我国科学家利用Fe2Na3/红紫素催化剂实现CO2还原制备CO，利用可见光催化还原CO2，将CO2转化为增值化学原料(HCOOH、HCHO、CH3OH等)，这被认为是一种可持续的CO2资源化有效途径。
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表所示：
已知：H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1。
CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H=_______ kJ·mol-1。
(2)在一定温度下，将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中，发生反应CO2(g)+H2(g)⇌ HCOOH(g)，测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示。
①下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.H2消耗速率等于HCOOH生成速率
B.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.容器内气体压强不随时间变化
②达到平衡时CO2的转化率为_______ 。
(3)将n(CO2)：n(H2)=1：4的混合气体充入某密闭容器中，同时发生反应1和反应2。
反应1：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1。
反应2：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H2<0。
在不同温度、压强下，测得相同时间内CO2的转化率如图1.0.1MPa时，CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是_______ 。
(4)在一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g)，仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[
]的关系如图2。
①起始时容器内气体的总压强为8pkPa，若10min时反应到达c点，则0~10min内，v(H2)=_______ mol·L-1·min-1。
②b点时反应的平衡常数Kp=_______ (用含p的表达式表示)(kPa)-2。(已知：用气体分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)
(5)我国科学家开发催化剂，以惰性材料为阳极，在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO，其阴极的电极反应式为_______ 。
(6)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理，并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量，如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析，采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因：_______ ；BiIn合金催化剂优于单金属In催化剂的原因：_______ 。
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表所示：
| 物质 | HCHO(g) | H2(g) |
| 燃烧热(△H)/(kJ·mol-1) | -570.8 | -285.8 |
CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H=
(2)在一定温度下，将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中，发生反应CO2(g)+H2(g)⇌ HCOOH(g)，测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示。
| t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| φ(CO2) | 0.250 | 0.230 | 0.215 | 0.205 | 0.200 | 0.200 |
A.H2消耗速率等于HCOOH生成速率
B.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.容器内气体压强不随时间变化
②达到平衡时CO2的转化率为
(3)将n(CO2)：n(H2)=1：4的混合气体充入某密闭容器中，同时发生反应1和反应2。
反应1：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1。
反应2：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H2<0。
在不同温度、压强下，测得相同时间内CO2的转化率如图1.0.1MPa时，CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是
(4)在一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g)，仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[
]的关系如图2。①起始时容器内气体的总压强为8pkPa，若10min时反应到达c点，则0~10min内，v(H2)=
②b点时反应的平衡常数Kp=
(5)我国科学家开发催化剂，以惰性材料为阳极，在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO，其阴极的电极反应式为
(6)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理，并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量，如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析，采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因：
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更新时间：2022-06-28 07:11:42
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【推荐1】“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一。
Ⅰ.
还原
是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
请回答：
(1)有利于提高平衡转化率的条件是________。
(2)反应
的
________ 
。
(3)恒压、750℃时，和按物质的量之比1：3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。
Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点，其总反应可表示为：
反应1：
，该反应一般认为通过如下步骤来实现：
反应2：
反应3：
(4)反应2的
________。
(5)若反应2为慢反应，请在如图中画出上述两步反应能量变化的示意图________ 。
投料，实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是____________________ 。__________________ 。
Ⅰ.
