运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1162kJ·mol-1。
写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式：______ 。
(2)反应ⅠFe(s)＋CO2(g) ⇌FeO(s)＋CO(g) ΔH1，平衡常数为K1；
反应ⅡFe(s)＋H2O(g) ⇌FeO(s)＋H2(g) ΔH2，平衡常数为K2；
在不同温度K1、K2值如下表：
①由表中判断，反应Ⅰ为中ΔH1_______ (填“<”或“=”或“>”) 0。
②反应CO2(g)＋H2(g) ⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH平衡常数为K，则K＝_______ (用K1和K2表示)。
③能判断CO2(g)＋H2(g) ⇌CO(g)＋H2O(g)达到化学平衡状态的依据是_______ (填字母)。
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO)＝c(CO2)
E．容器内的气体密度不变 F．混合气体的平均摩尔质量不变。
(3) 在不同温度和压强下合成氨，起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。
①P1____ P2 (填“>”“=” “<”或“不确定”，)。
②C点H2的转化率为_____________ 。
(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1162kJ·mol-1。
写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式：
(2)反应ⅠFe(s)＋CO2(g) ⇌FeO(s)＋CO(g) ΔH1，平衡常数为K1；
反应ⅡFe(s)＋H2O(g) ⇌FeO(s)＋H2(g) ΔH2，平衡常数为K2；
在不同温度K1、K2值如下表：
| 700 ℃ | 900 ℃ | |
| K1 | 1.47 | 2.15 |
| K2 | 2.38 | 1.67 |
①由表中判断，反应Ⅰ为中ΔH1
②反应CO2(g)＋H2(g) ⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH平衡常数为K，则K＝
③能判断CO2(g)＋H2(g) ⇌CO(g)＋H2O(g)达到化学平衡状态的依据是
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO)＝c(CO2)
E．容器内的气体密度不变 F．混合气体的平均摩尔质量不变。
(3) 在不同温度和压强下合成氨，起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。
①P1
②C点H2的转化率为
更新时间：2021-01-07 13:46:03
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【推荐1】十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径，利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示：
(1)已知：CO(g) +H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H1=-41 kJ·mol-1
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g) ∆H2 =+174.1 kJ·mol-1
反应I的热化学方程式为______ 。
(2)反应II在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时，测得相应的 CO 平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同；各点对应的其他反应条件都相同)。
①图中A、E和 G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是_____ ，其原因是 ______ 。该温度下，要提高CO平衡转化率，除了改变进气比之外，还可采取的措施是______ 。
②由图中可知CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是____ 。
③A、B 两点对应的反应速率大小：vA_____ vB(填“<” “=”或“>”)。已知反应速率 v=v正−v逆= k正x(CO)x(H2O) − k逆x(CO2) x(H2) ，k为反应速率常数，x为物质的量分数，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO的转化率刚好达到20％时，
=_____ 。
(3)反应III在饱和KHCO3电解液中，电解活化的CO2来制备乙醇，其原理如图所示，则阴极的电极反应式为___________ 。
(1)已知：CO(g) +H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H1=-41 kJ·mol-1
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g) ∆H2 =+174.1 kJ·mol-1
反应I的热化学方程式为
(2)反应II在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时，测得相应的 CO 平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同；各点对应的其他反应条件都相同)。
①图中A、E和 G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是
②由图中可知CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是
③A、B 两点对应的反应速率大小：vA
=(3)反应III在饱和KHCO3电解液中，电解活化的CO2来制备乙醇，其原理如图所示，则阴极的电极反应式为
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解题方法
【推荐2】已知X和Y、Z为中学化学中的常见元素，根据如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去)，回答以下问题。
(1)若A、B、C、D均为含X的化合物，且A常用作制冷剂，D是一种强酸，则
①写出A常用作制冷剂的原因：_______ 。
②将16g铜粉与一定量的D的稀溶液反应后，收集到
(标准状况)，则被还原的D的物质的量为_______ mol。向所得溶液中继续加稀硫酸至反应不能再进行，需加入含_______ 
的稀硫酸，写出继续加稀硫酸后发生反应的离子方程式：_______ 。
(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物，其中A是一元强碱且焰色为黄色，E是有刺激性气味的气态酸性氧化物，则B的化学式为_______ ；A与C反应的离子方程式为_______ 。
