氮的化合物既是重要的工业原料，也是主要的大气污染来源，研究氮的化合物的反应具有重要意义。
(Ⅰ)消除氮氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原法：原理如图所示
①若烟气中 c(NO2)：c(NO)=1∶1，发生如图甲所示的脱氮反应时，反应过程中转移1.5mol电子时放出的热量为 113.8 kJ，则发生该脱氮反应的热化学方程式为___________ 。
②图乙是在一定时间内，使用不同催化剂 Mn 和 Cr 在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂和相应温度分别为_________ ；使用 Mn 作催化剂时，脱氮率 b～a 段呈现如图变化的可能原因是__________ 。
(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6％的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如右下图所示。阳极的电极反应式为__________ 。
(Ⅱ)氨是重要的化工原料，工业合成氨有重要现实意义。
(1)在773K时，分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3，气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列能说明反应达到平衡状态的是____ (选填字母)。
a．v正(N2)=3v逆(H2) b．体系压强不变
c．气体平均相对分子质量不变 d．气体密度不变
②在此温度下，若起始充入4.00mol N2和12.00mol H2，则反应刚达到平衡时，表示 c(H2)～t的曲线上相应的点为___ (选填字母)。
(2)在373 K时，向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2，发生如下反应：2NO2(g)⇌N2O4(g) ∆H=-56.9kJ‧mol-1，测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表：
①计算0～20min时，v(N2O4)=____________ 。
②已知该反应v正(NO2)=k1‧c2(NO2)，v逆(N2O4)=k2‧c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，则373K时，
=_________ ；改变温度至T1时，k1=k2，则T1_______ 373K(填“＞”“＜”或“=”)。
(Ⅰ)消除氮氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原法：原理如图所示
①若烟气中 c(NO2)：c(NO)=1∶1，发生如图甲所示的脱氮反应时，反应过程中转移1.5mol电子时放出的热量为 113.8 kJ，则发生该脱氮反应的热化学方程式为
②图乙是在一定时间内，使用不同催化剂 Mn 和 Cr 在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂和相应温度分别为
(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6％的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如右下图所示。阳极的电极反应式为
(Ⅱ)氨是重要的化工原料，工业合成氨有重要现实意义。
(1)在773K时，分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3，气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列能说明反应达到平衡状态的是
a．v正(N2)=3v逆(H2) b．体系压强不变
c．气体平均相对分子质量不变 d．气体密度不变
②在此温度下，若起始充入4.00mol N2和12.00mol H2，则反应刚达到平衡时，表示 c(H2)～t的曲线上相应的点为
(2)在373 K时，向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2，发生如下反应：2NO2(g)⇌N2O4(g) ∆H=-56.9kJ‧mol-1，测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表：
| t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
| φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.40 | 0.40 |
①计算0～20min时，v(N2O4)=
②已知该反应v正(NO2)=k1‧c2(NO2)，v逆(N2O4)=k2‧c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，则373K时，
=
更新时间：2020-07-01 18:00:17
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(0.4)
【推荐1】工业生产中硫、氮、碳的氧化物排放都会导致严重环境问题，对这些物质需要进行综合利用。
(1)用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染。已知：
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867.0kJ•mol-1。
NO2(g)=
N2O4(g)△H2=-28.5kJ•mol-1。
写出CH4催化还原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的热化学方程式____ 。
(2)以CO2、H2为原料合成乙烯的方程式为：2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)△H。在常压下，按n(CO2)：n(H2)=1：3(总物质的量为4amol)的投料比充入恒压密闭容器中发生反应。测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图1所示。
下列说法正确的是____ 。
(3)250℃下，上述反应开始时容器体积为VL，在此温度下达到平衡时H2O(g)浓度为____ mol/L。(用含a、V的代数式表示)
(4)某温度下，n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线如图2所示。若其它条件不变时，容器的体积为原来一半，画出0～t1时刻n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线____ 。