还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： 请回答：(1)有利于提高
平衡转化率的条件是________。| A．低温低压 | B．低温高压 | C．高温低压 | D．高温高压 |
(2)反应
的。(3)恒压、750℃时，
和按物质的量之比1：3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。
A． 可循环利用， 不可循环利用 |
B．过程ⅱ，吸收可促使氧化 的平衡正移 |
C．过程ⅱ产生的 最终未被吸收，在过程ⅲ被排出 |
D．相比于反应  ，该流程的总反应还原 需吸收的能量更多 |
Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点，其总反应可表示为：
反应1：
，该反应一般认为通过如下步骤来实现：反应2：
反应3：
(4)反应2的
________。| A．大于0 | B．小于0 | C．等于0 | D．无法判断 |
(5)若反应2为慢反应，请在如图中画出上述两步反应能量变化的示意图
投料，实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是
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【推荐2】CO在工农业生产及科学研究中有着重要的应用，将CO2与焦炭作用生成CO，可用于炼铁，形成羰化络合物等。
(1)已知：
Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H1=+489.0 kJ/mol
C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5 kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为_______ 。
(2)CO与Ni发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂。Ni的羰化反应为Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g) △H。在温度T1和T2时，在两个体积均为1 L的密闭容器中发生反应，n(CO)随反应时间的变化如图所示：
①T1时，该反应的平衡常数K=_______ ；
②达到平衡时Ni(CO)4(g)的体积分数φ变化趋势如图所示：
图中Y轴表示的外界条件为_______ ，判断的理由是_______ ；
③研究表明，正反应速率v正=k正·x4(CO)，逆反应速率v逆=k逆·x[Ni(CO)4](k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数)，计算T2温度下
=_______ ；
④某温度下测得一定的实验数据，计算得到v正～x(CO)和v逆～x[Ni(CO)4]的关系如图所示。当升高温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_______ (填字母序号)。
(1)已知：
Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H1=+489.0 kJ/mol
C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5 kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为
(2)CO与Ni发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂。Ni的羰化反应为Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g) △H。在温度T1和T2时，在两个体积均为1 L的密闭容器中发生反应，n(CO)随反应时间的变化如图所示：
①T1时，该反应的平衡常数K=
②达到平衡时Ni(CO)4(g)的体积分数φ变化趋势如图所示：
图中Y轴表示的外界条件为
③研究表明，正反应速率v正=k正·x4(CO)，逆反应速率v逆=k逆·x[Ni(CO)4](k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数)，计算T2温度下
=④某温度下测得一定的实验数据，计算得到v正～x(CO)和v逆～x[Ni(CO)4]的关系如图所示。当升高温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为
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【推荐3】根据信息回答以下与元素相关的问题。
I．汽车尾气中CO、
以及燃烧废气中的SO2都是大气污染物，对其治理具有重要意义。
(1)氧化－还原法消除的转化如下：
①反应I为NO+O3=NO2+O2，生成标准状况下22.4LO2时，转移电子数为___________ 。
②反应Ⅱ中，当n(NO2)：n[CO(NH2)2]=3：2时，氧化产物与还原产物的质量之比为___________ 。
(2)吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)。装置Ⅱ中酸性条件下，NO被Ce4+氧化的主要产物是NO
、NO
，写出生成等物质的量的NO和NO时的离子方程式：__________ 。
(3)已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO的浓度为ag·L-1，要使1m3该溶液中的NO完全转化为NH4NO3，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气___________ L(用含a的代数式表示，结果保留一位小数)。
Ⅱ．化合物AX3与单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：
(4)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为___________ 。
Ⅲ．反应AX3(g)+X2(g)
AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(5)实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=___________ mol·L-1·min-1(请用科学记数法表示，保留两位有效数字)。
(6)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为___________ (用实验序号填空)。
