甲醛在医药方面有重要用途。工业上可利用反应Ⅰ： CH3OH(g) 
HCHO(g)+H2(g)来合成甲醛。
(1)已知：
反应Ⅱ ： 2CH3OH(g)+O2(g)2HCHO(g) +2H2O(g) △H2=-313.2kJ·mol-1
反应Ⅲ： 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483. 6kJ ·mol-1
则反应Ⅰ ： CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) 的△H1=_______ kJ·mol-1。
(2)利用反应Ⅰ合成甲醛时，为加快化学反应速率，同时提高CH3OH的平衡转化率，可采取的措施为
_______ 。
(3)T ℃时，向体积恒为2L的密闭容器中充入8mol CH3OH(g)发生反应Ⅰ，5min后反应达到平衡，测得混合体系中的HCHO( g)的体积分数为20%。
①下列事实不能说明该反应已达到化学平衡状态的是_______ (填序号)。
A. v正( HCHO)=v逆(H2)
B. c(CH3OH) ： c(HCHO) ： c(H2)=1 ：1： 1
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.混合气体的密度保持不变
②5min内，v( CH3OH)=_______ mol· L-1· min-1。
③其他条件不变时，向已达平衡的反应体系中充入1mol CH3OH(g)和1mol H2(g)，则此时v正_______ v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)在催化剂作用下，甲醇脱氢制甲醛的部分机理如下：
历程i ： CH3OH→·H+·CH2OH
历程ii： ·CH2OH-→·H+HCHO
历程iii：·CH2OH+3·H+CO
历程iv：·H+·H→H2
一定条件下测得温度对甲醇的转化率(X)、甲醛的选择性(Y)的影响如图所示[甲醛的选择性(Y)=
]。 则650℃ ~750℃，反应历程ii的速率。_______ (填“大于”“小于”或“等于”)反应历程iii的速率，判断理由为_______ 。
HCHO(g)+H2(g)来合成甲醛。(1)已知：
反应Ⅱ ： 2CH3OH(g)+O2(g)
2HCHO(g) +2H2O(g) △H2=-313.2kJ·mol-1反应Ⅲ： 2H2(g)+O2(g)
2H2O(g) △H3=-483. 6kJ ·mol-1则反应Ⅰ ： CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g) 的△H1=(2)利用反应Ⅰ合成甲醛时，为加快化学反应速率，同时提高CH3OH的平衡转化率，可采取的措施为
(3)T ℃时，向体积恒为2L的密闭容器中充入8mol CH3OH(g)发生反应Ⅰ，5min后反应达到平衡，测得混合体系中的HCHO( g)的体积分数为20%。
①下列事实不能说明该反应已达到化学平衡状态的是
A. v正( HCHO)=v逆(H2)
B. c(CH3OH) ： c(HCHO) ： c(H2)=1 ：1： 1
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.混合气体的密度保持不变
②5min内，v( CH3OH)=
③其他条件不变时，向已达平衡的反应体系中充入1mol CH3OH(g)和1mol H2(g)，则此时v正
(4)在催化剂作用下，甲醇脱氢制甲醛的部分机理如下：
历程i ： CH3OH→·H+·CH2OH
历程ii： ·CH2OH-→·H+HCHO
历程iii：·CH2OH+3·H+CO
历程iv：·H+·H→H2
一定条件下测得温度对甲醇的转化率(X)、甲醛的选择性(Y)的影响如图所示[甲醛的选择性(Y)=
]。 则650℃ ~750℃，反应历程ii的速率。
21-22高三·云南昆明·阶段练习 查看更多[3]
更新时间：2022-07-01 21:40:40
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】甲醇是实现碳中和循环的低碳燃料，是一个取之不尽的能源载体。
(1)
可与
反应生成甲醇和水，其反应过程如下。
反应①：
；
反应②：
；
反应③：
的
________ ，平衡常数
________ （用、表示）
(2)一定条件下向恒容密闭容器中充入
和
，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，相同时间内的转化率随温度变化如图所示。
①催化剂效果最佳的是反应________ （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。
②若反应Ⅲ在
点时已达平衡状态，点的转化率高于
点和
点的原因是________ 。
(3)在压强为
，、的起始物质的量比为
的条件下，发生以下竞争反应。
反应一： 
反应二：
实验测得的平衡转化率和平衡时
的选择性随温度的变化如图所示。
已知：的选择性
。
①有利于提高的选择性的措施有________ （填字母）。
A.适当降温 B.适当升温 C.选择合适的催化剂
②温度高于350℃时，体系中发生的反应以________ （填“反应一”或“反应二”）为主，并说明理由：________ 。
③其中表示平衡时的选择性的曲线是________ （填“”或“”）。
④400℃时，平衡时压强为
，反应一用气体分压表示的化学平衡常数
________ （只代入数据即可，用容器中各气体成分的分压表示，分压=总压×物质的量分数）。
(1)
可与反应生成甲醇和水，其反应过程如下。反应①：
；反应②：
；反应③：
的、表示）(2)一定条件下向恒容密闭容器中充入
和，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，相同时间内的转化率随温度变化如图所示。①催化剂效果最佳的是反应
②若反应Ⅲ在
点时已达平衡状态，点的转化率高于点和点的原因是(3)在压强为
，、的起始物质的量比为的条件下，发生以下竞争反应。反应一：
反应二：
实验测得
的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。已知：