(3)若A、B、C、D均为含Z的化合物，其中A由两种元素组成，且A的摩尔质量为
，D为强酸。将
溶液滴加到
溶液中，有淡黄色沉淀生成，请写出所发生反应的离子方程式：_______ 。
(4)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
反应I：
反应III：
反应II的热化学方程式：_______ 。
(1)若A、B、C、D均为含X的化合物，且A常用作制冷剂，D是一种强酸，则
①写出A常用作制冷剂的原因：
②将16g铜粉与一定量的D的稀溶液反应后，收集到
(标准状况)，则被还原的D的物质的量为的稀硫酸，写出继续加稀硫酸后发生反应的离子方程式：(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物，其中A是一元强碱且焰色为黄色，E是有刺激性气味的气态酸性氧化物，则B的化学式为
(3)若A、B、C、D均为含Z的化合物，其中A由两种元素组成，且A的摩尔质量为
，D为强酸。将溶液滴加到溶液中，有淡黄色沉淀生成，请写出所发生反应的离子方程式：(4)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
反应I：
反应III：
反应II的热化学方程式：
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解题方法
【推荐3】
的脱除和资源化利用是一项重要研究课题。
(1)热解制
。将和
混合气导入热解器，反应分两步进行。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
现将硫化氢和甲烷按体积比
投料，并用
稀释。在常压和不同温度下，反应相同时间后，、
和
的体积分数随温度的变化关系如图所示。
①
___________ 。
②1100℃时，的体积分数为___________ 。
③在常压、1000℃下，保持通入的体积分数不变，提高投料比
，的转化率不变，原因是___________ 。
④在1100℃~1150℃范围内，其他条件不变，随着温度的升高，
的体积分数减小，原因是___________ 。
(2)通过电化学循环法可将转化为
和，如图所示。其中氧化过程发生两步反应：
、
。
①电极a上发生反应的电极反应式为___________ 。
②理论上
参加反应可产生的物质的量为___________ 。
(3)
可用作脱除气体的脱硫剂。脱硫和再生的可能反应机理如图所示。
①脱硫和再生过程可以描述为___________ 。
②再生时需控制通入
的浓度和温度。400℃条件下，氧气浓度较大时，会出现脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差，原因是___________ 。
的脱除和资源化利用是一项重要研究课题。(1)热解
制。将和混合气导入热解器，反应分两步进行。反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
现将硫化氢和甲烷按体积比
投料，并用稀释。在常压和不同温度下，反应相同时间后，、和的体积分数随温度的变化关系如图所示。①
②1100℃时，
的体积分数为③在常压、1000℃下，保持通入的
体积分数不变，提高投料比，的转化率不变，原因是④在1100℃~1150℃范围内，其他条件不变，随着温度的升高，
的体积分数减小，原因是(2)通过电化学循环法可将
转化为和，如图所示。其中氧化过程发生两步反应：、。①电极a上发生反应的电极反应式为
②理论上
参加反应可产生的物质的量为(3)
可用作脱除气体的脱硫剂。脱硫和再生的可能反应机理如图所示。①
脱硫和再生过程可以描述为②再生时需控制通入
的浓度和温度。400℃条件下，氧气浓度较大时，会出现脱硫剂再生时质量增大，且所得再生脱硫剂脱硫效果差，原因是
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解题方法
【推荐1】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0。
(1)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
(2)恒温下，往一个4 L的密闭容器中充入2 mol N2和5.2 mol H2，反应过程中对NH3的浓度进行检测，得到的数据如表所示：
①10 min内用N2表示的平均反应速率为___________ mol·L-1·min-1.此条件下该反应的化学平衡常数K=___________ 。
②已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式___________ 。
(3)甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料，可用CO和H2制得，总反应的热化学方程式如下：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-206.0 kJ·mol-1①。
该过程可分为以下两步反应完成：
ⅰ.醇合成反应
ⅱ.甲醇脱水反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24.0 kJ·mol-1
起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol H2，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5 kJ，此时CO的转化率为___________ 。
2NH3(g) ΔH<0。(1)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
| A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 |
| B．N2百分含量保持不变 |
| C．容器内压强保持不变 |
| D．混合气体的密度保持不变 |
| 时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| c(NH3)/mol·L-1 | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
②已知：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式
(3)甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料，可用CO和H2制得，总反应的热化学方程式如下：2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-206.0 kJ·mol-1①。该过程可分为以下两步反应完成：
ⅰ.醇合成反应
ⅱ.甲醇脱水反应：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24.0 kJ·mol-1起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol H2，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5 kJ，此时CO的转化率为
