生物质气是以农作物的秸秆等为原料通过热化学转化得到的，主要有
、
、
，还含少量的
及
等。请回答下列问题：
Ⅰ．用Fe2O3干法脱除NH3涉及的部分反应及平衡常数Kp的对数值与温度的关系如下：
①NH3(g)+
Fe2O3(s)
N2(g)+3Fe3O4(s)+
H2O(g)△H1， ②NH3(g)+6Fe2O3(s) N2O(g)+4Fe3O4(s)+H2O(g)△H2， ③NH3(g)+
Fe2O3(s)NO(g) +5Fe3O4(s)+H2O(g)△H3，
(1)反应
的
___ (用含
、
、
的式子表示)。
(2)相同温度时，反应趋势最小的反应是___ (填“①”“②”或“③”)。若一定条件下，向体积为
的恒容密闭容器中加入
和足量
发生上述反应，，达到平衡时，容器中
、
、
分别为
、
、
，此时
的浓度为______ 
(用含
、
、
、
的代数式表示)，该温度下反应③的平衡常数为____________ 。
Ⅱ．用生物质合成甲醇，主要反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90 kJ·mol-1，CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-53.7kJ·mol-1。利用铜基催化剂，在总压为3.6MPa和4.6MPa时，温度对甲醇时空产率[指在给定反应条件下，单位时间内，单位体积(或质量)催化剂能获得的甲醇产量]的影响如图所示。
(3)压强为3.6MPa时对应的曲线是______ (填“a”或“b”)，理由是_____________ 。
(4)甲醇时空产率先增大，继续升高温度后又开始降低，降低的原因可能是______ 、_______ 。
(5)其他条件不变，改变下列选项给出的条件一定能使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)正向移动的是______ (填标号)。
A．反应容器体积不变，充入一定量氩气
B．升高温度
C．移走一部分甲醇
D．使用高效催化剂
、、，还含少量的及等。请回答下列问题：Ⅰ．用Fe2O3干法脱除NH3涉及的部分反应及平衡常数Kp的对数值与温度的关系如下：
①NH3(g)+
Fe2O3(s)N2(g)+3Fe3O4(s)+H2O(g)△H1， ②NH3(g)+6Fe2O3(s) N2O(g)+4Fe3O4(s)+H2O(g)△H2， ③NH3(g)+Fe2O3(s)NO(g) +5Fe3O4(s)+H2O(g)△H3， (1)反应
的、、的式子表示)。(2)相同温度时，反应趋势最小的反应是
的恒容密闭容器中加入和足量发生上述反应，，达到平衡时，容器中、、分别为、、，此时的浓度为(用含、、、的代数式表示)，该温度下反应③的平衡常数为Ⅱ．用生物质合成甲醇，主要反应为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H=-90 kJ·mol-1，CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-53.7kJ·mol-1。利用铜基催化剂，在总压为3.6MPa和4.6MPa时，温度对甲醇时空产率[指在给定反应条件下，单位时间内，单位体积(或质量)催化剂能获得的甲醇产量]的影响如图所示。(3)压强为3.6MPa时对应的曲线是
(4)甲醇时空产率先增大，继续升高温度后又开始降低，降低的原因可能是
(5)其他条件不变，改变下列选项给出的条件一定能使反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)正向移动的是A．反应容器体积不变，充入一定量氩气
B．升高温度
C．移走一部分甲醇
D．使用高效催化剂
更新时间：2021-01-08 13:45:00
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【推荐1】我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H1
b)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2
c)CH4(g)⇌C(s)+2H2(g) △H3
d)2CO(g)⇌CO2(g)+C(s) △H4
e)CO(g)+H2(g)⇌H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律，反应a的△H1___ (写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有___ 。
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分___ 步进行，其中，第___ 步为决速步骤。
(4)设K
为相对压力平衡常数，其表达式写法；在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的InK随
(温度的倒数)的变置化如图所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有___ 。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K=___ 。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)：n(CH4)=1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应c，体系达到平衡时H2的分压为40kPa，则CH4的平衡转化率为___ 。
(5)CO2与环氧丙烷(
)在催化剂作用下生成(
)的反应原理如图：
该反应的催化剂为___ 。
a)CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H1
b)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2
c)CH4(g)⇌C(s)+2H2(g) △H3
d)2CO(g)⇌CO2(g)+C(s) △H4
e)CO(g)+H2(g)⇌H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律，反应a的△H1