(5)据文献报道，CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是____ 。
(1)用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染。已知：
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N2O4(g)△H2=-28.5kJ•mol-1。写出CH4催化还原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的热化学方程式
(2)以CO2、H2为原料合成乙烯的方程式为：2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)△H。在常压下，按n(CO2)：n(H2)=1：3(总物质的量为4amol)的投料比充入恒压密闭容器中发生反应。测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图1所示。下列说法正确的是
| A．△H<0；平衡常数：KM>KN |
| B．若改用其他催化剂，可能会加快反应速率，但同时会影响平衡转化率 |
| C．若投料比改为n(CO2)：n(H2)=1：4，可以提高CO2的平衡转化率 |
| D．在250℃时，若气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应已经平衡 |
(4)某温度下，n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线如图2所示。若其它条件不变时，容器的体积为原来一半，画出0～t1时刻n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线
(5)据文献报道，CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】2021年，中国科学院天津工业生物技术研究所马延和研究员带领团队，采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。其原理首先是利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下合成
。
(1)已知：
①该反应
_______ 
②下列有利于提高平衡产率的是条件是_______ 。
A.高温、高压 B.低温、高压 C.高温、低压 D.低温、低压
(2)
时，
条件下，向2L刚性容器中充入
和
，发生反应：，测得不同时刻容器内压强变化如下表：
反应前1小时内的平均反应速率
为_______ 
，该温度下
的平衡转化率为_______ ，平衡时
的分压
_______ MPa。
(3)在催化条件下，密闭容器内通入发生下列反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①实验测得反应Ⅱ的平衡常数(记作
)与温度(T)的关系如下图所示，则
_______ 
(填“>”或“<”)。
②实验测得温度对平衡体系中甲醚、甲醇的百分含量影响如下图所示，在
范围内，醇的含量逐渐增大，而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是：_______ 。
。(1)已知：
①该反应
②下列有利于提高
平衡产率的是条件是A.高温、高压 B.低温、高压 C.高温、低压 D.低温、低压
(2)
时，条件下，向2L刚性容器中充入和，发生反应：，测得不同时刻容器内压强变化如下表：| 时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
 | 80 | 75 | 72 | 71 | 70 | 70 |
为，该温度下的平衡转化率为的分压(3)在催化条件下，密闭容器内通入
发生下列反应：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①实验测得反应Ⅱ的平衡常数(记作
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(0.4)
【推荐3】I.大气的成分在工业上有重要的应用。
(1)在恒容密闭容器中，发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，下列说法可以证明反应已达到平衡状态的是_______ (填序号)。
①单位时间内生成nmolN2的同时生成2nmolNH3
②1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成
③混合气体的密度不再改变的状态
④混合气体的压强不再改变的状态
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(2)为提高H2的转化率，实际生产中宜采取的措施是_______ (填字母)。
II.中国科学家首次实现了以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接人工合成淀粉。已知CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
已知：
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.5kJ•mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+40.9kJ•mol-1
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3
回答下列问题：
(3)反应③的△H3为_______ 。
(4)一定温度下，在一体积固定的密闭容器中进行反应①，测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，则反应进行的前5分钟内，v(H2)=_______ ；10min时，改变的外界条件可能是_______ 。
(5)已知一定温度下按照起始比
=2，在一密闭容器中进行反应③，保持总压为4MPa不变，达平衡时CO的平衡转化率为50%，则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数Kp=_______ (各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压)。
(1)在恒容密闭容器中，发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，下列说法可以证明反应已达到平衡状态的是①单位时间内生成nmolN2的同时生成2nmolNH3
②1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成