(7)与实验a相比，其他两组改变的实验条件分别是b___________ 、c___________ 。
(8)对于实验a用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为___________ 。
I．汽车尾气中CO、
以及燃烧废气中的SO2都是大气污染物，对其治理具有重要意义。(1)氧化－还原法消除
的转化如下：①反应I为NO+O3=NO2+O2，生成标准状况下22.4LO2时，转移电子数为
②反应Ⅱ中，当n(NO2)：n[CO(NH2)2]=3：2时，氧化产物与还原产物的质量之比为
(2)吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)。装置Ⅱ中酸性条件下，NO被Ce4+氧化的主要产物是NO
、NO，写出生成等物质的量的NO和NO时的离子方程式：(3)已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO
的浓度为ag·L-1，要使1m3该溶液中的NO完全转化为NH4NO3，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气Ⅱ．化合物AX3与单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：
(4)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为
Ⅲ．反应AX3(g)+X2(g)
AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。(5)实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=
(6)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为
(7)与实验a相比，其他两组改变的实验条件分别是b
(8)对于实验a用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为
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(0.4)
【推荐1】乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH(l)＋C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH=-2.7 kJ·mol-1，已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：
请完成下列问题：
(1)关于该反应，下列说法不合理的是___________(填字母)。
(2)一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率y=___________ ；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在如图中绘制x随n变化的示意图______ (计算时不计副反应)。
(3)工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和浓硫酸混合液加热至110 ℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71 ℃，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有___________ 。
(4)近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)＋2H2(g)，在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图所示。关于该方法，下列推测合理的是___________(填字母)。
CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH=-2.7 kJ·mol-1，已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：| 纯物质 | 沸点/℃ | 恒沸混合物 (质量分数) | 沸点/℃ |
| 乙醇 | 78.3 | 乙酸乙酯(0.92)＋水(0.08) | 70.4 |
| 乙酸 | 117.9 | 乙酸乙酯(0.69)＋乙醇(0.31) | 71.8 |
| 乙酸乙酯 | 77.1 | 乙酸乙酯(0.83)＋乙醇(0.08)＋水(0.09) | 70.2 |
(1)关于该反应，下列说法不合理的是___________(填字母)。
| A．反应体系中硫酸有催化作用 |
| B．因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零 |
| C．因为反应的ΔH 接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大 |
| D．因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计 |
(3)工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和浓硫酸混合液加热至110 ℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71 ℃，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有
(4)近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g)
CH3COOC2H5(g)＋2H2(g)，在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图所示。关于该方法，下列推测合理的是___________(填字母)。 | A．反应温度不宜超过300 ℃ |
| B．增大体系压强，有利于提高乙醇的平衡转化率 |
| C．在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物 |
| D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙酸等副产物是工艺的关键 |
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【推荐2】氙的氟化物是优良的氟化剂，稀有气体Xe和F2混合在催化剂作用下同时存在如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