的选择性。①有利于提高
的选择性的措施有A.适当降温 B.适当升温 C.选择合适的催化剂
②温度高于350℃时，体系中发生的反应以
③其中表示平衡时
的选择性的曲线是”或“”）。④400℃时，平衡时压强为
，反应一用气体分压表示的化学平衡常数
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【推荐2】将CO2转化为更有价值的化工原料，正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题：
(1)已知：①2H2(g)＋O2(g) ＝2H2O(g) ΔH＝ − 484 kJ∙mol−1
②2CH3OH(g)＋ 3O2(g) ＝2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH ＝−1353 kJ∙mol−1
则CO2(g)＋ 3H2(g) ＝ CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH ＝_______ kJ∙mol−1。
(2)在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体，制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表：
①该反应最适宜的温度是_______ 。
②在220°C和170 °C条件下，该反应速率之比： υ(220°C)： υ(170°C)＝_______ 。
③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是_______ 。
(3)CO2催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是： CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH ＝＋41 kJ∙mol−1。在恒温密闭容器中，CO2的平衡转化率[α(CO2)%]和甲醇选择性[(CH3OH)%＝
×100%]随着温度变化关系如下图所示。_______ 。
②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，计算 244°C时反应生成CH3OH的物质的量为_______ mol。 (保留两位有效数字)
③在压强为p的反应条件下，1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为50%，该温度下主反应的平衡常数Kp＝_______ 。 ( 列出计算式即可)
(1)已知：①2H2(g)＋O2(g) ＝2H2O(g) ΔH＝ − 484 kJ∙mol−1
②2CH3OH(g)＋ 3O2(g) ＝2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH ＝−1353 kJ∙mol−1
则CO2(g)＋ 3H2(g) ＝ CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH ＝
(2)在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体，制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表：
| T/°C | 170 | 180 | 1 90 | 200 | 210 | 220 | 230 |
| STY/[mol/(mol·h)] | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.28 | 0.20 | 0.15 |
②在220°C和170 °C条件下，该反应速率之比： υ(220°C)： υ(170°C)＝
③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是
(3)CO2催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是： CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH ＝＋41 kJ∙mol−1。在恒温密闭容器中，CO2的平衡转化率[α(CO2)%]和甲醇选择性[(CH3OH)%＝
×100%]随着温度变化关系如下图所示。
②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，计算 244°C时反应生成CH3OH的物质的量为
③在压强为p的反应条件下，1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为50%，该温度下主反应的平衡常数Kp＝
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【推荐3】燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，常要采用不同方法处理，以实现节能减排、废物利用等。
（1）下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节：
①已知：2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） △H＝－196.6 kJ・mol－1
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） △H＝－113.0 kJ·mol－1
则SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式为_________ 。
②一定条件下，工业上可通过下列反应实现燃煤烟气中液态硫的回收，其中Y是单质：SO2（g）＋2CO（g）
2X（g）＋Y（l）。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某化学兴趣小组在某温度下、固定容器中用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：