③混合气体的密度不再改变的状态
④混合气体的压强不再改变的状态
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(2)为提高H2的转化率，实际生产中宜采取的措施是
| A．及时移出氨 | B．适当增大压强 | C．减小压强 | D．降低温度 |
II.中国科学家首次实现了以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接人工合成淀粉。已知CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
已知：
①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.5kJ•mol-1②CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2=+40.9kJ•mol-1③CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H3回答下列问题：
(3)反应③的△H3为
(4)一定温度下，在一体积固定的密闭容器中进行反应①，测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，则反应进行的前5分钟内，v(H2)=
(5)已知一定温度下按照起始比
=2，在一密闭容器中进行反应③，保持总压为4MPa不变，达平衡时CO的平衡转化率为50%，则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数Kp=
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解答题-工业流程题
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(0.4)
【推荐1】锰废渣的硫酸浸出液含有大量
、
、
以及少量的
、
、
、
。通过沉淀-萃取法可以回收其中的锰、钴、镍，流程如图所示。
①萃取剂a和b均为有机物，可用通式HR表示，萃取金属离子时，发生反应：
(M代表被萃取的金属)。
②已知常温下部分物质的
如表。
③不同条件下加入
对钙镁去除率的影响如图1、图2。___________ 。
(2)写出加入
后发生反应的离子方程式___________ 。
(3)滤渣①的主要成分___________ 。
(4)根据图1、图2，选择除去钙镁离子的最适宜温度和pH分别是___________ 、___________ ，如果pH过低带来影响是___________ 。
(5)用平衡移动原理解释加入反萃取剂的作用___________ 。
(6)最后得到溶液中，调节溶液
，加入
让沉淀完全(浓度不高于
)，则混合体系中的浓度不低于___________ 。［已知：
，
，
结果保留三位小数］
、、以及少量的、、、。通过沉淀-萃取法可以回收其中的锰、钴、镍，流程如图所示。
①萃取剂a和b均为有机物，可用通式HR表示，萃取金属离子时，发生反应：
(M代表被萃取的金属)。②已知常温下部分物质的
如表。| 物质 |  |  |  |  |  |  |  |
|  |  |  |  |  |  |  |
对钙镁去除率的影响如图1、图2。
(2)写出加入
后发生反应的离子方程式(3)滤渣①的主要成分
(4)根据图1、图2，选择除去钙镁离子的最适宜温度和pH分别是
(5)用平衡移动原理解释加入反萃取剂的作用
(6)最后得到
溶液中，调节溶液，加入让沉淀完全(浓度不高于)，则混合体系中的浓度不低于，，结果保留三位小数］
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】（1）已知反应2HI（g）=H2（g） + I2（g）的△H=+11kJ·mol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ、151KJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为___ kJ。
（2）已知某密闭容器中存在下列平衡：CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），CO的平衡物质的量浓度c（CO）与温度T的关系如图所示。
①该反应△H__________ 0（填“＞”或“＜”）
②若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1_______ K2（填“＞”、“＜”或“=”）。
③T3时在某刚性容器中按1:2投入CO（g）和H2O（g），达到平衡后测得CO的转化率为75%，则T3时平衡常数K3=____________ 。
（3）在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应： 2MoS2（s）+7O2（g）2MoO3（s）+4SO2（g） ΔH。
测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示：
①p1、p2、p3的大小：_________ 。
②若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp=________ （用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可）。
（4）中科院兰州化学物理研究所用Fe3（CO）12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后（助剂也起催化作用）可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
①欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3（CO）12/ZSM-5中添加_______ 助剂效果最好；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是_____ ；
②下列说法正确的是______ ；
a 第ⅰ步所反应为：CO2+H2CO+H2O
b 第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c 催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d Fe3（CO）12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e 添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同
（2）已知某密闭容器中存在下列平衡：CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），CO的平衡物质的量浓度c（CO）与温度T的关系如图所示。①该反应△H
