回答下列问题
(1)工业可采用CO与H2反应合成再生能源甲醇，反应：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，在一容积可变的密闭容器中充有2molCO和4molH2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇，CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图1所示。
①合成甲醇的反应为_____ 反应(填“放热”或“吸热”)，p1_____ p2.(填“>”、“＜”或“=”)
②若达到平衡状态A时，容器的体积为2L，该反应的平衡常数为_____ ，在平衡状态B时容器的体积为_____ L；若此时再向该A点对应容器(假设此时A容积保持不变)中投入1molCO、2molH2和1molCH3OH，判断平衡移动的方向是_____ 。(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)
③设C点对应的体积为V2，C点对应的整个反应开始前的体积为V1，则V1：V2=_____ 。
(2)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)△H=﹣29.1kJ•mol﹣1.科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如图2和图3所示。
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是_____ 。(填“3.5×106Pa”“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)
②实际工业生产中采用的温度是80℃，温度不高于80℃的理由是_____ 。
(1)工业可采用CO与H2反应合成再生能源甲醇，反应：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，在一容积可变的密闭容器中充有2molCO和4molH2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇，CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图1所示。
①合成甲醇的反应为
②若达到平衡状态A时，容器的体积为2L，该反应的平衡常数为
③设C点对应的体积为V2，C点对应的整个反应开始前的体积为V1，则V1：V2=
(2)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)△H=﹣29.1kJ•mol﹣1.科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如图2和图3所示。
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是
②实际工业生产中采用的温度是80℃，温度不高于80℃的理由是
更新时间：2021-10-21 15:48:30
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】研究氮的氧化物(如：NO、
、
)和氮的氢化物都有广泛的用途，如：
和可作为运载火箭的推进剂。
(1)已知：
。现将2mol 放入1L恒容密闭容器中，平衡体系中的体积分数(
)随温度的变化如图所示。_______ v(逆)(填“>”“=”“＜”)。
②a、b、c三点中平衡常数
、
、
由小到大是_______ 。
③在
时，的平衡转化率为_______ ；若平衡时的总压为100kPa，则该反应平衡常数
_______ (保留到小数点后1位)。
(2)NO氧化为的反应为：
，该反应分如下两步进行：
Ⅰ.
(较快)
Ⅱ.
(较慢)
在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和
，保持其它条件不变，控制反应温度分别为
和
，c(NO)随t(时间)的变化如图所示。条件下转化的NO量_______ (填“大于”“等于”“小于”)条件下转化的NO量，其本质原因是_______ (结合反应Ⅰ和Ⅱ的反应热进行分析)。
(3)肼除了可作火箭的推进剂外，还可用于新型环保电池中，电池工作原理如图所示。
向_______ 移动(填“电极甲”或“电极乙”)。
②该电池的负极反应式为_______ 。
、)和氮的氢化物都有广泛的用途，如：和可作为运载火箭的推进剂。(1)已知：
。现将2mol 放入1L恒容密闭容器中，平衡体系中的体积分数()随温度的变化如图所示。
②a、b、c三点中平衡常数
、、由小到大是③在
时，的平衡转化率为(2)NO氧化为
的反应为：，该反应分如下两步进行：Ⅰ.
(较快)Ⅱ.
(较慢)在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和
，保持其它条件不变，控制反应温度分别为和，c(NO)随t(时间)的变化如图所示。
条件下转化的NO量条件下转化的NO量，其本质原因是(3)肼除了可作火箭的推进剂外，还可用于新型环保电池中，电池工作原理如图所示。
向②该电池的负极反应式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】金属矿物常以硫化物形式存在，如
等。
Ⅰ.掺烧
和
，用于制铁精粉和硫酸
(1)已知：
为吸热反应。
时，
固体在
氧气中完全燃烧生成气态
和
固体，放出
热量。
①与反应的热化学方程式为_________ 。
②将与掺烧（混合燃烧），其目的包括_________ （填字母）。
节约燃料和能量 
为制备硫酸提供原料 
减少空气污染
(2)常带一定量的结晶水。
分解脱水反应的能量变化如图所示。
_________ 
。
②为维持炉内温度基本不变，所带结晶水越多，掺烧比
应_________ 。（填“增大”“减小”或“不变”）。
Ⅱ.浸出法处理
(3)难溶于水，处理常使用酸浸法，两步反应依次为：
ⅰ.