X的化学式为___________ ；当时间为第4 s时，2v（SO2）正____ （填“>”“＝”或“<”）v（X）逆。
（2）有科学家经过研究发现，在210~290℃、催化剂条件下用H2可将CO2转化生成甲醇蒸气和水蒸气。一定条件下，往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3. 0 mol H2，在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示：
①催化剂效果最佳的是催化剂________ （填“I”“II”或“III”）。
②此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是___________ 。已知容器内的起始压强为100 kPa，则图中c点对应温度下反应的平衡常数Kp＝______ （保留两位有效数字）（Kp为以分压表示的平衡常数， 分压＝总压×物质的量分数）。
（1）下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节：
①已知：2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） △H＝－196.6 kJ・mol－12NO（g）＋O2（g）
2NO2（g） △H＝－113.0 kJ·mol－1则SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式为
②一定条件下，工业上可通过下列反应实现燃煤烟气中液态硫的回收，其中Y是单质：SO2（g）＋2CO（g）
2X（g）＋Y（l）。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某化学兴趣小组在某温度下、固定容器中用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| c（SO2）/mol·L －1 | 1.00 | 0.50 | 0.23 | 3.00×10－37 | 3.00×10－37 |
| c（CO）/mol·L－1 | 4.00 | 3.00 | 2.46 | 2.00 | 2.00 |
（2）有科学家经过研究发现，在210~290℃、催化剂条件下用H2可将CO2转化生成甲醇蒸气和水蒸气。一定条件下，往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3. 0 mol H2，在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示：
①催化剂效果最佳的是催化剂
②此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是
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【推荐1】乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如表：
请完成：
(1)关于该反应，下列说法不合理的是________ 。
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
等于零
C．因为反应的
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
(2)一定温度下该反应的平衡常数
。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：
。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__________ 。
A．反应温度不宜超过300℃
B．增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
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、乙烯等副产物是工艺的关键
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如表：
| 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
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
等于零C．因为反应的
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
(2)一定温度下该反应的平衡常数
。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=(3)工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至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：
。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A．反应温度不宜超过300℃
B．增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
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、乙烯等副产物是工艺的关键
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【推荐2】2018年是合成氨工业先驱哈伯获得诺贝尔奖100周年。
和
生成
的反应为
，在Fe催化剂作用下的反应历程如下（*表示吸附态）。
化学吸附：
；
；
表面反应：
；
；
；
脱附：
。
其中的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：
（1）有利于提高平衡混合物中氨含量的条件有__________ （填标号）。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
（2）实际生产中，常用Fe作催化剂，控制温度773K，压强
，原料气中和物质的量之比为