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有
| A．增大CO2与CH4的浓度。反应a、b、c的正反应速率都增加 |
| B．移去部分C(s)，反应c、d、c的平衡均向右移动 |
| C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率 |
| D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小 |
(4)设K
为相对压力平衡常数，其表达式写法；在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的InK随(温度的倒数)的变置化如图所示。①反应a、c、e中，属于吸热反应的有
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K
=③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)：n(CH4)=1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应c，体系达到平衡时H2的分压为40kPa，则CH4的平衡转化率为
(5)CO2与环氧丙烷(
)在催化剂作用下生成()的反应原理如图：该反应的催化剂为
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【推荐2】2023年全国政府工作报告指出，推动重点领域节能降碳减污。一种太空生命保障系统利用电解水供氧，生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷，水可循环使用。
(1)已知
与的燃烧热分别为
，
，
，写出
与
反应生成
和
的热化学方程式_____ 。
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中与反应生成和。
①能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A．
B．容器内压强一定 C．气体平均相对分子，质量一定
D．气体密度一定 E．的体积分数一定
②已知容器的容积为5L初始加入0.2mol和0.6mol，反应平衡后测得的转化率为50%，则该反应的平衡常数为_______ 。
③温度不变，再加入、、、各0.2mol，则
_______ 
。(填“>”“＜”或“=”)
(3)工业上在一定条件下利用与可直接合成有机中间体二甲醚：
。当
时，实验测得的平衡转化率檤温度及压强变化如图所示。
_______ (填“>”或“＜”)0。
②图中压强(p)由大到小的顺序是_______ 。
(4)科学家研发出一种新系统，通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图所示。_______ 。
(1)已知
与的燃烧热分别为，，，写出与反应生成和的热化学方程式(2)一定温度下，在恒容密闭容器中
与反应生成和。①能说明该反应达到平衡状态的是
A．
B．容器内压强一定 C．气体平均相对分子，质量一定D．气体密度一定 E．
的体积分数一定②已知容器的容积为5L初始加入0.2mol
和0.6mol，反应平衡后测得的转化率为50%，则该反应的平衡常数为③温度不变，再加入
、、、各0.2mol，则。(填“>”“＜”或“=”)(3)工业上在一定条件下利用
与可直接合成有机中间体二甲醚：。当时，实验测得的平衡转化率檤温度及压强变化如图所示。
②图中压强(p)由大到小的顺序是
(4)科学家研发出一种新系统，通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图所示。
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【推荐3】(1)甲醇
是重要的溶剂和替代燃料，工业上用CO和在一定条件下制备
的反应为：
，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入
和
，一定条件下发生上述反应，测得
和
的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始至达到平衡，用氢气表示的平均反应速率
______ 
。
②下列说法正确的是______ 
填字母序号
。
A.达到平衡时，CO的转化率为
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后，再充入氩气，反应速率减小
D.2min前
正
逆，2min后正
逆
③该条件下反应的平衡常数
______ 。
(2)已知：Ⅰ
的燃烧热为
Ⅱ
Ⅲ.
则①
______ 。
②对于可逆反应
采取以下措施可以提高
产率的是______ 填字母
A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积
C.减少水量 D.选用适当的催化剂
(3)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为：
，则充电时的阳极反应式为______ 。
(4)若往
的弱酸
溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如下图所示，下列有关说法正确的是______ 填序号。
①该烧碱溶液的浓度为0.02mol/L
②该烧碱溶液的浓度为0.01mol/L
③的电离平衡常数：b点＞a点
④从b点到c点，混合溶液中一直存在：
是重要的溶剂和替代燃料，工业上用CO和在一定条件下制备的反应为：，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入和，一定条件下发生上述反应，测得和的浓度随时间变化如图所示。①从反应开始至达到平衡，用氢气表示的平均反应速率
。②下列说法正确的是
填字母序号。A.达到平衡时，CO的转化率为
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后，再充入氩气，反应速率减小
D.2min前
正逆，2min后正逆③该条件下反应的平衡常数
(2)已知：Ⅰ
的燃烧热为Ⅱ
Ⅲ.