ⅱ.
①平衡常数
的表达式为_________ 。
②仅发生反应ⅰ时，酸浸效果不好，结合平衡常数说明原因：_________ 。
(4)从平衡移动角度解释通入在酸浸过程中的作用：_________ 。
等。Ⅰ.掺烧
和，用于制铁精粉和硫酸(1)已知：
为吸热反应。时，固体在氧气中完全燃烧生成气态和固体，放出热量。①
与反应的热化学方程式为②将
与掺烧（混合燃烧），其目的包括节约燃料和能量 为制备硫酸提供原料 减少空气污染(2)
常带一定量的结晶水。分解脱水反应的能量变化如图所示。
。②为维持炉内温度基本不变，
所带结晶水越多，掺烧比应Ⅱ.浸出法处理
(3)
难溶于水，处理常使用酸浸法，两步反应依次为：ⅰ.
ⅱ.
①平衡常数
的表达式为②仅发生反应ⅰ时，
酸浸效果不好，结合平衡常数说明原因：(4)从平衡移动角度解释通入
在酸浸过程中的作用：
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【推荐3】CO2是主要的温室气体，也是一种工业原料。回收利用CO2有利于缓解温室效应带来的环境问题。
(1)我国科学家通过采用一种新型复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。
已知：2H2 (g)+O2 (g) =2H2O(l) ΔH = -571.6 kJ/mol
2C8H18(l)+25O2(g) =16CO2(g)+18H2O(l) ΔH = -11036 kJ/mol
25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成辛烷(以C8H18表示)和液态水的热化学方程式是_________ 。
(2)CO2催化加氢合成乙醇的反应原理是：2CO2(g)+6H2(g)
C2H5OH(g)+3H2O(g) △H =-173.6 kJ/mol图是起始投料不同时，CO2的平衡转化率随温度的变化关系，m为起始时的投料比，即m=
。m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为_________ ，理由是_________ 。
(3)在Cu/ZnO催化剂存在下，将CO2与H2混合可合成甲醇，同时发生以下两个平行反应：
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ/mol
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ/mol
控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：
①对比实验1和实验3可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高， 而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因_______________ ；
②对比实验1和实验 2可发现：在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低， 而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因____________ 。
③有利于提高CO2转化为CH3OH平衡 转化率的措施有_______ 。
a．使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂
b．使用Cu/ZnO纳米片做催化剂
c．降低反应温度
d．投料比不变，增加反应物的浓度
e．增大
的初始投料比
(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2，电解，在阴极可制得低密度聚乙烯
(简称LDPE)。
①电解时，阴极的电极反应式是_____________ 。
②工业上生产1.4×104 kg 的LDPE，理论上需要标准状况下______ L 的CO2。
(1)我国科学家通过采用一种新型复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。
已知：2H2 (g)+O2 (g) =2H2O(l) ΔH = -571.6 kJ/mol
2C8H18(l)+25O2(g) =16CO2(g)+18H2O(l) ΔH = -11036 kJ/mol
25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成辛烷(以C8H18表示)和液态水的热化学方程式是
(2)CO2催化加氢合成乙醇的反应原理是：2CO2(g)+6H2(g)
C2H5OH(g)+3H2O(g) △H =-173.6 kJ/mol图是起始投料不同时，CO2的平衡转化率随温度的变化关系，m为起始时的投料比，即m=。m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为(3)在Cu/ZnO催化剂存在下，将CO2与H2混合可合成甲醇，同时发生以下两个平行反应：