②若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1
③T3时在某刚性容器中按1:2投入CO（g）和H2O（g），达到平衡后测得CO的转化率为75%，则T3时平衡常数K3=
（3）在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应： 2MoS2（s）+7O2（g）
2MoO3（s）+4SO2（g） ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示：
①p1、p2、p3的大小：
②若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp=
（4）中科院兰州化学物理研究所用Fe3（CO）12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后（助剂也起催化作用）可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
| 助剂 | CO2转化率（%） | 各产物在所有产物中的占比（%） | ||
| C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
| Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
| K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
| Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3（CO）12/ZSM-5中添加
②下列说法正确的是
a 第ⅰ步所反应为：CO2+H2
CO+H2Ob 第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c 催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d Fe3（CO）12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e 添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同
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(0.4)
解题方法
【推荐3】(一)“一氧化碳变换”是化工生产中的重要反应。研究表明， 温度和催化剂是 CO 变换最重要的工艺条件，某工厂采用“一氧化碳中温-低温-低温串联变换法”，其工艺流程如图所示(部分流程省略)。
已知：①变换反应：H2O(g)+CO(g)
CO2(g)+H2(g) △H=－41.2kJ·mol -1(反应Ⅰ) 可能发生的副反应：
CO(g) +H2(g)C(s)+ H2O(g)
CO(g) +3H2(g)CH4(g) + H2O(g)
CO2(g)+4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g)
②“汽气比”(H2O/ CO)指通入变换炉原料气中水蒸气与一氧化碳的体积比。
③工艺流程图中的“1，2，3”为采用不同温度和催化剂的变换炉，变换炉之间为间壁式换热器。催化机理：水分子首先被催化剂表面吸附并分解为氢气及吸附态的氧原子，当一氧化碳分子撞击到氧原子吸附层时被氧化为二氧化碳离开吸附剂表面。
请回答：
(1)利于提高 CO 平衡转化率的条件有_________ 。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(2)维持体系总压强p 恒定，体积为V，在温度 T 时，通入总物质的量为 n、汽气比为 3 的水蒸气和一氧化碳混合气体发生反应 I。已知一氧化碳的平衡转化率为 α，则在该温度下反应 I 的平衡常数K=_____ 。(用 α 等符号表示)
(3)实际生产中变换炉 1 中常用工艺条件为：使用铁基催化剂，控制温度在 300℃～400℃，汽气比 3～5。下图 是实际生产中，在一定温度和不同汽气比条件下(其他条件一定)的一氧化碳转化率曲线。
①分析说明当汽气比过大时，CO 转化率下降的原因为_____ 。
②在图 中画出 300℃时的 CO 平衡转化率曲线(不考虑副反应的影响)_____________________ 。
③关于一氧化碳变换工艺的下列理解，正确的是_________ 。
A.反应Ⅰ受压强影响小，是因为该反应的△S=0
B.工业上可采用稍高于常压的条件，以加快反应速率
C.催化剂分段加装是为了增大接触面积，加快化学反应速率
D.可以研究适合更低温条件的催化剂，能降低能耗并提高一氧化碳转化率
E.适当增大汽气比有利于减少积炭
(二)工业上含氰(CN-)废水可以在碱性条件下，用次氯酸钠等氧化剂除去；也可在碱性条件下用电解法去除其毒性，这两种方法都分为两步进行，中间产物均为 CNO-，最终都将中间产物转化为无毒稳定的无机物，试分别写出氧化法第二步反应和电解法第二步反应的离子方程式：_____ ；
已知：①变换反应：H2O(g)+CO(g)
CO2(g)+H2(g) △H=－41.2kJ·mol -1(反应Ⅰ) 可能发生的副反应：CO(g) +H2(g)
C(s)+ H2O(g)CO(g) +3H2(g)
CH4(g) + H2O(g)CO2(g)+4H2(g)
CH4(g) + 2H2O(g)②“汽气比”(H2O/ CO)指通入变换炉原料气中水蒸气与一氧化碳的体积比。
③工艺流程图中的“1，2，3”为采用不同温度和催化剂的变换炉，变换炉之间为间壁式换热器。催化机理：水分子首先被催化剂表面吸附并分解为氢气及吸附态的氧原子，当一氧化碳分子撞击到氧原子吸附层时被氧化为二氧化碳离开吸附剂表面。
请回答：
(1)利于提高 CO 平衡转化率的条件有
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(2)维持体系总压强p 恒定，体积为V，在温度 T 时，通入总物质的量为 n、汽气比为 3 的水蒸气和一氧化碳混合气体发生反应 I。已知一氧化碳的平衡转化率为 α，则在该温度下反应 I 的平衡常数K=
(3)实际生产中变换炉 1 中常用工艺条件为：使用铁基催化剂，控制温度在 300℃～400℃，汽气比 3～5。下图 是实际生产中，在一定温度和不同汽气比条件下(其他条件一定)的一氧化碳转化率曲线。
①分析说明当汽气比过大时，CO 转化率下降的原因为
②在图 中画出 300℃时的 CO 平衡转化率曲线(不考虑副反应的影响)
③关于一氧化碳变换工艺的下列理解，正确的是
A.反应Ⅰ受压强影响小，是因为该反应的△S=0
B.工业上可采用稍高于常压的条件，以加快反应速率
C.催化剂分段加装是为了增大接触面积，加快化学反应速率
D.可以研究适合更低温条件的催化剂，能降低能耗并提高一氧化碳转化率
