1．（2022·河北衡水中學(xué)高三調(diào)研）催化加氫能生成乙烯和，按投料，保持壓強(qiáng)為，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A．表示變化的曲線是
B．催化加氫合成和反應(yīng)的大于0
C．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則變小
D．圖中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)為
【答案】D
【解析】解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)圖象判斷出a、b、c、d所代表的物質(zhì)。催化加氫生成乙烯和的化學(xué)方程式為，由圖中曲線的起點(diǎn)坐標(biāo)可知，c和a所表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:3，d和b表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:4，則結(jié)合方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可以判斷：曲線a表示氫氣，曲線b表示水，曲線c表示二氧化碳，曲線d表示乙烯。由分析可知：表示變化的曲線是d，故A錯(cuò)誤；對(duì)曲線a，隨溫度的升高，氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，正向是放熱反應(yīng)，催化加氫合成和反應(yīng)的小于0，故B錯(cuò)誤；對(duì)氣體體積減小的反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則變大，故C錯(cuò)誤；原料初始組成n（CO2）：n（H2）=1：3，體系總壓強(qiáng)為建立平衡。據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)，可知，該溫度下，H2和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為0.39，則C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為水的四分之一，CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為氫氣的三分之一，該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= =，對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)為，故D正確；故選D。
2．（2022·廣東茂名高三模擬）如圖表示使用不同催化劑(和)時(shí)催化轉(zhuǎn)化為過程中的能量變化。下列說法錯(cuò)誤的是( )
(注：其中吸附在催化劑表面的物種用“· ”表示)
A．在催化劑催化過程中，·是最穩(wěn)定的中間產(chǎn)物
B．·轉(zhuǎn)化為的過程吸熱
C．吸附在表面的同種中間產(chǎn)物的能量高于吸附在表面的
D．其他條件相同時(shí)，分別使用、兩種催化劑，轉(zhuǎn)化為，其轉(zhuǎn)化率相同
【答案】B
【解析】由題圖可知，在催化劑催化過程中·的相對(duì)能量最低，·是最穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，A項(xiàng)正確；由題圖可知，轉(zhuǎn)化為的過程中的能量變化與·所吸附的催化劑種類有關(guān)，吸附在催化劑表面的轉(zhuǎn)化為的過程放熱，吸附在催化劑表面的·轉(zhuǎn)化為的過程吸熱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，吸附在表面的同種中間產(chǎn)物的能量高于吸附在表面的，C項(xiàng)正確；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使化學(xué)平衡移動(dòng)，D項(xiàng)正確；答案選B。
3．（2022·山東濟(jì)南高三模擬）如圖表示反應(yīng)，在時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率的變化圖，已知在、、時(shí)改變外界條件，每次外界條件的改變都是單一條件的改變。下列有關(guān)說法正確的是( )
A．時(shí)改變的條件是壓縮反應(yīng)容器
B．時(shí)改變條件后反應(yīng)的正活化能和均下降
C．平衡常數(shù)
D．氨氣的體積外數(shù)
【答案】C
【解析】該圖描述的是反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的速率—時(shí)間圖，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng)。
t1時(shí)：v(逆)突然變大，然后緩慢下降，v (正)突然變大，然后緩慢增加，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，改變的條件是升溫。t3時(shí)：v (正)和v (逆)同等程度增加，平衡不移動(dòng)，改變的條件是使用了催化劑。t4時(shí)：v (逆)突然變小，然后緩慢下降，v (正)突然變小，然后緩慢增加，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，改變的條件是降低壓強(qiáng)(增大反應(yīng)容器體積)。根據(jù)上述分析可知，t1時(shí)改變的條件是升溫，A項(xiàng)錯(cuò)誤；使用催化劑，會(huì)使反應(yīng)的正活化能降低，但焓變保持不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于同一個(gè)反應(yīng)，只有溫度影響平衡常數(shù)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)降低，故平衡常數(shù)K(t0~t1)>K(t2~t3) >K(t5~t6)，C項(xiàng)正確；t3時(shí)改變的條件是使用了催化劑，加入催化劑不影響平衡移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)?(t2~t3)= ?(t3~t4)，t4時(shí)改變的條件是降低壓強(qiáng)(增大反應(yīng)容器體積)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡后氨氣的體積分?jǐn)?shù)降低，即?(t3~t4)> ?(t5~t6)，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選C。