已知：XeF2选择性是指生成XeF2所消耗的Xe的物质的量与初始Xe的物质的量的比值。
回答下列问题：
(1)向刚性密闭容器中加入n mol的Xe和4mol的F2，初始压强为106Pa，测得在相同时间内，上述反应Xe的转化率和XeF2的选择性与温度的关系如图1所示，则制取XeF2的最适宜温度为_______ ；当超过1000℃，XeF2选择性随着温度升高而降低的可能原因是_______ 。
(2)在1000℃时，初始条件同上，xi表示含Xe元素的某物质与含Xe元素各物质的总物质的量之比，xi随时间t变化关系如图2所示。测得平衡时XeF2的选择性为80%，图2中表示XeF4变化的曲线是_______ ，则反应过程能量变化为_______ kJ(用含X、Y的代数式表示)，F2的转化率为_______ ，反应I以物质的量分数表示的平衡常数Kx=_______ 。
(3)在1000℃时，反应Ⅲ的平衡常数Kp=_______ ，保持初始其他条件不变，反应达平衡后增大体系压强，
的变化趋势为_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
已知：XeF2选择性是指生成XeF2所消耗的Xe的物质的量与初始Xe的物质的量的比值。
回答下列问题：
(1)向刚性密闭容器中加入n mol的Xe和4mol的F2，初始压强为106Pa，测得在相同时间内，上述反应Xe的转化率和XeF2的选择性与温度的关系如图1所示，则制取XeF2的最适宜温度为
(2)在1000℃时，初始条件同上，xi表示含Xe元素的某物质与含Xe元素各物质的总物质的量之比，xi随时间t变化关系如图2所示。测得平衡时XeF2的选择性为80%，图2中表示XeF4变化的曲线是
(3)在1000℃时，反应Ⅲ的平衡常数Kp=
的变化趋势为
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(0.4)
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【推荐3】合成氨是人工固氮的一种主要途径。
(1)采用高质子导电性SCY陶瓷(能传递
)实现氮的固定即电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为
。在电解法合成氨的过程中，应将
不断地通入___________ 极(填“阴”或“阳”)，该电极的反应式为___________ 。
(2)通常条件下与水蒸气几乎不发生反应，但在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面，能与水发生反应生成
，反应方程式为
，这里加快反应速率的因素是___________ 。等体积的和的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，经过相同时间后，测得氨气平衡时的体积分数
与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的
___________ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)哈伯和博施用锇催化剂在
Pa、550°C的条件下工业化合成氨。在2L恒容密闭容器中充入0.1 mol 和0.3 mol 
发生反应：
kJ⋅mol
。
①下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示该反应体系能量变化的是___________ (填字母代号)。
②经过10 min后达到平衡状态，测得体系内
mol，则10 min内的化学反应速率
___________ ，能证明反应已经达到平衡状态的是___________ 。
A．容器内气体压强保持不变。
B．单位时间减少0.1 mol的同时增加了0.2 mol 。
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．
③若此时再向容器中加入和各0.075 mol，平衡向___________ 移动(填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不”)。
(1)采用高质子导电性SCY陶瓷(能传递
)实现氮的固定即电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为。在电解法合成氨的过程中，应将不断地通入(2)通常条件下
与水蒸气几乎不发生反应，但在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面，能与水发生反应生成，反应方程式为，这里加快反应速率的因素是和的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，经过相同时间后，测得氨气平衡时的体积分数与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的(3)哈伯和博施用锇催化剂在
Pa、550°C的条件下工业化合成氨。在2L恒容密闭容器中充入0.1 mol 和0.3 mol 发生反应： kJ⋅mol。①下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示该反应体系能量变化的是
②经过10 min后达到平衡状态，测得体系内
mol，则10 min内的化学反应速率A．容器内气体压强保持不变。
B．单位时间减少0.1 mol
的同时增加了0.2 mol 。C．混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．
③若此时再向容器中加入
和各0.075 mol，平衡向
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(0.4)
解题方法
【推荐1】二氧化碳、甲烷等是主要的温室气体。研发二氧化碳和甲烷的利用技术对治理生态环境具有重要意义。
已知：常温常压下，一些物质的燃烧热如表所示。
回答下列问题：
(1)在催化剂作用下，甲烷的催化重整是制备合成气的重要方法，写出CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式：______ 。
(2)在恒温恒容密闭容器中，通入一定量的CH4、CO2发生催化重整反应。
①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是______ (填标号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.v正(CH4)=2v逆(CO)