E.适当增大汽气比有利于减少积炭
(二)工业上含氰(CN-)废水可以在碱性条件下，用次氯酸钠等氧化剂除去；也可在碱性条件下用电解法去除其毒性，这两种方法都分为两步进行，中间产物均为 CNO-，最终都将中间产物转化为无毒稳定的无机物，试分别写出氧化法第二步反应和电解法第二步反应的离子方程式：
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐1】二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注.其综合利用是目前研究的重要课题之一，试运用所学知识，解决以下问题：
(1)CO2加氢时主要发生以下两个反应：
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165.0kJ•mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.18kJ•mol-1
在密闭容器中按H23mol、CO21mol通入，初始体积均为VL，分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响，设这三种气体物质的量分数之和为1，其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化关系如图所示。
①表示0.1MPa时CH4物质的量分数随温度变化关系的曲线是___ (填序号)。
②N点低于M点的原因是___ 。
③590℃时反应I的平衡常数K为___ 。(用含V的代数式表示)
(2)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-，装置如图所示。
①在该装置中，右侧Pt电极的电极反应式为___ 。
②装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物___ 降低电解效率。
已知：电解效率=
×100%
测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L，电解效率为75%，则阴极和阳极生成的气体在标准状况下的体积总共___ mL。(忽略电解前后溶液的体积变化)
(3)已知水煤气法制备H2的反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。将等体积的CO(g)和H2O(g)充入恒容密闭容器中，反应速率v=v正-v逆=k正c(CO)c(H2O)-k逆c(CO2)c(H2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关，在700℃和800℃时，CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。M点与N点对应的
的大小关系：M___ N(填“>”、“<”或“=”)
(1)CO2加氢时主要发生以下两个反应：
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165.0kJ•mol-1反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.18kJ•mol-1在密闭容器中按H23mol、CO21mol通入，初始体积均为VL，分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响，设这三种气体物质的量分数之和为1，其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化关系如图所示。
①表示0.1MPa时CH4物质的量分数随温度变化关系的曲线是
②N点低于M点的原因是
③590℃时反应I的平衡常数K为
(2)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-，装置如图所示。
①在该装置中，右侧Pt电极的电极反应式为
②装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物
已知：电解效率=
×100%测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L，电解效率为75%，则阴极和阳极生成的气体在标准状况下的体积总共
(3)已知水煤气法制备H2的反应为CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)。将等体积的CO(g)和H2O(g)充入恒容密闭容器中，反应速率v=v正-v逆=k正c(CO)c(H2O)-k逆c(CO2)c(H2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关，在700℃和800℃时，CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。M点与N点对应的的大小关系：M
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【推荐2】I.查阅文献发现可用多种方法制备纳米Cu2O。
①方法Ⅰ：炭粉在高温条件下还原CuO制备纳米Cu2O
已知：2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)△H=-292kJ•-1mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
请写出足量炭粉与CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方式___________ 。
②方法Ⅱ：加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米Cu2O，同时放出N2，写出该制法的化学方程式___________ 。
II.CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2，发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，达到平衡后测得各组分的浓度如下：
①该反应的平衡常数K=___________ (保留两位小数)。
②恒温恒容条件下，可以说明反应已达到平衡状态的是___________ 。
A．v正(CO)=2v逆(H2)B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
③若将容器体积压缩到1L，则达到新平衡时c(H2)___________ 2mol·L-1(填“>”<”或“=”)。
④若保持容器体积不变，再充入0.6molCO和0.4molCH3OH，此时v正___________ v逆(填“>”<”或“=”)。