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ/mol 反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ/mol控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：
| 实验序号 | T/K | 催化剂 | CO2转化率/% | 甲醇选择性/% |
| 实验1 | 543 | Cu/ZnO纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
| 实验2 | 543 | Cu/ZnO纳米片 | 10.9 | 72.7 |
| 实验3 | 553 | Cu/ZnO纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
| 实验4 | 553 | Cu/ZnO纳米片 | 12.0 | 71.6 |
①对比实验1和实验3可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高， 而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因
②对比实验1和实验 2可发现：在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低， 而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因
③有利于提高CO2转化为CH3OH
a．使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂
b．使用Cu/ZnO纳米片做催化剂
c．降低反应温度
d．投料比不变，增加反应物的浓度
e．增大
的初始投料比(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2，电解，在阴极可制得低密度聚乙烯
(简称LDPE)。①电解时，阴极的电极反应式是
②工业上生产1.4×104 kg 的LDPE，理论上需要标准状况下
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】一氧化碳脱硝是碳和氮氧化物综合处理的重要方式，其中涉及如下反应：
ⅰ、
；
ⅱ、
；
ⅲ、
。
标准生成焓
是指由最稳定的单质合成
该物质的反应焓变；已知部分物质的标准生成焓如下表：
回答下列问题：
(1)向某恒温刚性密闭容器中通入
和
只发生反应ⅱ，平衡时体系向外界吸收(或放出)的热量为
，此时容器内总压强为
；若向该容器中通入
和
，平衡时，体系向外界吸收(或放出)的热量为_____ ，此时容器内的压强
_____ (填“>”“=”或“<”)；该温度下用压强表示反应ⅱ的平衡常数
_____ (用含的代数式表示)。
(2)一定温度下，向某容积可变的密闭容器中投入一定量的
和
只发生反应ⅲ，平衡时
的体积分数随二者投料比的变化如图所示。
的取值为_____ (填字母)。
A．
B．25 C．
D．50 E．
(2)
_____ 1(填“>”“=”或“<”，下同)；
_____ 
。
(3)一定温度下，向某
刚性密闭容器中通入
和
，发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，当容器内压强变为原来的
后不再发生变化，此时
的转化率为
。
①平衡时
的体积分数
_____ (结果保留3位有效数字)。
②平衡时的转化率
_____ 。
(4)从结构的角度分析，的沸点高于
的原因为_____ 。
ⅰ、
；ⅱ、
；ⅲ、
。标准生成焓
是指由最稳定的单质合成该物质的反应焓变；已知部分物质的标准生成焓如下表：物质 | | | |  | |
 |  |  | 33.9 | 89.9 | 0 |
(1)向某恒温刚性密闭容器中通入
和只发生反应ⅱ，平衡时体系向外界吸收(或放出)的热量为，此时容器内总压强为；若向该容器中通入和，平衡时，体系向外界吸收(或放出)的热量为(填“>”“=”或“<”)；该温度下用压强表示反应ⅱ的平衡常数的代数式表示)。(2)一定温度下，向某容积可变的密闭容器中投入一定量的
和只发生反应ⅲ，平衡时的体积分数随二者投料比的变化如图所示。
的取值为A．
B．25 C． D．50 E．(2)
。(3)一定温度下，向某
刚性密闭容器中通入和，发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，当容器内压强变为原来的后不再发生变化，此时的转化率为。①平衡时
的体积分数②平衡时
的转化率(4)从结构的角度分析，
的沸点高于的原因为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】甲醇有广泛的用途和广阔的应用前景，工业上利用CO2生产甲醇，再利用甲醇生产丙烯。回答下列问题：
(1)工业上在Cu-ZnO催化下利用CO2发生如下反应I生产甲醇，同时伴有反应II发生。
I．CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1<0
II．CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2>0
①已知：298K时，相关物质的相对能量如图1，反应I的△H1为___________ 。