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【推荐2】工业上可由天然气为原料制备甲醇，也可由水煤气合成甲醇．
已知：
，
，
。试写出由和制取甲醇的热化学方程式：______ ；
通过下列反应制备甲醇：
，图甲是反应时
和
的浓度随时间t的变化情况，从反应开始到平衡，用表示平均反应速率
______ ，平衡时CO的转化______ ．
在一容积可变的密闭容器中充入
和
，CO的平衡转化率随温度
、压强
的变化如图乙所示．
下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是______ 
填字母
A的消耗速率等于
的生成速率的2倍
B的体积分数不再改变
C 体系中的转化率和CO的转化率相等
D 体系中气体的平均摩尔质量不再改变
比较A、B两点压强大小
______ 
填“
、
、
”
若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L，如果反应开始时仍充入和
2，则在平衡状态B时，容器的体积
______ L；
以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池电极材料为惰性电极
若KOH溶液足量，则电池负极反应的离子方程式为______ ；
若电解质溶液中KOH的物质的量为
，当有
甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______ ．
已知：，，。试写出由和制取甲醇的热化学方程式：通过下列反应制备甲醇：，图甲是反应时和的浓度随时间t的变化情况，从反应开始到平衡，用表示平均反应速率在一容积可变的密闭容器中充入和，CO的平衡转化率随温度、压强的变化如图乙所示．下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是填字母A
的消耗速率等于的生成速率的2倍B
的体积分数不再改变C 体系中
的转化率和CO的转化率相等D 体系中气体的平均摩尔质量不再改变
比较A、B两点压强大小填“、、”若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L，如果反应开始时仍充入和2，则在平衡状态B时，容器的体积以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池电极材料为惰性电极若KOH溶液足量，则电池负极反应的离子方程式为若电解质溶液中KOH的物质的量为，当有甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是
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【推荐3】碳化学为人类发展做出巨大的贡献的同时也给环境带来了重大的危害。
(1)目前，“低碳经济”备受关注，CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。已知：
。在两个密闭容器中分别投入
和
直接合成碳酸二甲酯
，一定条件下，反应达到平衡时CO2的转化率如图1所示，则：
①△H___________ 0(填“＞”、“＜”或“=”，下同)，p1___________ p2。
②A点对应容器体积为2 L，A点的平衡常数K=___________ 
。
③下列能说明此反应已达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A．
B．CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C．恒压条件下，混合气体的密度保持不变
D．碳酸二甲酯的物质的量分数保持不变
(2)CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
为分析催化剂对反应的选择性，在密闭容器中充入1 molCO2和3 molH2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图2所示。该催化剂在较高温度时主要选择___________ (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520℃时，反应达到平衡时气体压强为0.3 MPa，则反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________ 
。(Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)
(3)有机电化学有条件温和，对环境友好，产品纯净等优点，其越来越受到人们的重视，一种以乙烯为原料一步合成乙醛的电化学装置如图3所示：
该装置负极上的电极反应式为___________ 。
(1)目前，“低碳经济”备受关注，CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。已知：
。在两个密闭容器中分别投入和直接合成碳酸二甲酯，一定条件下，反应达到平衡时CO2的转化率如图1所示，则：①△H
②A点对应容器体积为2 L，A点的平衡常数K=
。③下列能说明此反应已达到平衡状态的是
A．
B．CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C．恒压条件下，混合气体的密度保持不变
D．碳酸二甲酯的物质的量分数保持不变
(2)CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
为分析催化剂对反应的选择性，在密闭容器中充入1 molCO2和3 molH2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图2所示。该催化剂在较高温度时主要选择
。(Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)(3)有机电化学有条件温和，对环境友好，产品纯净等优点，其越来越受到人们的重视，一种以乙烯为原料一步合成乙醛的电化学装置如图3所示：
该装置负极上的电极反应式为
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【推荐1】为实现可持续发展，近年来我国加强“碳一化工”的研究和生产。回答下列问题：
I．工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：
。
(1)该反应在不同温度下的化学平衡常数
如下表。
①该反应的化学平衡常数表达式为
___________ 。
②由表中数据判断该反应的
___________ (填“>”“=”或“<”)0。
③某温度下，将
和
充入
的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得
，则此时的温度为___________ 
。
(2)要提高
的平衡转化率，可以采取的措施是___________ (填字母)。
a．增加的浓度 b．加入催化剂 c．升温 d．加入 e．加入惰性气体 f．分离出甲醇
II.