Ⅲ.燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。如图是甲烷燃料电池原理示意图。
①电池的负极是___________ (填“a”或“b”)。
②a极的电极反应式为___________ 。
①方法Ⅰ：炭粉在高温条件下还原CuO制备纳米Cu2O
已知：2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)△H=-292kJ•-1mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
请写出足量炭粉与CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方式
②方法Ⅱ：加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米Cu2O，同时放出N2，写出该制法的化学方程式
II.CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2，发生反应：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)，达到平衡后测得各组分的浓度如下：| 物质 | CO | H2 | CH3OH |
| 平衡浓度(mol·L-1) | 0.9 | 1.0 | 0.6 |
①该反应的平衡常数K=
②恒温恒容条件下，可以说明反应已达到平衡状态的是
A．v正(CO)=2v逆(H2)B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
③若将容器体积压缩到1L，则达到新平衡时c(H2)
④若保持容器体积不变，再充入0.6molCO和0.4molCH3OH，此时v正
Ⅲ.燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。如图是甲烷燃料电池原理示意图。
①电池的负极是
②a极的电极反应式为
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【推荐3】CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250 ℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：
CO2 (
g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g)。
平衡体系中各组分体积分数如下表：
①此温度下该反应的平衡常数K＝____________ 。
②已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)===CO2(g)＋H2 (g) ＝2.8 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ＝－566.0 kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g) 的ΔH＝_____________ 。
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是___________________________________________________________________ 。
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是____________________________________ 。
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为________________________________________________ 。
(3)①Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是________ (填字母)。
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c．可在具有强氧化性的物质中寻找
②Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li
4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是_________________________________________ 。
(4)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：CO2＋H2O
CO＋H2＋O2
高温电解技术能高效实现反应A，工作原理示意图如下：
CO2在电极a放电的反应式是________________________________________________ 。
(1)250 ℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：
CO2 (
g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：
| 物质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
| 体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K＝
②已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)===CO2(g)＋H2 (g) ＝2.8 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ＝－566.0 kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g) 的ΔH＝(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为
(3)①Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c．可在具有强氧化性的物质中寻找
②Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li
4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是(4)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：CO2＋H2O
CO＋H2＋O2高温电解技术能高效实现反应A，工作原理示意图如下：