则①
②对于可逆反应
采取以下措施可以提高产率的是填字母A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积
C.减少水量 D.选用适当的催化剂
(3)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为：
，则充电时的阳极反应式为(4)若往
的弱酸溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如下图所示，下列有关说法正确的是填序号。①该烧碱溶液的浓度为0.02mol/L
②该烧碱溶液的浓度为0.01mol/L
③
的电离平衡常数：b点＞a点④从b点到c点，混合溶液中一直存在：
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【推荐1】当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO2利用技术，降低空气中CO2含量成为研究热点。以CO2、H2为原料同时发生反应Ⅰ、Ⅱ如下：
反应Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1 K1
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 K2
(1)如图1所示，则△H1-△H2____ 0(填“＞”、“＜”或“=”)。
(2)一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入0.1molCO2和0.3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH为0.02mol，CO为0.04mol，此时CO2的转化率为____ 。反应Ⅰ的化学平衡常数K1=_____ 。
(3)CO2也可以与NH3合成尿素，反应为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0，分为两步：
已知投料的组成为CO2、NH3和水蒸气(有助于分离尿素)，一定条件下，不同氨碳比
与水碳比
投料时CO2平衡转化率图象(图2，其中a、b代表水碳比)：下列叙述正确的是_____ 。
(4)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。例如：HCO
催化储氢，在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-，其离子方程式为HCO+H2
HCOO-+H2。若其他条件不变，HCO转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图3所示。反应温度在80℃～120℃范围内，HCO催化加氢的转化率下降的可能原因是_____ (至少两点理由)。
反应Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1 K1反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2 K2(1)如图1所示，则△H1-△H2
(2)一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入0.1molCO2和0.3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH为0.02mol，CO为0.04mol，此时CO2的转化率为
(3)CO2也可以与NH3合成尿素，反应为：2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0，分为两步：| 反应步骤 | 反应方程式 | |
| Ⅰ | 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l) △HⅠ | 快速放热 |
| Ⅱ | NH2COONH4(l)NH2CONH2(l)+H2O(g) △HⅡ | 慢速吸热 |
与水碳比投料时CO2平衡转化率图象(图2，其中a、b代表水碳比)：下列叙述正确的是| A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ，△HⅠ<△HⅡ |
| B．增大氨碳比有利于提高尿素产率，原因之一是过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应，促进平衡正移 |
| C．实际生产中若选择曲线a，则氨碳比应控制在4.0左右 |
| D．曲线a的水碳比大于曲线b，减小水碳比有利于尿素生成 |
催化储氢，在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-，其离子方程式为HCO+H2HCOO-+H2。若其他条件不变，HCO转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图3所示。反应温度在80℃～120℃范围内，HCO催化加氢的转化率下降的可能原因是
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【推荐2】CO2的综合利用是当前研究的热点问题。2020年12月24日，中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心(筹)在北京挂牌成立。回答下列问题：
(1)已知：I．C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-l；
Ⅱ．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-483.6kJ·mol-l；
Ⅲ．C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH3=-74.8kJ·mol-1。
利用光能和光催化剂，将CO2(g)和H2O(g)转化为CH4(g)和O2(g)的热化学方程式为_______ 。
(2)一定温度下，将1molCH4(g)和3molCO2(g)充入起始压强为4MPa、体积为10L的恒容密闭容器中，一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g) ⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ·mol-1。
①下列事实可以判定反应达到平衡状态的是_______ (填选项字母)。
A．
为定值
B．混合气体的密度不再改变
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