4．（2022·遼寧大連市高三模擬）氮及其化合物的轉(zhuǎn)化過程如圖所示。下列分析合理的是
A．催化劑a降低了N2的鍵能，加快了反應(yīng)速率
B．N2與H2反應(yīng)生成NH3的原子利用率為100%
C．在催化劑b表面形成氮氧鍵時(shí)，不涉及電子轉(zhuǎn)移
D．催化劑a、b能提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
【答案】B
【解析】催化劑a是催化N2與H2反應(yīng)生成NH3，降低了該反應(yīng)的活化能，并不能改變鍵能，故A錯(cuò)誤；N2與H2反應(yīng)生成NH3的反應(yīng)為N2+3H22NH3，該反應(yīng)為化合反應(yīng)，原子利用率為100%，故B正確；在催化劑b表面反應(yīng)為NH3轉(zhuǎn)化為NO，反應(yīng)中N元素化合價(jià)發(fā)生變化，存在電子轉(zhuǎn)移，故C錯(cuò)誤；催化劑a、b只是減小反應(yīng)的活化能，并不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，故D錯(cuò)誤；綜上所述，合理的是B項(xiàng)，故答案為B。
5．（2022·福建寧德市高三一模）在金屬Pt、Cu和Ir(銥)的催化作用下，密閉容器中的H2可高效轉(zhuǎn)化酸性溶液中的硝態(tài)氮()以達(dá)到消除污染的目的，其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．Ir表面反應(yīng)的反應(yīng)物是H2和N2O氣體
B．導(dǎo)電基體中Pt上既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)
C．若導(dǎo)電基體上只有Cu，難以消除含氮污染物
D．若導(dǎo)電基體上的Cu顆粒增多，能提高硝態(tài)氮()的平衡轉(zhuǎn)化率
【答案】D
【解析】根據(jù)圖像可知，Ir表面反應(yīng)的反應(yīng)物是H2和N2O氣體，生成物為N2和H2O，A說法正確；導(dǎo)電基體中Pt上氫氣失電子生成氫離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，NO得電子生成N2O，硝酸根離子得電子生成NO，發(fā)生還原反應(yīng)，則Pt上既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，B說法正確；根據(jù)圖像可知，硝酸根離子得電子與氫離子反應(yīng)生成氮的氧化物和水，則若導(dǎo)電基體上只有Cu，氫氣不能失電子生成氫離子，難以消除含氮污染物，C說法正確；若導(dǎo)電基體上的Cu顆粒增多，消耗硝酸根離子的速率增大，但對(duì)硝態(tài)氮()的平衡轉(zhuǎn)化率無影響，D說法錯(cuò)誤；答案為D。
6．（2022·河北廊坊高三模擬）80℃時(shí)，向1L恒容密閉容器中充入 ，發(fā)生反應(yīng) ，實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù)：
下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )
A．內(nèi)，
B．升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
C．其他條件不變，時(shí)再充入 ，達(dá)新平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率減小
D．升高溫度可使正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，故平衡正移
【答案】D
【解析】?jī)?nèi)，，則，故A正確；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，即往正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，故B正確；其他條件不變，時(shí)再通入 ，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，達(dá)新平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率減小，故C正確；升高溫度，不管是反應(yīng)物分子還是生成物分子都獲得了能量，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)都會(huì)增大，所以正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大，但吸熱反應(yīng)速率增大的程度大于放熱反應(yīng)速率增大的程度，所以平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選D。
1．（2022·湖北高三零模）甲烷和水蒸氣催化制氫主要有如下兩個(gè)反應(yīng)：
①ΔH=+206kJ/ml
②ΔH=-41kJ/ml
恒定壓強(qiáng)為時(shí)，將n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合氣體投入反應(yīng)器中，平衡時(shí)，各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。
回答下列問題：
(1)寫出與生成和的熱化學(xué)方程式：_____________________。
(2)關(guān)于甲烷和水蒸氣催化制氫反應(yīng)，下列敘述正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。