CO2在电极a放电的反应式是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐1】研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术是科学研究热点问题，其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题：
(1)常温常压下，一些常见物质的燃烧热如表所示：
已知：
则
___________ 
，该反应在___________ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。
(2)在氢气还原的催化反应中，可被催化转化为甲醇，同时有副产物CO生成，为了提高甲醇的选择性，某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器，原理如图所示。
保持压强为3MPa，温度为260℃，向密闭容器中按投料比
投入一定量和
，不同反应模式下的平衡转化率和甲醇的选择性的相关实验数据如下表所示。
①分子筛膜催化反应器(恒温恒容)模式中，发生反应
，下列说法能作为此反应达到平衡状态的判据的是___________ (填标号)。
A．气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变
C．
D．
②由表中数据可知双功能的分子筛膜催化反应器模式下，的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因：___________ 。
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇的反应中
在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为
，在
℃时，随压强(p)的变化及在
时随温度(T)的变化，如图所示。
①图中对应等压过程的曲线是___________ (填“a”或“b”)，判断的理由是___________ 。
②恒温时(
℃)，当
时，的平衡转化率
___________ (保留小数点后一位)，此条件下该反应的
___________ 
。(保留小数点后两位)(对于气相反应，可以用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如下图所示。温度小于900℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应为2CO
-4e-=2CO2↑+O2↑，则阴极的电极反应为___________ 。
(1)常温常压下，一些常见物质的燃烧热如表所示：
| 名称 | 氢气 | 甲烷 | 一氧化碳 | 甲醇 |
| 化学式 | H2 | CH4 | CO | CH3OH |
 |  |  |  |  |
则
，该反应在(2)在氢气还原
的催化反应中，可被催化转化为甲醇，同时有副产物CO生成，为了提高甲醇的选择性，某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器，原理如图所示。保持压强为3MPa，温度为260℃，向密闭容器中按投料比
投入一定量和，不同反应模式下的平衡转化率和甲醇的选择性的相关实验数据如下表所示。| 实验组 | 反应模式 |  | 温度/℃ | 的平衡转化率/％ | 的选择性/％ |
| ① | 普通催化反应器 | 3 | 260 | 21.9 | 67.3 |
| ② | 分子筛膜催化反应器 | 3 | 260 | 36.1 | 100 |
，下列说法能作为此反应达到平衡状态的判据的是A．气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变
C．
D．②由表中数据可知双功能的分子筛膜催化反应器模式下，
的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因：(3)二氧化碳催化加氢制甲醇的反应中
在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在℃时，随压强(p)的变化及在时随温度(T)的变化，如图所示。①图中对应等压过程的曲线是
②恒温时(
℃)，当时，的平衡转化率。(保留小数点后两位)(对于气相反应，可以用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。(4)研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如下图所示。温度小于900℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应为2CO
-4e-=2CO2↑+O2↑，则阴极的电极反应为
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【推荐2】氟及其化合物在生产、生活中十分重要，人们对它的研究和应用过程十分曲折。回答下列问题：
(1)1670年，德国人玻璃工斯瓦恩哈德无意中将萤石(CaF2)与浓硫酸1∶1混合在一起，结果产生了一种具有刺激性气味的烟雾，他发现这种气体能腐蚀玻璃，从而研究出一种不用金刚石或其他磨料也可以在玻璃上刻蚀图案的方法。写出这种刺激性气味的烟雾腐蚀玻璃(含
)的化学反应方程式：___________ 。
(2)单质氟的制备是化学史上一段悲壮的历史，有多位化学家中毒，甚至付出生命。终于，1886年法国化学家莫瓦桑在低温下电解熔融的氟化氢钾(KHF2)制得单质氟，同时得到另一种气体单质。写出电解制备单质氟的阴极反应方程式：___________ 。
(3)氟单质的反应性非常强，可与稀有气体氙(Xe)发生反应。已知：
在标准压强
条件下
Ⅰ.
Ⅱ.
以反应Ⅰ为例，用
代表某组分的平衡分压，则
平衡时X的体积分数
，
。
①根据上述数据判断反应
的焓变
___________ (填“>”“<”或“=”)0。
②在一定压强下，提高平衡时
选择性的方法为___________ 或___________ 。
③若在标准压强
条件下以
和
制取
，并使产物中
，则
的平衡分压为标准压强()的___________ 倍(用分数表示)。
(4)氟元素可以与很多元素形成化合物，其中氟与氧形成的
是一种比较稳定的化合物，经测定其键角小于
的键角，试解释原因___________ 。
(1)1670年，德国人玻璃工斯瓦恩哈德无意中将萤石(CaF2)与浓硫酸1∶1混合在一起，结果产生了一种具有刺激性气味的烟雾，他发现这种气体能腐蚀玻璃，从而研究出一种不用金刚石或其他磨料也可以在玻璃上刻蚀图案的方法。写出这种刺激性气味的烟雾腐蚀玻璃(含
)的化学反应方程式：(2)单质氟的制备是化学史上一段悲壮的历史，有多位化学家中毒，甚至付出生命。终于，1886年法国化学家莫瓦桑在低温下电解熔融的氟化氢钾(KHF2)制得单质氟，同时得到另一种气体单质。写出电解制备单质氟的阴极反应方程式：
(3)氟单质的反应性非常强，可与稀有气体氙(Xe)发生反应。已知：
在标准压强
条件下Ⅰ.