②若上述反应10min末达到平衡，容器内的压强变为起始压强的1.25倍，则0~10min内，用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)=_______ ；CH4的平衡转化率为_______ ；该反应的平衡常数Kp=_______ MPa2(用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×该物质的物质的量分数)。
(3)一定条件下，CO2催化加氢可以合成乙醇：2CO2(g)+6H2(g) ⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)。向I、Ⅱ、Ⅲ三个容积均为1L的恒容密闭容器中均充入1molCO2(g)和3molH2(g)，在不同温度下发生上述反应。反应5min，测得各容器内CO2的物质的量如图所示：
①该反应的ΔH_______ 0(填“＞”或“＜”)。
②5min后，向容器Ⅲ中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，此时v逆_______ v正(填“＞”“＜”或“=”)。
(4)人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图如图所示：
催化剂a表面发生____ (填“氧化”或“还原”)反应；催化剂b表面的电极反应式为___ 。
(1)已知：I．C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-l；
Ⅱ．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-483.6kJ·mol-l；
Ⅲ．C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH3=-74.8kJ·mol-1。
利用光能和光催化剂，将CO2(g)和H2O(g)转化为CH4(g)和O2(g)的热化学方程式为
(2)一定温度下，将1molCH4(g)和3molCO2(g)充入起始压强为4MPa、体积为10L的恒容密闭容器中，一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g) ⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ·mol-1。
①下列事实可以判定反应达到平衡状态的是
A．
为定值B．混合气体的密度不再改变
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
②若上述反应10min末达到平衡，容器内的压强变为起始压强的1.25倍，则0~10min内，用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)=
(3)一定条件下，CO2催化加氢可以合成乙醇：2CO2(g)+6H2(g) ⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)。向I、Ⅱ、Ⅲ三个容积均为1L的恒容密闭容器中均充入1molCO2(g)和3molH2(g)，在不同温度下发生上述反应。反应5min，测得各容器内CO2的物质的量如图所示：
①该反应的ΔH
②5min后，向容器Ⅲ中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，此时v逆
(4)人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图如图所示：
催化剂a表面发生
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【推荐3】甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法，且具有良好的应用前景。甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示：
（1）已知一定条件下
反应I：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.7kJ/mol
反应III：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH3=+49.5kJ/mol
该条件下反应II的热化学方程式是___ 。
（2）已知反应II在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同时，在不同温度（T1、T2）下，测得相应的CO的平衡转化率见图。
①比较T1、T2的大小，T1___ T2(填“>”“<”或“=”)。
②A点对应的化学平衡常数是___ 。
③T1温度时，按下表数据开始反应建立平衡
反应进行到t时刻时，判断v（正）、v（逆）的大小关系为：v（正）___ v（逆）(填“>”“<”或“=”)。
④当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是___ 。
（3）CO2在生产中有着广泛的用途。
①将过量CO2通入KOH溶液中可生成KHCO3，请写出该反应的离子方程式___ 。
②在经CO2饱和 处理的KHCO3弱酸性溶液中，电解活化CO2可以制备乙醇，原理如图所示。该电极为___ （填“阴极”或“阳极”），电极反应式是___ 。
（1）已知一定条件下
反应I：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.7kJ/mol
反应III：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH3=+49.5kJ/mol
该条件下反应II的热化学方程式是
（2）已知反应II在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同时，在不同温度（T1、T2）下，测得相应的CO的平衡转化率见图。
①比较T1、T2的大小，T1
②A点对应的化学平衡常数是
③T1温度时，按下表数据开始反应建立平衡
| CO | H2O | H2 | CO2 | |
| 起始浓度(mol/L) | 2 | 1 | 0 | 0 |
| t时刻浓度(mol/L) | 1.2 | 0.2 | 0.8 | 0.8 |
反应进行到t时刻时，判断v（正）、v（逆）的大小关系为：v（正）
④当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是
（3）CO2在生产中有着广泛的用途。
①将过量CO2通入KOH溶液中可生成KHCO3，请写出该反应的离子方程式
②在经CO2
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【推荐1】绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源。