A．恒溫、恒容條件下，加入惰性氣體，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快
B．恒溫、恒容條件下，加入水蒸氣，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，反應(yīng)速率加快
C．升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞頻率增大，反應(yīng)速率加快
D．加入合適的催化劑，降低反應(yīng)溫度也能實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間轉(zhuǎn)化率不變
(3)系統(tǒng)中的含量，在700℃左右出現(xiàn)峰值，試從化學(xué)平衡的角度解釋出現(xiàn)峰值的原因：
①低于700℃，______________；
②高于700℃，______________。
(4)已知投料比為n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合氣體，。600℃時(shí)，的平衡轉(zhuǎn)化率為_______，反應(yīng)①的平衡常數(shù)的計(jì)算式為_______(是以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
【答案】(1)ΔH=247kJ/ml (2) C (3) 由于正反應(yīng)方向吸熱，隨著溫度的升高，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度較大，氫氣的物質(zhì)的量逐漸增大 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，一氧化碳的物質(zhì)的量增大，發(fā)生反應(yīng)②，反應(yīng)②正反應(yīng)放熱，當(dāng)溫度升高時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，使氫氣的物質(zhì)的量減小 (4) 77.78% 5859.375
【解析】(1)①ΔH=+206kJ/ml
②ΔH=-41kJ/ml
根據(jù)蓋斯定律，①-②，ΔH=+206kJ/ml+41kJ/ml=247kJ/ml，得到和生成和的熱化學(xué)方程式：ΔH=247kJ/ml；
(2)由反應(yīng)ΔH=+206kJ/ml；
A．恒溫、恒容條件下，加入惰性氣體，總壓強(qiáng)增大，各物質(zhì)的分壓不變，各氣體的濃度沒變，化學(xué)反應(yīng)速率不變，故A不符合題意；
B．恒溫、恒容條件下，加入水蒸氣，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，單位體積活化分子數(shù)增加，有效碰撞幾率增大，反應(yīng)速率加快，故B不符合題意；
C．升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞頻率增大，反應(yīng)速率加快，故C符合題意；
D．反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，加入合適的催化劑，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不影響平衡的移動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)氣體的轉(zhuǎn)化率不變；降低反應(yīng)溫度，平衡逆向移動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)氣體的轉(zhuǎn)化率減小，故D不符合題意；
答案選C；
(3)①溫度低于700℃時(shí)，由于正反應(yīng)方向吸熱，隨著溫度的升高，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度較大，氫氣的物質(zhì)的量逐漸增大；
②溫度高于700℃，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，一氧化碳的物質(zhì)的量增大，發(fā)生反應(yīng)②，反應(yīng)②正反應(yīng)放熱，當(dāng)溫度升高時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，使氫氣的物質(zhì)的量減小；
(4)已知投料比為的混合氣體，設(shè)甲烷的初始物質(zhì)的量為1ml，水蒸氣的物質(zhì)的量為3ml，設(shè)轉(zhuǎn)化的甲烷的物質(zhì)的量為x，設(shè)轉(zhuǎn)化的一氧化碳的物質(zhì)的量為y，
由圖可知，600℃時(shí)，CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.04，各氣體的總物質(zhì)的量為1-x+3-x-y+x+3x+y=4+2x，==0.04，解得x=ml，的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=77.78%；
600℃時(shí)，由圖可知，，平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.50，可以得到：=0.5，解得y=ml，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量=ml-ml=ml，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為=0.06，CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.04， H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.32，H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.50，反應(yīng)①的平衡常數(shù)的計(jì)算式為Kp===5859.375。