②不同条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：1投料，CO2的平衡转化率如图2所示。压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________ 。压强为p1时，温度高于300℃之后，随着温度升高CO2平衡转化率增大的原因___________ 。
③在温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入0.5molCO2(g)和1.0molH2(g)，起始压强为pkPa，10min达平衡时生成0.3molH2O(g)，测得压强为
kPa。若反应速率用单位时间内分压变化表示，则10min内CH3OH的反应速率
(CH3OH)为___________ kPa·min-1。则反应II的平衡常数KP=___________ 。
(2)甲醇催化制取丙烯的过程中发生如下反应：
I．3CH3OH(g)⇌C3H6(g)+3H2O(g)
II．2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-
+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=___________ kJ/mol。
(1)工业上在Cu-ZnO催化下利用CO2发生如下反应I生产甲醇，同时伴有反应II发生。
I．CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1<0
II．CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2>0
①已知：298K时，相关物质的相对能量如图1，反应I的△H1为
②不同条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：1投料，CO2的平衡转化率如图2所示。压强p1、p2、p3由大到小的顺序是
③在温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入0.5molCO2(g)和1.0molH2(g)，起始压强为pkPa，10min达平衡时生成0.3molH2O(g)，测得压强为
kPa。若反应速率用单位时间内分压变化表示，则10min内CH3OH的反应速率(CH3OH)为(2)甲醇催化制取丙烯的过程中发生如下反应：
I．3CH3OH(g)⇌C3H6(g)+3H2O(g)
II．2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-
+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】
是一种脱硝性能较好的催化剂。采用共沉淀法等比掺入金属M后，催化剂的脱硝性能会发生改变。烟气脱硝主要副产物为
。主反应如下：
反应Ⅰ．
反应Ⅱ．
(1)已知：
。则
_______ 。某条件下对于反应Ⅰ，
，
，
、
为速率常数。升高温度时，增大m倍，增大n倍，则m_______ n(填“>”、“＜”或“=”)。
(2)将模拟烟气按一定的流量通入掺杂不同金属的催化剂，在不同温度下进行反应并测定相关物质浓度，得出不同情况下NO的转化率、的选择性、的生成量随温度变化关系如下图。
时，温度高于260℃时NO转化率下降的原因可能是_______ 。
②综合考虑应选择_______ 为该脱硝过程的催化剂，选择合适的催化剂_______ (填写“能”或“不能”)提高的平衡产率。
③为探究氨的催化脱硝过程中生成的机理，将含有不同同位素原子的物质(
与
、)通入反应容器进行一系列温度编程实验，通过质谱仪测定产物气体分子的含量随温度的变化曲线如下图。与NO、反应生成的化学方程式为_______ (需标出N原子的质量数)。
(3)当温度为273℃，在恒容密闭的容器中，假设仅发生两个主反应。通入
、
、
，初始压强为
情况下，达到平衡后测定转化率为30%，平衡体系中
。则NO的转化率为______ ，反应Ⅱ的______ (写出计算式即可)。
是一种脱硝性能较好的催化剂。采用共沉淀法等比掺入金属M后，催化剂的脱硝性能会发生改变。烟气脱硝主要副产物为。主反应如下：反应Ⅰ．
反应Ⅱ．
(1)已知：
。则。某条件下对于反应Ⅰ，，，、为速率常数。升高温度时，增大m倍，增大n倍，则m(2)将模拟烟气按一定的流量通入掺杂不同金属的催化剂，在不同温度下进行反应并测定相关物质浓度，得出不同情况下NO的转化率、
的选择性、的生成量随温度变化关系如下图。
时，温度高于260℃时NO转化率下降的原因可能是②综合考虑应选择
的平衡产率。③为探究氨的催化脱硝过程中生成
的机理，将含有不同同位素原子的物质(与、)通入反应容器进行一系列温度编程实验，通过质谱仪测定产物气体分子的含量随温度的变化曲线如下图。
与NO、反应生成的化学方程式为(3)当温度为273℃，在恒容密闭的容器中，假设仅发生两个主反应。通入
、、，初始压强为情况下，达到平衡后测定转化率为30%，平衡体系中。则NO的转化率为
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