(1)氢气是一种环保的气体，不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如表：
已知：H2O(g)=H2O(l)△H=-dkJ/mol，则氢气燃烧热的△H1=____ kJ/mol(用含a.、b、c、d的代数式表示)。
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ·mol-1；在T1℃时，将0.10molCO(g)与0.40molH2O(g)充入5L的容器中，反应平衡后H2的物质的量分数x(H2)=0.08。
①CO的平衡转化率α=____ %，反应平衡常数K=____ (结果保留2位有效数字)。
②保持容器容积不变，在反应初期，可以提高单位时间内CO转化率的措施有____ (填标号)。
A.增大水蒸气的浓度
B.通入“惰性气体”
C.升高温度
D.按原料起始比再通入0.10molCO(g)与0.40molH2O(g)
③由T1℃时上述实验数据计算得到v正~x(CO)和v逆~x(H2)的关系可用如图1表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡后，相应的点分别为____ (填标号)。
④研究表明，CO催化变换反应的速率方程为v=k[x(CO)·x(H2O)-
]式中x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图2所示。温度升高时，CO催化变换反应的Kp____ (填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析，T>Tm时v逐渐减小的原因是____ 。
(3)氨电解法制氢气。利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图3所示。阳极的电极反应式为____ 。
(1)氢气是一种环保的气体，不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如表：
| 化学键 | O=O | H—H | O—H |
| 键能E/(kJ·mol-1) | a | b | c |
已知：H2O(g)=H2O(l)△H=-dkJ/mol，则氢气燃烧热的△H1=
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ·mol-1；在T1℃时，将0.10molCO(g)与0.40molH2O(g)充入5L的容器中，反应平衡后H2的物质的量分数x(H2)=0.08。①CO的平衡转化率α=
②保持容器容积不变，在反应初期，可以提高单位时间内CO转化率的措施有
A.增大水蒸气的浓度
B.通入“惰性气体”
C.升高温度
D.按原料起始比再通入0.10molCO(g)与0.40molH2O(g)
③由T1℃时上述实验数据计算得到v正~x(CO)和v逆~x(H2)的关系可用如图1表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡后，相应的点分别为
④研究表明，CO催化变换反应的速率方程为v=k[x(CO)·x(H2O)-
]式中x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图2所示。温度升高时，CO催化变换反应的Kp(3)氨电解法制氢气。利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图3所示。阳极的电极反应式为
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(0.4)
解题方法
【推荐2】“绿水青山就是金山银山”，近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。烟道气和汽车尾气(
、等)是造成雾霾天气的原因之一，对这些排放气的处理以及再利用是化学工作者研究的重要课题。请思考并回答下列问题：
(1)
在一定条件下可发生分解：
，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
(2)
是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将
表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：
，该反应中正反应速率
，逆反应速率
，其中
、
为速率常数，则为___________ (用、表示)。
(3)
时，
与以物质的量
混合，置于某密闭容器中还能发生如下化学反应：
，实验测得该反应速率方程(以为基准)为
，
。某时刻测得体系中的分压为
，则此时的反应速率为___________ 
。
(4)在有氧和新型催化剂作用下，和可以反应生成，将一定比例的
、和通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内去除率随温度的变化如图所示：
在50~250℃范围内，的去除率先快速上升后变缓，请你说出变缓的主要原因：___________ 。
(5)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物的化学方程式如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
已知：
在1L恒容密闭容器中充入
、
，在催化剂作用下发生两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ，测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示。
①520℃时，的有效转化率=___________ (保留3位有效数字)。
②工业用氨催化氧化制备
，选择的最佳温度是___________ 。
③520℃时，反应Ⅱ的平衡常数
___________ (保留3位有效数字)。
、等)是造成雾霾天气的原因之一，对这些排放气的处理以及再利用是化学工作者研究的重要课题。请思考并回答下列问题：(1)
在一定条件下可发生分解：，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。| A．容器中压强不再变化 | B．气体的平均相对分子质量保持不变 |
C． | D．气体的密度保持不变 |
(2)
是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：，该反应中正反应速率，逆反应速率，其中、为速率常数，则为、表示)。(3)
时，与以物质的量混合，置于某密闭容器中还能发生如下化学反应：，实验测得该反应速率方程(以为基准)为，。某时刻测得体系中的分压为，则此时的反应速率为。(4)在有氧和新型催化剂作用下，