C.CO与H2浓度的比值不再变化 D.容器内混合气体的密度不再变化
②当投料比
=1.0时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。由图可知：压强p1______ 2MPa(填“＞”、“＜”或“=”)；当温度为T3、初始压强为2MPa时，a点的v逆______ v正(填“＞”、“＜”或“=”)。起始时向1 L恒容容器中加入2 mol CH4和2 mol CO2，在温度为T6、初始压强为2 MPa条件下反应，用压强表示该反应的平衡常数Kp=______ (分压=总压×物质的量分数)。
(3)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种)，其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上，如CH4→
+(2-
)H2；第二步：碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2和H2，如+2H2O→CO2+(2+)H2。反应过程和能量变化残图如图：
判断过程______ (填序号)加入了催化剂，原因是______ 。控制整个过程②反应速率的是第Ⅱ步，其原因为______ 。
已知：常温常压下，一些物质的燃烧热如表所示。
| 物质 | CH4(g) | H2(g) | CO(g) |
| 燃烧热(△H)/(kJ•mol-1) | -890.3 | -285.8 | -283.0 |
(1)在催化剂作用下，甲烷的催化重整是制备合成气的重要方法，写出CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式：
(2)在恒温恒容密闭容器中，通入一定量的CH4、CO2发生催化重整反应。
①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.v正(CH4)=2v逆(CO)
C.CO与H2浓度的比值不再变化 D.容器内混合气体的密度不再变化
②当投料比
=1.0时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。由图可知：压强p1(3)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种)，其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上，如CH4→
+(2-)H2；第二步：碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2和H2，如+2H2O→CO2+(2+)H2。反应过程和能量变化残图如图：判断过程
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【推荐2】2023年9月23日晚，随着亚运会主火炬的点燃，第19届亚运会在杭州正式开幕。开幕式主火炬燃料创新使用零碳甲醇燃料，彰显了中国打造碳中和亚运会的成果。
I．甲醇作为火炬燃料亮相世界，为甲醇产业迎来了高光时刻，甲醇技术路线有望成为中国绿色能源重要组成部分。
目前，工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)
(1)在一定条件下将
和
充入
的密闭容器中发生反应Ⅰ，5分钟后达到平衡，测得
，此段时间的反应速率(用表示)为___________ 
。若此时再向容器中加入
、
、
各
，则化学平衡___________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(2)若容器容积不变，下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是___________ 。
a．充入CO b．将从体系中分离 c．升高温度 d．选用新型高效催化剂
(3)一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生反应Ⅱ，下列能判断反应达到平衡状态的是___________ 。
a．容器中的压强不再改变 b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均摩尔质量不再改变 d．消耗
的同时生成
Ⅱ.近年，甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨，二氧化碳加氢制甲醇为零碳甲醇的重要来源，在某催化加氢制
的反应体系中，发生的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
(4)在催化剂作用下，将平均相对分子质量为16的和的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，已知反应Ⅱ的反应速率v(正)
(正)
，v(逆)(逆)
，k(正)、k(逆)为速率常数，x为物质的量分数。
①当转化率达到
时，反应达到平衡状态，这时和的平均相对分子质量为23，若反应Ⅱ的k(正)
，平衡时反应速率v(逆)
___________ 
；
②由实验测得，随着温度逐渐升高，混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16，原因是___________ 。
(5)其他条件相同时，反应温度对选择性(转化为的在总转化量中的占比)的影响如图所示：
由图可知，温度相同时
选择性的实验值略高于其平衡值，可能的原因是___________ 。
I．甲醇作为火炬燃料亮相世界，为甲醇产业迎来了高光时刻，甲醇技术路线有望成为中国绿色能源重要组成部分。
目前，工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(1)在一定条件下将
和充入的密闭容器中发生反应Ⅰ，5分钟后达到平衡，测得，此段时间的反应速率(用表示)为。若此时再向容器中加入、、各，则化学平衡(2)若容器容积不变，下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是
a．充入CO b．将
从体系中分离 c．升高温度 d．选用新型高效催化剂(3)一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生反应Ⅱ，下列能判断反应达到平衡状态的是
a．容器中的压强不再改变 b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均摩尔质量不再改变 d．消耗