。分析说明原料气中适度过量的两个理由_______________________________ ；_____________________________________ 。
（3）下列关于合成氨工业的理解正确的是__________ （填标号）。
A．合成氨反应在不同温度下的
和
都小于零
B．当温度、压强一定时，向合成氨平衡体系中添加少量惰性气体，平衡正向移动
C．基于有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，有利于反应正向进行
D．分离空气可得，通过天然气和水蒸气转化可得，原料气须经过净化处理，防止催化剂“中毒”
和生成的反应为 ，在Fe催化剂作用下的反应历程如下（*表示吸附态）。化学吸附：
；；表面反应：
；；；脱附：
。其中
的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：（1）有利于提高平衡混合物中氨含量的条件有
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
（2）实际生产中，常用Fe作催化剂，控制温度773K，压强
，原料气中和物质的量之比为。分析说明原料气中适度过量的两个理由（3）下列关于合成氨工业的理解正确的是
A．合成氨反应在不同温度下的
和都小于零B．当温度、压强一定时，向合成氨平衡体系中添加少量惰性气体，平衡正向移动
C．基于
有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，有利于反应正向进行D．分离空气可得
，通过天然气和水蒸气转化可得，原料气须经过净化处理，防止催化剂“中毒”
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N2O4(g)
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【推荐1】甲醇制烯烃(MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术。煤制烯烃主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段。
(1)煤的液化发生的主要反应之一为
kJ⋅mol
，在不同温度下，K(500°C)
(mol⋅L)，K(700°C)
(mol⋅L)
。
①
___________ 0(填“>”、“<”、“=”)。
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行，500℃测得某一时刻体系内、CO、物质的量分别为2 mol、1 mol、3 mol，则此时生成的速率___________ 消耗的速率(填“>”、“<”、“=”)。
(2)通过研究外界条件对反应的影响，尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。
甲醇制烯烃的主要反应有：
Ⅰ．
kJ⋅mol
Ⅱ．
kJ⋅mol
Ⅲ．
kJ⋅mol
①
转化为
的热化学方程式为Ⅳ：
___________ 。
②加入
作为稀释剂，反应Ⅰ中的产率将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)为研究不同条件对反应的影响，测得不同温度下平衡时、和
的物质的量分数变化，如图所示：
①随着温度的升高，的物质的量分数呈现先增大后减小的趋势。温度高于400℃时，原因是___________ 。
②体系总压为0.1 MPa，400℃时反应Ⅳ的平衡常数___________ 。
(1)煤的液化发生的主要反应之一为
kJ⋅mol，在不同温度下，K(500°C)(mol⋅L)，K(700°C)(mol⋅L)。①
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行，500℃测得某一时刻体系内
、CO、物质的量分别为2 mol、1 mol、3 mol，则此时生成的速率的速率(填“>”、“<”、“=”)。(2)通过研究外界条件对反应的影响，尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。
甲醇制烯烃的主要反应有：
Ⅰ．
kJ⋅molⅡ．
kJ⋅molⅢ．
kJ⋅mol①
转化为的热化学方程式为Ⅳ： ②加入
作为稀释剂，反应Ⅰ中的产率将(3)为研究不同条件对反应的影响，测得不同温度下平衡时
、和的物质的量分数变化，如图所示：①随着温度的升高，
的物质的量分数呈现先增大后减小的趋势。温度高于400℃时，原因是②体系总压为0.1 MPa，400℃时反应Ⅳ的平衡常数
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【推荐2】按要求完成下列题目
(1)下列反应中，属于吸热反应的是______（填字母）。
(2)利用中和实验装置测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中，若取50mL 0.50
的盐酸，则还需加入______（填序号）。
(3)在体积为1L密闭容器中充入3mol
和9mol 
，发生反应
，测得、
的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达3min时，
______ 
（填“＞”“＜”或“＝”）。
②0～5min内，
______ 
。
③反应达到平衡状态时，的体积分数为______ %（保留1位小数）。
(4)在常温下对反应
进行研究。若将3mol NO和2mol CO通入10L的恒容密闭容器中，在一定条件下发生上述反应，各组分的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。
①图中曲线A表示______ （填“NO”“CO”“”或“
”，下同）的浓度变化，曲线C表示的是______ 浓度变化。
②在0～4min内NO的平均反应速率
______ ，4min末的浓度为______ 。
③4min末，采用下列措施一定能加快上述反应速率的是______ （填标号）。
A．升高体系的温度 B．充入一定量的
C．将容器体积变为5L D．充入一定量氦气