和可以反应生成，将一定比例的、和通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内去除率随温度的变化如图所示：在50~250℃范围内，
的去除率先快速上升后变缓，请你说出变缓的主要原因：(5)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物
的化学方程式如下：Ⅰ．
Ⅱ．
已知：
在1L恒容密闭容器中充入
、，在催化剂作用下发生两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ，测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示。①520℃时，
的有效转化率=②工业用氨催化氧化制备
，选择的最佳温度是③520℃时，反应Ⅱ的平衡常数
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【推荐3】氢气的制取、的减排和资源利用是当前研究的热点。
(1)热解制氢的反应原理为：
、
。常压下，按
投料，并用稀释，将混合气以一定流速通过石英管反应器，测得不同温度下和
体积分数如下：
在950-1150°C范围内(保持其他条件不变)，
的体积分数随温度升高的变化是_______ (填“先升高后降低”、“先降低后升高”或“不变”)，其原因是_______ 。
(2)水煤气变换制氢反应
是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。在催化剂活性温度范围内，图2中
段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是_______ 。若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线_______ 。
电池是固定的路径之一、电池以单质
为负极，电池反应的产物为
和单质碳，研究表明，该电池中通过4步形成；
I．
II．
III．_______
N．
则步骤III反应式为_______ 。
(4)铜基催化剂
(
为
、
、
等)是加氢制甲醇常用的催化剂，部分合成路线如图-4所示。
位点、氧化物载体位点)，分别在中碱位(
)、强碱位(
)吸附发生反应。
①请写出中碱位()上发生反应的总化学方程式_______ 。
②上述加氢制甲醇的过程可简单描述为_______ 。
的减排和资源利用是当前研究的热点。(1)
热解制氢的反应原理为：、。常压下，按投料，并用稀释，将混合气以一定流速通过石英管反应器，测得不同温度下和体积分数如下：| 温度/℃ | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 |
| 体积分数 | 0.5 | 1.5 | 3.6 | 5.5 | 8.5 |
| 体积分数 | 0.0 | 0.0 | 0.1 | 0.4 | 1.8 |
的体积分数随温度升高的变化是(2)水煤气变换制氢反应
是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。在催化剂活性温度范围内，图2中段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是
电池是固定的路径之一、电池以单质为负极，电池反应的产物为和单质碳，研究表明，该电池中通过4步形成；I．
II．
III．_______
N．
则步骤III反应式为
(4)铜基催化剂
(为、、等)是加氢制甲醇常用的催化剂，部分合成路线如图-4所示。
位点、氧化物载体位点)，分别在中碱位()、强碱位()吸附发生反应。①请写出中碱位(
)上发生反应的总化学方程式②上述
加氢制甲醇的过程可简单描述为
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，氨的用途广泛。
(1)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=－xkJ·mol－1
4NH3(g)+3O2(g)=2N2+6H2O(g) ΔH2=－ykJ·mol－1
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH3
ΔH3 =_____ kJ·mol－1(用含x、y的代数式表示)。
(2)目前工业合成氨通常用以铁为主的催化剂在 400～500℃和10～30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。
①该反应放热，但仍选择较高温度，原因是________ 。
②将物质的量之比为 1∶3 的N2 和H2 充入 2 L 的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得平衡时数据如下：
该条件下H2 的转化率为_______ ，平衡常数K = _______ (可用分数表示)。
③若按以下浓度投料，其它反应条件与②相同，起始时反应进行的方向为______ (填“正向”、“逆向”或“无法判断”)
(3)下图是某压强下N2 和H2 按物质的量之比 1∶3 投料进行反应，反应混合物中NH3 的物质的量分数随温度的变化曲线，I 是平衡时的曲线，II 是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线。
①图中a点，容器内n(N2)：n(NH3)=______ 。
②图中b点，υ正____ υ逆(填“>”“<”或“=”)
③400～530℃，II 中NH3 的物质的量分数随温度升高而增大，原因是_______ 。
(1)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=－xkJ·mol－1
4NH3(g)+3O2(g)=2N2+6H2O(g) ΔH2=－ykJ·mol－1
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH3ΔH3 =
(2)目前工业合成氨通常用以铁为主的催化剂在 400～500℃和10～30MPa的条件下，由氮气和氢气直接合成氨。
①该反应放热，但仍选择较高温度，原因是
②将物质的量之比为 1∶3 的N2 和H2 充入 2 L 的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得平衡时数据如下：
| 物质 | N2 | H2 | NH3 |
| 平衡时物质的量/mol | 0.2 | 0.6 | 0.2 |
③若按以下浓度投料，其它反应条件与②相同，起始时反应进行的方向为
| 物质 | N2 | H2 | NH3 |
| 初始投料/(mol/L) | 0.5 | 1.5 | 0.5 |