Ⅱ.
以反应Ⅰ为例，用
代表某组分的平衡分压，则平衡时X的体积分数，。①根据上述数据判断反应
的焓变②在一定压强下，提高平衡时
选择性的方法为③若在标准压强
条件下以和制取，并使产物中，则的平衡分压为标准压强()的(4)氟元素可以与很多元素形成化合物，其中氟与氧形成的
是一种比较稳定的化合物，经测定其键角小于的键角，试解释原因
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】砷(As)及其化合物在生产、医疗、科技等方面有许多应用
（1）中国自古“信口雌黄”、“雄黄入药”之说。雄黄As2S3和雌黄As4S4都是自然界中常见的砷化物，早期都曾用作绘画颜料，因都有抗病毒疗效也用来入药。一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示。
①雌黄和雄黄中S元素均为-2，I中发生的离子方程式是__________ 。
②Ⅱ中，雌黄在空气中加热至300℃时会产生两种物质，若4.28g As4S4反应转移0.28mole-，则a为__________ （填化学式）；砒霜（As2O3）可水将氧化成H3AsO4而除去，该反应的化学方程式为：__________ 。
（2）AsH3是一种很强的还原剂，室温下， 0.4mol AsH3气体在空气中自燃，氧化产物为As2O3固体，放出b kJ 热量，AsH3自燃的热化学方程式是：__________ 。
（3）将Na3AsO3(aq)+I2(aq)+H2O(l)
Na2HAsO4(aq)+NaI (aq)设计成原电池如图所示，放电时电流强度（I）与时间关系如图所示.
①如图中表示在该时刻上述可逆反应达到平衡状态的点是__________ （填字母）。
②已知：a点对应如图中电流由C1极经外电路流向C2极。则d点对应的负极的反应式为__________ 。
③如图中，b→c改变条件可能是__________ （填代号）。
A.向左室中加入适量的浓Na3AsO3溶液 B.向左室中加入适量的烧碱溶液
C.向右室中加入适量的浓KI溶液 D. 向右室中加入适量的稀硫酸
（1）中国自古“信口雌黄”、“雄黄入药”之说。雄黄As2S3和雌黄As4S4都是自然界中常见的砷化物，早期都曾用作绘画颜料，因都有抗病毒疗效也用来入药。一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示。
①雌黄和雄黄中S元素均为-2，I中发生的离子方程式是
②Ⅱ中，雌黄在空气中加热至300℃时会产生两种物质，若4.28g As4S4反应转移0.28mole-，则a为
（2）AsH3是一种很强的还原剂，室温下， 0.4mol AsH3气体在空气中自燃，氧化产物为As2O3固体，放出b kJ 热量，AsH3自燃的热化学方程式是：
（3）将Na3AsO3(aq)+I2(aq)+H2O(l)
Na2HAsO4(aq)+NaI (aq)设计成原电池如图所示，放电时电流强度（I）与时间关系如图所示.①如图中表示在该时刻上述可逆反应达到平衡状态的点是
②已知：a点对应如图中电流由C1极经外电路流向C2极。则d点对应的负极的反应式为
③如图中，b→c改变条件可能是
A.向左室中加入适量的浓Na3AsO3溶液 B.向左室中加入适量的烧碱溶液
C.向右室中加入适量的浓KI溶液 D. 向右室中加入适量的稀硫酸
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