④下列叙述能说明反应达到平衡状态的是______ （填字母）。
A．容器内压强保持不变 B．
与
的物质的量之比为1∶1
C．气体的密度保持不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变
(1)下列反应中，属于吸热反应的是______（填字母）。
| A．C与水蒸气反应 | B．氧化钙和水反应 |
C． 受热分解 | D．锌与盐酸反应 |
(2)利用中和实验装置测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中，若取50mL 0.50
的盐酸，则还需加入______（填序号）。| A．1.0g NaOH固体 | B．50mL 0.55NaOH溶液 | C．50mL 0.50 NaOH溶液 |
(3)在体积为1L密闭容器中充入3mol
和9mol ，发生反应，测得、的物质的量随时间变化如图所示。①反应到达3min时，
（填“＞”“＜”或“＝”）。②0～5min内，
。③反应达到平衡状态时，
的体积分数为(4)在常温下对反应
进行研究。若将3mol NO和2mol CO通入10L的恒容密闭容器中，在一定条件下发生上述反应，各组分的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。①图中曲线A表示
”或“”，下同）的浓度变化，曲线C表示的是②在0～4min内NO的平均反应速率
的浓度为③4min末，采用下列措施一定能加快上述反应速率的是
A．升高体系的温度 B．充入一定量的
C．将容器体积变为5L D．充入一定量氦气④下列叙述能说明反应达到平衡状态的是
A．容器内压强保持不变 B．
与的物质的量之比为1∶1C．气体的密度保持不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变
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【推荐3】用化学用语填空。
(1)图1甲醇()脱氢法可制备甲醛(HCHO，反应体系中各物质均为气态)，结合如图回答。
①此反应的热化学方程式是___________ 。
②反应活化能：过程Ⅰ___________ 过程Ⅱ(填“>”“=”或“<”)。
(2)某温度下，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图2，据图回答：
①该反应的化学方程式可表示为___________ 。
②反应起始至t min(设
)，Z的平均反应速率是：___________ ，Y的体积分数为___________ 。
③下列可判断反应已达到平衡状态的是___________ 。
A．X、Y、Z的反应速率相等 B．体系的压强保持不变
C．混合气体的密度不变 D．生成1 mol Z 的同时生成2 mol X
E．混合气体的平均相对分子质量不变
(1)图1甲醇(
)脱氢法可制备甲醛(HCHO，反应体系中各物质均为气态)，结合如图回答。①此反应的热化学方程式是
②反应活化能：过程Ⅰ
(2)某温度下，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图2，据图回答：
①该反应的化学方程式可表示为
②反应起始至t min(设
)，Z的平均反应速率是：③下列可判断反应已达到平衡状态的是
A．X、Y、Z的反应速率相等 B．体系的压强保持不变
C．混合气体的密度不变 D．生成1 mol Z 的同时生成2 mol X
E．混合气体的平均相对分子质量不变
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【推荐1】氮的化合物的处理和利用是环境科学研究的热点。
(1)机动车排放的尾气中主要污染物为NOx，可用CH4催化还原NOx以消除其污染。298K时，1.0g CH4(g)与足量的NO气体完全反应生成N2、CO2和H2O(g)，放出72.5kJ的热量。该反应的热化学方程式为_______ 。
(2)氮氧化物与悬浮大气中的海盐粒子相互作用会生成NOCl，涉及的相关反应有：
ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系为ΔH3=_____ ；K1、K2、K3的关系为K3=______ 。
(3)对汽车加装尾气净化装置，可使汽车尾气中含有的CO、NO2等有毒气体转化为无毒气体：4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1.对于该反应，温度不同(T2﹥T1)，其他条件相同时，下列图象正确的是_______ (填序号)。
(4)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ΔH。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
①T1℃时，该反应在0～20min的平均反应速率v(CO2)=____ ；该反应的平衡常数K=_____ ；
②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是_______ (填序号)；
A．加入一定量的活性炭
B．恒温恒压充入氩气
C．适当缩小容器的体积
D．加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则和原平衡相比，NO的转化率_______ (填“升高”或“降低”)，反应的平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(1)机动车排放的尾气中主要污染物为NOx，可用CH4催化还原NOx以消除其污染。298K时，1.0g CH4(g)与足量的NO气体完全反应生成N2、CO2和H2O(g)，放出72.5kJ的热量。该反应的热化学方程式为
(2)氮氧化物与悬浮大气中的海盐粒子相互作用会生成NOCl，涉及的相关反应有：
| 热化学方程式 | 平衡常数 | |
| ① | 2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1 | K1 |
| ② | 4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2 | K2 |