2.（2022·廣東高三零模）溫室氣體的利用是當(dāng)前環(huán)境和能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
I.CH4與CO2重整可以同時(shí)利用兩種溫室氣體，其工藝過程中涉及如下反應(yīng)：
反應(yīng)①CH4(g) + CO2(g)?2CO(g)+2H2 (g) ΔH1
反應(yīng)②CO2 (g)+ H2 (g)?CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.2 kJ·ml-1
反應(yīng)③CH4 (g)+O2(g)?CO(g) + 2H2(g) ΔH3 = -35.6 kJ·ml-1
(1)已知：O 2(g)+H2(g)= H2O(g) ΔH = -241.8 kJ·ml-1，則ΔH1 =______ kJ·ml-1。
(2)一定條件下，向體積為VL的密閉容器中通入CH4、CO2各1.0 ml及少量O2，測(cè)得不同溫度下反應(yīng)平衡時(shí)各產(chǎn)物產(chǎn)量如圖所示。
①圖中a和b分別代表產(chǎn)物______和______，當(dāng)溫度高于900 K， H2O的含量隨溫度升高而下降的主要原因是______。
②1100 K時(shí)，CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率分別為95%和90%，反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=______ ( 寫出計(jì)算式)。
II．Ni-CeO2 催化CO2加H2形成CH4的反應(yīng)歷程如圖1所示(吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注)，含碳產(chǎn)物中CH4的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)(Y)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖2所示。
(3)下列對(duì)CO2甲烷化反應(yīng)體系的說法合理的有______。
A．含碳副產(chǎn)物的產(chǎn)率均低于CH4
B．存在反應(yīng)CO2+4H2?CH4 + 2H2O
C．存在副反應(yīng)CO2+ H2?CO+ H2O
D．CO2 轉(zhuǎn)化為CH4的過程中發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化
E.溫度高于260℃后，升高溫度，甲烷產(chǎn)率幾乎不變
(4) CO2甲烷化的過程中，保持CO2與H2的體積比為1：4，反應(yīng)氣的總流量控制在40 mL·min-1，320 ℃時(shí)測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率為80%，則CO2反應(yīng)速率為______mL·min-1。
【答案】(1)+247.4 kJ·ml-1 (2) H2 CO 反應(yīng)O 2(g)+H2(g)= H2O(g)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆行移動(dòng)，H2O的含量減小 (3) ABCDE (4)6.4
【解析】I. (1)記反應(yīng)O 2(g)+H2(g)= H2O(g)為反應(yīng)④，由蓋斯定律反應(yīng)①=②+③-④，故ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH =41.2-35.6+241.8= +247.4 kJ·ml-1
(2) ①由反應(yīng)①②③可知，反應(yīng)產(chǎn)物有CO、H2和H2O，生成的H2會(huì)在反應(yīng)②中與CO2反應(yīng)生成CO，CO的產(chǎn)量高于H2，故a曲線表示產(chǎn)物H2，b曲線表示CO；反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，升高溫度，有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，H2O的含量增大，但反應(yīng)O 2(g)+H2(g)= H2O(g)為放熱反應(yīng)，升高溫度，不利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，H2O的含量減小；
②1100 K時(shí)，CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率分別為95%、 90%，則計(jì)算得平衡時(shí)c(CH4)= =ml/L，c(CO2)= =ml/L，由圖可知，c(H2)=ml/L，c(CO)=ml/L，則
反應(yīng)①的平衡常數(shù)K= ==；
II．(3)由圖可知，含碳產(chǎn)物中CH4的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)Y70%，則含碳副產(chǎn)物的產(chǎn)率30%，故含碳副產(chǎn)物的產(chǎn)率均低于CH4，A正確；由題意及圖Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4，故存在反應(yīng)CO2+4H2?CH4 + 2H2O，B正確；由圖可知，存在CO2和 H2反應(yīng)生成CO+和H2O，C正確；化學(xué)反應(yīng)伴隨著物質(zhì)變化和能量變化，D正確；由圖2可知，當(dāng)溫度高于260℃時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率還在增大，但CH4的百分含量幾乎不在變化，則繼續(xù)升高溫度甲烷產(chǎn)率幾乎不變，E正確，故答案為ABCDE；
(4) CO2甲烷化的過程中，CO2與H2的體積比為1：4，反應(yīng)氣的總流量為40 mL·min-1，則1min內(nèi)初始時(shí)CO2的體積為40× mL=8 mL，320 ℃時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率為80%，則CO2反應(yīng)速率為v = mL·min-1=6.4 mL·min-1。