的同时生成Ⅱ.近年，甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨，二氧化碳加氢制甲醇为零碳甲醇的重要来源，在某
催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应如下：Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
(4)
在催化剂作用下，将平均相对分子质量为16的和的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，已知反应Ⅱ的反应速率v(正)(正)，v(逆)(逆)，k(正)、k(逆)为速率常数，x为物质的量分数。①当
转化率达到时，反应达到平衡状态，这时和的平均相对分子质量为23，若反应Ⅱ的k(正)，平衡时反应速率v(逆)；②由实验测得，随着温度逐渐升高，混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16，原因是
(5)其他条件相同时，反应温度对
选择性(转化为的在总转化量中的占比)的影响如图所示：由图可知，温度相同时
选择性的实验值略高于其平衡值，可能的原因是
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】氨的合成对社会发展与进步有巨大贡献。
（1）某温度下，在容积均为2 L的两个密闭容器中分别发生反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.0 kJ·mol-1。相关数据如下：
①下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是_________ （填字母）。
A．v(N2)正=3v(H2)逆 B．N2和H2的浓度之比不再随时间改变
C．容器内混合气体的密度保持不变 D．容器内混合气体的平均相对分子量不变
②其他条件不变，达到平衡后，下列不能提高H2转化率的操作是_________ （填字母）。
A．降低温度 B．充入更多的H2 C．移除NH3 D．增大容器体积
③cl_________ c2(填“＞”“＜”或“＝”)。
④乙容器中NH3平衡时的转化率为______________ 。
（2）合成氨也可以采用电化学法，其原理如图所示，则阴极的电极反应式是___________________ 。
（3）已知：氨在某催化剂催化氧化过程中主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H =﹣906 kJ/mol
反应Ⅱ：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H =﹣1267 kJ/mol
①该条件下，N2(g)+O2(g)2NO(g) △H = _______ kJ/mol
②为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2，在一定时间内测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。
该催化剂在较低温度时主要选择反应___________ （填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”）。当温度高于840℃时，反应ⅠNO的物质的量减少的原因是____________________________________ 。520℃时，反应Ⅰ的平衡常数K=_______ （只列算式不计算）。
（1）某温度下，在容积均为2 L的两个密闭容器中分别发生反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.0 kJ·mol-1。相关数据如下：| 容 器 | 甲 | 乙 |
| 反应物投入量 | 1 mol N2(g)和3 mol H2(g) | 2 mol NH3(g） |
| 平衡时c(NH3) | c1 | c2 |
| 平衡时能量变化 | 放出18.4 kJ | 吸收a kJ |
①下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是
A．v(N2)正=3v(H2)逆 B．N2和H2的浓度之比不再随时间改变
C．容器内混合气体的密度保持不变 D．容器内混合气体的平均相对分子量不变
②其他条件不变，达到平衡后，下列不能提高H2转化率的操作是
A．降低温度 B．充入更多的H2 C．移除NH3 D．增大容器体积
③cl
④乙容器中NH3平衡时的转化率为
（2）合成氨也可以采用电化学法，其原理如图所示，则阴极的电极反应式是
（3）已知：氨在某催化剂催化氧化过程中主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H =﹣906 kJ/mol反应Ⅱ：4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g) △H =﹣1267 kJ/mol①该条件下，N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H = ②为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2，在一定时间内测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。
该催化剂在较低温度时主要选择反应
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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【推荐1】氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。某兴趣小组以铁屑为原料模拟工业上制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的流程如下：
请回答下列问题：
(1)“氧化”阶段通入过量空气比用氯气作氧化剂具有的优点是__________________________________ 。
(2)“合成”阶段生成Na2FeO4的离子方程式为__________________________________ 。
(3)为了检验“氧化”过程中所得溶液中是否含有Fe2+，某同学取少量溶液于试管中，选用下列试剂可以达到目的的是_______ (填字母)。
a.KSCN 溶液 b.NaOH 溶液 c.K3[Fe(CN)6]溶液 d.苯酚溶液 e.酸性KMnO4溶液
