kJ·ml-1。
（3）①Cu是29號(hào)元素，基態(tài)Cu原子核外電子排布式為；Cu+的價(jià)電子式為，為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，Cu2+的價(jià)電子式為，較不穩(wěn)定，屬于基態(tài)Cu+比Cu2+穩(wěn)定；NH3中的N有孤電子對(duì)，中的CuII有空軌道能接受孤電子對(duì)，形成配位鍵，所以能結(jié)合NH3。
②根據(jù)圖示，該脫氮過(guò)程中氨氣和一氧化氮、氧氣在催化劑作用下反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，總反?yīng)方程式為4NO+4NH3+O24N2+6H2O?；罨茉酱?，反應(yīng)速率越慢，慢反應(yīng)決定總反應(yīng)速率，屬于該反應(yīng)歷程的決速步驟是狀態(tài)③→狀態(tài)④，選c。
（4）NaOH溶液將NO2轉(zhuǎn)化為NaNO3和NaNO2，根據(jù)得失電子守恒，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2NO2+2OH- =NO+NO+H2O。
11．（2022·吉林·長(zhǎng)春十一高模擬）煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生大量SO2、NO對(duì)環(huán)境造成很大污染，將煤進(jìn)行氣化和液化是減少污染的有效手段。
(1)煤的液化是現(xiàn)代能源工業(yè)中重點(diǎn)推廣的能源綜合利用方案，最常見(jiàn)的液化方法為用煤生產(chǎn)CH3OH。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù)如下：
i：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=41.2kJ/ml
iii：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-132.0kJ/ml
850℃時(shí)，三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1=160、K2=243、K3=160。
①△H1=____，該反應(yīng)在____(填“高溫”或“低溫”)能自發(fā)進(jìn)行。
②850℃時(shí)，在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)i，開(kāi)始時(shí)只加入CO2、H2，反應(yīng)10min后測(cè)得各組分的濃度如表。比較正、逆反應(yīng)的速率的大?。簐正____v逆(填“>”“

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