3．(2022·上海市控江中學(xué)高三月考)對(duì)燃煤煙氣和汽車尾氣進(jìn)行脫硝、脫碳和脫硫等處理，可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排等目的。汽車尾氣脫硝脫碳的主要原理為：
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)+Q (Q＞0)。
一定條件下，在一密閉容器中，用傳感器測(cè)得該反應(yīng)在不同時(shí)間的NO和CO濃度如下表：
(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________。
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率(N2) =___________ ； 達(dá)到平衡時(shí)， CO的轉(zhuǎn)化率為___________。
(3)采用低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù)，同時(shí)吸收SO2和NOx，獲得(NH4)2SO4的稀溶液。
①檢驗(yàn)溶液中陽(yáng)離子的方法是___________。
②往(NH4)2SO4溶液中再加入少量(NH4)2SO4固體， 的值將___________(填“變大”、“不變”或“變小”)
用NaOH溶液吸收SO2，并用CaO使NaOH再生：NaOH溶液 Na2SO3溶液
(4)寫出過程①的離子方程式：___________。
(5)CaO在水中存在如下轉(zhuǎn)化： CaO(s)+ H2O(1) →Ca(OH)2(s)Ca2+ (aq)+ 2OH-(aq) 從平衡移動(dòng)的角度，簡(jiǎn)述過程②)NaOH再生的原理___________。
(6)如圖是Na2SO3溶液中各離子濃度的相對(duì)大小關(guān)系示意圖，其中，③是___________ ( 填微粒符號(hào))。
【答案】(1)5000 (2)1.88×10-4 25%
(3)取少量溶液于一小試管，滴加氫氧化鈉溶液，微熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，如果變藍(lán)，則證明濾液中含有銨根離子 變大
(4)2OH-+SO2=SO32-+H2O
(5)SO32-與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動(dòng)，有NaOH生成
(6)OH-
【解析】(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，三段式分析為：
故平衡常數(shù)為：K===5000；(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率(N2)=(CO)=×=1.88×10-4ml/(L?s)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=25%；(3)①檢驗(yàn)溶液中陽(yáng)離子即H4+的方法是取少量溶液于一小試管，滴加氫氧化鈉溶液，微熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，如果變藍(lán)，則證明濾液中含有銨根離子；②在(NH4)2SO4溶液中存在水解反應(yīng)，2NH4++H2O?NH3?H2O+H+，往(NH4)2SO4溶液中再加入少量 (NH4)2SO4固體，水解平衡向正方向進(jìn)行，但銨根的水解率減小，所以 的值將變大；(4)用NaOH溶液吸收SO2，并用CaO使NaOH再生：NaOH溶液 Na2SO3溶液，故過程①即NaOH吸收SO2生成Na2SO3和H2O，該反應(yīng)的離子方程式為：2OH-+SO2= SO32-+H2O；(5)過程②加入CaO，存在CaO(s)+H2O (l)═Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq)，因SO32-與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動(dòng)，有NaOH生成；(6)Na2SO3溶液中由于SO32-+H2O HSO3-+OH-，HSO3-+H2OH2SO3+OH-，溶液顯堿性，故Na2SO3溶液中各離子濃度的相對(duì)大小關(guān)系為：c(Na+)＞c(SO32-)＞c(OH-)＞c(HSO3-)＞c(H+)，故圖中③是OH- -。
4．(2022·重慶市高三第四次質(zhì)量檢測(cè)考試)國(guó)家主席習(xí)近平指出，為推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，我國(guó)將陸續(xù)發(fā)布重點(diǎn)領(lǐng)域和行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案和一系列支撐保障措施，構(gòu)建起碳達(dá)峰、碳中和“”政策體系。二氧化碳加氫可轉(zhuǎn)化為二甲醚，既可以降低二氧化碳排放量，也可以得到性能優(yōu)良的汽車燃料。
回答下列問題：
(1)制取二甲醚的熱化學(xué)方程式為：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ?H，則?H=___________。
已知：①CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ?H1=-49.0kJ?ml-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ?H2=-23.5kJ?ml-1
(2)往一容積為的恒容密閉容器中通入2mlCO和6mlH2，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，起始總壓為p0，20 min時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，測(cè)得CH3OCH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為12.5%。
①達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，下列有關(guān)敘述正確的是___________(填字母序號(hào))。