(4)过程①制取FeCl3固体的具体操作步骤是________________________________________ 。若使6.5 mol/LFeCl3饱和溶液不析出Fe(OH)3，需控制溶液的pH 小于_______ {已知该实验条件下，Ksp[(Fe(OH)3]=6.5×10-36，Kw=1.1×10-13}
(II)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。
(1)收集到(CH3)4NOH的区域是______ (填a、b、c或d)。
(2)写出电解池总反应(化学方程式)___________________________ 。
请回答下列问题：
(1)“氧化”阶段通入过量空气比用氯气作氧化剂具有的优点是
(2)“合成”阶段生成Na2FeO4的离子方程式为
(3)为了检验“氧化”过程中所得溶液中是否含有Fe2+，某同学取少量溶液于试管中，选用下列试剂可以达到目的的是
a.KSCN 溶液 b.NaOH 溶液 c.K3[Fe(CN)6]溶液 d.苯酚溶液 e.酸性KMnO4溶液
(4)过程①制取FeCl3固体的具体操作步骤是
(II)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。
(1)收集到(CH3)4NOH的区域是
(2)写出电解池总反应(化学方程式)
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】SO2、NO是大气污染物，NH4NO3、H2SO4等是水体污染物，有效去除这些污染物是一项重要课题。
(1) NO、SO2可以先氧化，后用碱吸收。其氧化过程的反应原理如下：
NO(g)＋O3(g)
NO2(g)＋O2(g)；ΔH1＝－200.9 kJ·mol－1
SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)；ΔH2＝－241.6 kJ·mol－1
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH3＝－196.6 kJ·mol－1
则反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)的ΔH＝____ kJ·mol－1。
(2)土壤中的硫循环如图所示，土壤中的黄铁矿(FeS2)在过程Ⅰ中会转化成硫酸亚铁和硫酸，该过程发生的化学方程式为________________ 。
(3)电解法除去工业废水中的硝酸铵的装置示意图如图所示，阴极电极反应式为___ 。
(4)向恒容密闭容器中充入1 mol NO和2 mol O3，发生如下反应：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)；ΔH<0。不同温度下反应相同时间后，体系中NO转化率随温度变化曲线如图。温度低于100℃时，NO转化率随温度升高而增大的主要原因是____ ；当温度高时，O3分解生成活性极高的氧原子，NO转化率随温度升高而降低，可能的原因有：①______ ，②______ 。
(1) NO、SO2可以先氧化，后用碱吸收。其氧化过程的反应原理如下：
NO(g)＋O3(g)
NO2(g)＋O2(g)；ΔH1＝－200.9 kJ·mol－1SO2(g)＋O3(g)
SO3(g)＋O2(g)；ΔH2＝－241.6 kJ·mol－12SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)；ΔH3＝－196.6 kJ·mol－1则反应2NO2(g)
2NO(g)＋O2(g)的ΔH＝(2)土壤中的硫循环如图所示，土壤中的黄铁矿(FeS2)在过程Ⅰ中会转化成硫酸亚铁和硫酸，该过程发生的化学方程式为
(3)电解法除去工业废水中的硝酸铵的装置示意图如图所示，阴极电极反应式为
(4)向恒容密闭容器中充入1 mol NO和2 mol O3，发生如下反应：NO(g)＋O3(g)
NO2(g)＋O2(g)；ΔH<0。不同温度下反应相同时间后，体系中NO转化率随温度变化曲线如图。温度低于100℃时，NO转化率随温度升高而增大的主要原因是
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【推荐3】随着温室效应越来越严重，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点，回答下列问题。
将二氧化碳转化为甲醇是目前重要的碳中和方法，体系中发生如下反应：
主反应：①
副反应：②
已知：
(1)反应①的
___________ (用含
、
的代数式表示)，该反应在___________ (填“高温”“低温”或“任何温度下”)下有利于自发进行。
(2)密闭容器中通入CO2和H2仅发生反应①，仅改变以下一个条件，能提高H2平衡转化率的措施有___________(填正确答案的编号)。
(3)某温度下，1L恒容密闭容器中加入1molCO2(g)和3molH2(g)，发生反应①和反应②，平衡时CO2的转化率为α，CO(g)的物质的量为bmol，计算反应①的平衡常数K=___________ (用含有α、b的计算式表示)。
(4)副反应②在Cu催化时，反应历程如下(*表示吸附在催化剂表面)，请写出步骤iv的方程式。
i：
ii：
iii：
iv：___________
v：
(5)选择不同的温度和催化剂(a、b、c)都对甲醇产率有影响，根据下图，最佳反应条件为___________ 。
(6)电解还原二氧化碳也能实现碳中和，图2为电解还原CO2制备CO，同时获得两种副产物的装置：
①请写出阳极的电极反应式：___________ 。
②产物2为___________ 。
将二氧化碳转化为甲醇是目前重要的碳中和方法，体系中发生如下反应：
主反应：①
副反应：②
已知：
(1)反应①的
、的代数式表示)，该反应在(2)密闭容器中通入CO2和H2仅发生反应①，仅改变以下一个条件，能提高H2平衡转化率的措施有___________(填正确答案的编号)。
| A．恒温恒容时增加CO2(g)用量 | B．恒温恒压下通入惰性气体 |
| C．升高温度 | D．加入催化剂 |
(3)某温度下，1L恒容密闭容器中加入1molCO2(g)和3molH2(g)，发生反应①和反应②，平衡时CO2的转化率为α，CO(g)的物质的量为bmol，计算反应①的平衡常数K=
(4)副反应②在Cu催化时，反应历程如下(*表示吸附在催化剂表面)，请写出步骤iv的方程式。
i：
ii：
iii：
iv：
v：
(5)选择不同的温度和催化剂(a、b、c)都对甲醇产率有影响，根据下图，最佳反应条件为
(6)电解还原二氧化碳也能实现碳中和，图2为电解还原CO2制备CO，同时获得两种副产物的装置：
①请写出阳极的电极反应式：
②产物2为
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