(3)下图是某压强下N2 和H2 按物质的量之比 1∶3 投料进行反应，反应混合物中NH3 的物质的量分数随温度的变化曲线，I 是平衡时的曲线，II 是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线。
①图中a点，容器内n(N2)：n(NH3)=
②图中b点，υ正
③400～530℃，II 中NH3 的物质的量分数随温度升高而增大，原因是
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【推荐2】合理利用和转化
、
、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。
(1)已知
的反应历程分两步：
①
(快) 
，
②
(慢) 
，
一定温度下，反应达到平衡状态，该反应的平衡常数的表达式K=___________ (用
、
、
、
表示)，反应①的活化能
与反应②的活化能
的大小关系为___________ (填“>”“<”或“=”)。
(2)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)。
①ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会___________ (填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒步骤的化学方程式为___________ 。
②CO2、CO分别与H2反应生成CH4的lgKp与T的关系如图所示。容器中只发生反应I，a点：
(正)__ (填“大于”、“小于”或“等于”)(逆)。900℃时，容器中同时发生反应I和反应II，则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的lgKp=________ 。
、、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。(1)已知
的反应历程分两步：①
(快) ，②
(慢) ，一定温度下，反应
达到平衡状态，该反应的平衡常数的表达式K=、、、表示)，反应①的活化能与反应②的活化能的大小关系为(填“>”“<”或“=”)。(2)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)。
①ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会
②CO2、CO分别与H2反应生成CH4的lgKp与T的关系如图所示。容器中只发生反应I，a点：
(正)(逆)。900℃时，容器中同时发生反应I和反应II，则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的lgKp=
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
【推荐3】将二氧化碳转化为高附加值碳基燃料可有效减少碳排放。二氧化碳催化加氢制甲醇
引起了科学界和工业界的极大兴趣。回答下列问题：
(1)相关的化学键键能数据如下表所示。
写出二氧化碳催化加氢制甲醇的热化学方程式：_______ 。
(2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，成功的实现了高选择性电催化还原
制备甲醇，该反应历程如图所示。
①该过程容易产生副产物_______ 。
②上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，需要降低某步骤的能量变化，写出该基元反应的化学方程式：_______ 。
(3)工业中，和
在催化剂作用下可发生两个平行反应，分别生成
和。
反应a：
；
反应b：
。
在传统的催化固定反应床(
)中，转化率和甲醇选择性通常都比较低，科学团队发展了一种具有反应分离双功能的分子筛膜催化反应器(
)用于催化加氢制备甲醇，极大地改善了该问题，原理如下图所示。
保持压强为
，向密闭容器中投入一定量和，不同反应模式下的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示。
已知选择性：转化的中生成的百分比。
①模式时，投料比
，一定温度下发生反应，下列说法能作为反应
达到平衡状态的判据是_______ (填选项字母)。
A.气体密度不再变化
B.CO的体积分数不再变化
C.气体平均相对分子质量不再变化
D.
不再变化
E.、、、的物质的量之比为
②由表中数据可知模式下，的转化率显著提高，结合具体反应分析可能的原因：_______ 。
③压力平衡常数
是指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，平衡分压
总物质的量分数。根据表中数据计算温度为
时，反应a的值为_______ (无需计算，写表达式)。
引起了科学界和工业界的极大兴趣。回答下列问题：(1)相关的化学键键能数据如下表所示。
| 化学键 |  |  |  |  |  |
 |  |  |  |  |  |
(2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，成功的实现了高选择性电催化还原
制备甲醇，该反应历程如图所示。①该过程容易产生副产物
②上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，需要降低某步骤的能量变化，写出该基元反应的化学方程式：
(3)工业中，
和在催化剂作用下可发生两个平行反应，分别生成和。反应a：
；反应b：
。在传统的催化固定反应床(
)中，转化率和甲醇选择性通常都比较低，科学团队发展了一种具有反应分离双功能的分子筛膜催化反应器()用于催化加氢制备甲醇，极大地改善了该问题，原理如下图所示。保持压强为
，向密闭容器中投入一定量和，不同反应模式下的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示。| 实验组 | 反应模式 |  | 压强/ | 温度/℃ | 转化率 | 选择性 |
| ① | |  |  |  |  |  |
| ② | | | |  |  |  |
| ③ | | | |  |  |  |
选择性：转化的中生成的百分比。①
模式时，投料比，一定温度下发生反应，下列说法能作为反应达到平衡状态的判据是A.气体密度不再变化
B.CO的体积分数不再变化
C.气体平均相对分子质量不再变化
D.
不再变化E.
、、、的物质的量之比为②由表中数据可知
模式下，的转化率显著提高，结合具体反应分析可能的原因：③压力平衡常数
是指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，平衡分压总物质的量分数。根据表中数据计算温度为时，反应a的值为
您最近一年使用：0次