a．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再發(fā)生改變
b．正、逆反應(yīng)速率相等且均為零
c．向容器內(nèi)再通入1mlCO和3mlH2，重新達(dá)平衡后CH3OCH3體積分?jǐn)?shù)增大
d．向容器內(nèi)通入少量氦氣，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
②0-20 min內(nèi)，用H2表示的平均反應(yīng)速率v(H2) =___________，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO2)=___________；該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=___________(用含p0的式子表達(dá)，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
③升高溫度，二甲醚的平衡產(chǎn)率___________(填“增大”、“減小”或“不變”)，簡(jiǎn)述理由：___________。
④工業(yè)上，CO2與H2混合氣體以一定的比例和一定流速分別通過填充有催化劑I、II的反應(yīng)器，CO2轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如下圖。在催化劑II作用下，溫度高于T1時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化率下降的原因可能是_______。
【答案】(1)-121.5kJ?ml-1
(2)ac 0.1 ml·L－1·min－1 66.7% 減小 二甲醚的合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，二甲醚產(chǎn)率降低 催化劑的活性降低
【解析】(1)①CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ?H1=-49.0kJ?ml-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ?H2=-23.5kJ?ml-1
利用蓋斯定律，將反應(yīng)①+反應(yīng)②，即得2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)?H=2×?H1+?H2=2×(-49.0kJ?ml-1)+( -23.5kJ?ml-1)= -121.5kJ?ml-1；(2)①對(duì)于反應(yīng)2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)：a項(xiàng)，容器內(nèi)各氣體的物質(zhì)的量不變，容器的體積不變，壓強(qiáng)不變，a正確；b項(xiàng)，達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的量不變，正、逆反應(yīng)速率相等但都大于零，b不正確；c項(xiàng)，向容器內(nèi)再通入1mlCO和3mlH2，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，重新達(dá)平衡后CH3OCH3體積分?jǐn)?shù)增大，c正確；d項(xiàng)，向容器內(nèi)通入少量氦氣，反應(yīng)混合氣體的濃度不變，平衡不發(fā)生移動(dòng)，d不正確；故選ac；②往一容積為2L的恒容密閉容器中通入2mlCO和6mlH2，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，起始總壓為p0，20 min時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，測(cè)得CH3OCH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為12.5%。設(shè)參加反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量為x，則可建立如下三段式：
則，x=ml。0-20 min內(nèi)，用H2表示的平均反應(yīng)速率v(H2) == ，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率≈66.7%；達(dá)平衡時(shí)，總壓強(qiáng)為=，該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)KP==。③依據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，二甲醚的平衡產(chǎn)率減小，理由：二甲醚的合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，二甲醚產(chǎn)率降低。④從圖中可以看出，在催化劑II作用下，溫度高于T1時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化率下降，可能是催化劑對(duì)此反應(yīng)的催化效率降低，或有其它副反應(yīng)發(fā)生，即原因可能是催化劑的活性降低。
5．(2022·山東省青島第五十八中學(xué)高三期中)我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以燃煤為主，將煤氣化可減少環(huán)境污染。
(1)將煤與水蒸氣在恒容密閉容器中反應(yīng)，可制合成氣。制備過程中的主要反應(yīng)(I)、(II)的lg KP (KP為以分壓表示的平衡常數(shù))與溫度T的關(guān)系如下圖所示。
在容積為1L的密閉容器中充入1mlCO、1mlH2O只發(fā)生反應(yīng)(Ⅱ)，反應(yīng)5分鐘到達(dá)圖中a點(diǎn)，請(qǐng)計(jì)算0~5min時(shí)間內(nèi)，v(H2)___________；已知反應(yīng)速率分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，___________。