(3)已知：
；
。
则催化氢化合成的热化学方程式：___________ 。
(4)在一定条件下，发生
催化氢化合成甲醇的反应。体系中的平衡转化率
与
和
的关系如图所示，和分别表示温度或压强。
①表示的物理量是___________ 。
②判断
与
的大小关系：___________ (填“<”“=”或“>”)，并简述理由：___________ 。
I．工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：
。(1)该反应在不同温度下的化学平衡常数
如下表。| 温度/ | 250 | 300 | 350 |
 | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②由表中数据判断该反应的
③某温度下，将
和充入的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得，则此时的温度为。(2)要提高
的平衡转化率，可以采取的措施是a．增加
的浓度 b．加入催化剂 c．升温 d．加入 e．加入惰性气体 f．分离出甲醇II.
(3)已知：
；。则
催化氢化合成的热化学方程式：(4)在一定条件下，发生
催化氢化合成甲醇的反应。体系中的平衡转化率与和的关系如图所示，和分别表示温度或压强。①
表示的物理量是②判断
与的大小关系：，并简述理由：
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【推荐2】在100℃时，将0.2 mol N2O4(g)充入2 L 的恒容密闭容器中，间隔一定时间后对该容器内各物质的物质的量进行测定,得到如下数据:
(1)该反应的平衡常数表达式为___________________________ ，由表中数据分析可得，n1=____ mol，n3=________________ mol；
(2)在上述条件下，从0到40s内NO2的平均反应速率为___________________ ；
(3)该反应达到化学平衡后，下列改变可使N2O4浓度增大的是_____ (填序号);
A.增大容器的容积 B.向容器中充入一定量的NO2
C.向容器中再充入一定量的N2O4 D.向容器中充入一定量的He(g)
(4)在下图中画出此反应中N2O4的浓度随时间变化的曲线_________ 。
| 时间/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
| N(N2O4)/mol | 0.20 | n1 | 0.10 | n3 | n4 |
| N(NO2)/mol | 0.00 | 0.12 | n2 | 0.24 | 0.24 |
(1)该反应的平衡常数表达式为
(2)在上述条件下，从0到40s内NO2的平均反应速率为
(3)该反应达到化学平衡后，下列改变可使N2O4浓度增大的是
A.增大容器的容积 B.向容器中充入一定量的NO2
C.向容器中再充入一定量的N2O4 D.向容器中充入一定量的He(g)
(4)在下图中画出此反应中N2O4的浓度随时间变化的曲线
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【推荐3】固氮一直是科学家致力研究的重要课题，工业固氮合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家研究合成氨而获得诺贝尔奖，其反应为：
。回答下列问题：
(1)计算合成氨反应在常温下能否自发？写出简要计算过程：_______ 。
(2)有关热力学数据如下：
常温下，大气固氮的倾向_______ 工业固氮(填“大于”或“小于”)。
(3)T℃时，在有催化剂的恒容密闭容器中充入
和
。下图为不同投料比[
]时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是_______ (填“”或“”)。
②判断依据是_______ 。
(4)进料体积比
时，平衡气体中
的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示：
①该反应的平衡常数K(a)_______ K(b)(填“＜”、“=”或“>”)。
②500℃、压强为
时，的转化率为：_______ (保留三位有效数字)，
_______ [
为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]。
。回答下列问题：(1)计算合成氨反应在常温下能否自发？写出简要计算过程：
(2)有关热力学数据如下：
| 反应 | 大气固氮 | 工业固氮 | ||||
| 温度/℃ | 25 | 2000 | 25 | 350 | 400 | 450 |
| 平衡常数K |  | 0.1 |  | 1.847 | 0.504 | 0.152 |
常温下，大气固氮的倾向
(3)T℃时，在有催化剂的恒容密闭容器中充入
和。下图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率变化曲线。①反应物X是
”或“”)。②判断依据是
(4)进料体积比
时，平衡气体中的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示：①该反应的平衡常数K(a)
②500℃、压强为
时，的转化率为：为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]。
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