(2)煤氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收，該反應(yīng)的離子方程式為___________(已知：Ka1(H2S )=9.1×10-8，Ka2(H2S)=11×10-12；Ka1(H2CO3 )=4.30×10-7，Ka2(H2CO3)=5.61×10-11)
(3)已知：CO(g)＋3H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H1=+ akJ·ml-1
2CO (g)＋O2(g) 2CO2(g) △H2= -b kJ·ml-1
CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) △H3=+ckJ·ml-1 (a、b、c均為正值)
則CO2(g)＋2H2O(g) CH4(g)＋2O2(g)的△H4=___________ kJ·ml－1 (用a、b、c表示)。
(4)CO2還可制取CH3OH(g)和水蒸氣。將1mlCO2和3mlH2充入0.5L恒容密閉容器中，在兩種不同催化劑下發(fā)生反應(yīng)，相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖3所示：
①隨溫度的升高，CO2的轉(zhuǎn)化率先增大后減小，理由是___________。
②已知c點(diǎn)容器內(nèi)壓強(qiáng)為P，在T5溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp為___________(用含P的關(guān)系式表示)
【答案】(1)0.1ml·L-1·min-1 100 (2)CO32-+H2S=HCO3-+HS-
(3)(2a+2b-c)kJ?ml-1
(4)b點(diǎn)前，反應(yīng)未達(dá)平衡，隨溫度升高，反應(yīng)速率加快，CO2轉(zhuǎn)化率增大；b點(diǎn)后，反應(yīng)已達(dá)平衡，隨溫度升高，平衡左移，CO2轉(zhuǎn)化率降低
【解析】(1)在容積為1L的密閉容器中充入1mlCO、1mlH2O只發(fā)生反應(yīng)(II)，反應(yīng)5分鐘到達(dá)圖中a點(diǎn)此時(shí)lgKp=0，Kp=1。 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率與物質(zhì)反應(yīng)關(guān)系，由于加入1mlCO、1mlH2O,反應(yīng)是按1: 1物質(zhì)的量關(guān)系進(jìn)行，剩余的CO、H2O也是1: 1物質(zhì)的量的關(guān)系，則反應(yīng)產(chǎn)生的CO2、H2物質(zhì)的量相等，則每種氣體的物質(zhì)的量及濃度都相同，此時(shí)n(CO)=0.5ml，c(CO2)=c(H2)=c(CO)=c(H2O)=0.5ml/L，所以0~5min時(shí)間內(nèi)，v(H2)==0.1ml/(L·min)；由于反應(yīng)速率v=v (正) -v (逆) =，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v (正)=v (逆)，所以K==110-2，b處的lgKp=-2，Kp=110-2，由于反應(yīng)時(shí)c(CO)=c(H2O)=1ml/L, c(CO2)=c(H2)=0；假設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生的c(CO2)=c(H2)=bml/L ,則平衡時(shí)c(CO)=c(H2O)=(1-b)ml/L，c(CO2)=c(H2)=bml/L，該反應(yīng)前后體積不變，則Kp==110-2， 解得b=ml/L，c (CO) =c (H2O)= ml/L，根據(jù)圖像所知，此溫度下達(dá)到平衡時(shí)Kp=1，所以b處的==100；(2)已知：，所以H2S與 足量的Na2CO3反應(yīng)生成HCO3-和HS-，則其離子方程式為：CO32-+H2S=HCO3-+HS-；(3)已知：①CO(g)＋3H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H1=+ akJ·ml-1
②2CO (g)＋O2(g) 2CO2(g) △H2= -b kJ·ml-1
③ CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) △H3=+ckJ·ml-1 (a、b、c均為正值)
根據(jù)蓋斯定律，由2①-2②-③得反應(yīng)CO2(g)＋2H2O(g) CH4(g)＋2O2(g) △H4= (2a+2b-c)kJ?ml-1；(4)①b點(diǎn)前，反應(yīng)未達(dá)平衡，隨溫度升高，反應(yīng)速率加快，CO2轉(zhuǎn)化率增大； b點(diǎn)后，反應(yīng)已達(dá)平衡，隨溫度升高，平衡左移，CO2轉(zhuǎn)化率降低;隨溫度的升高，CO2的轉(zhuǎn)化率先增大后減?。虎赾點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為P，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，列出三段式：

平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的總量為0.5ml+1.5ml+0.5ml+0.5ml=3ml，在T5溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。
時(shí)間
0
20
40
60
80
100
0.00
0. 12
0.20
0.26
0.30
0. 30
時(shí)間/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/ml·L-1
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)/ml·L-1
3.60 × 10-3
3.05 ×10-3
2.85 × 10-3
2.75 ×10-3
2.70 ×10-3
2.70 × 10-3

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