| ③ | 2NO(g)+Cl2(g)⇌2NOCl(g) ΔH3 | K3 |
ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系为ΔH3=
(3)对汽车加装尾气净化装置，可使汽车尾气中含有的CO、NO2等有毒气体转化为无毒气体：4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1.对于该反应，温度不同(T2﹥T1)，其他条件相同时，下列图象正确的是
(4)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ΔH。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
时间/min 浓度/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①T1℃时，该反应在0～20min的平均反应速率v(CO2)=
②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是
A．加入一定量的活性炭
B．恒温恒压充入氩气
C．适当缩小容器的体积
D．加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则和原平衡相比，NO的转化率
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解答题-原理综合题
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较易
(0.85)
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解题方法
【推荐2】Ⅰ．25℃时，制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如下表。
(1)则该温度下，___________ 
；K3=___________ (用和表示)。
Ⅱ．完成下列问题
(2)25℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08molNO和0.04mol
发生上述反应③，若反应开始与结束时温度相同，数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ实线所示，则
___________ (填“>”“<”或“=”)0；
(3)若其他条件相同，仅改变某一条件，测得其压强随时间的变化如图Ⅰ虚线所示，则改变的条件是___________ ；
(4)5min时，再充入0.08molNO和0.04mol，则达平衡后NO的体积分数将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)图Ⅱ是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值(
)与温度的变化关系图，其中正确的曲线是___________ (填“甲”或“乙”)。
Ⅲ.在300℃下，将和按物质的量之比为1：3通入一恒容密闭容器中，容器压强为8MPa，发生反应
，达到平衡时，测得的平衡转化率为50%，
(6)该反应条件下的平衡常数为___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
| 热化学方程式 | 平衡常数 | |
| ① |   | |
| ② |   | |
| ③ |  |  |
(1)则该温度下，
；K3=和表示)。Ⅱ．完成下列问题
(2)25℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08molNO和0.04mol
发生上述反应③，若反应开始与结束时温度相同，数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ实线所示，则(3)若其他条件相同，仅改变某一条件，测得其压强随时间的变化如图Ⅰ虚线所示，则改变的条件是
(4)5min时，再充入0.08molNO和0.04mol
，则达平衡后NO的体积分数将(5)图Ⅱ是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值(
)与温度的变化关系图，其中正确的曲线是Ⅲ.在300℃下，将
和按物质的量之比为1：3通入一恒容密闭容器中，容器压强为8MPa，发生反应，达到平衡时，测得的平衡转化率为50%，(6)该反应条件下的平衡常数为
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解答题-原理综合题
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较易
(0.85)
解题方法
【推荐3】中国向世界庄严宣布，中国将力争在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。某科研机构欲利用以下途径减少CO2的排放，并合成清洁燃料CH3OH，相关反应有：
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1<0
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
III.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3<0
(1)ΔH1=____ (用含ΔH2、ΔH3的代数式表示)，反应I在相对____ (填“较低”或“较高”)温度下容易自发进行。
(2)反应物中的CO2可用NaOH溶液从工业尾气中捕获。常温下，当捕获液中c(H2CO3)=c(CO
)时，溶液的pH=____ [已知：常温下，Ka1(H2CO3)=10−6.4、Ka2(H2CO3)=10−10.2]。
(3)向某恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2，只发生上述反应I和II，在催化剂作用下达到平衡状态时，CO2的转化率随温度的变化如图所示：
①温度在210~270℃时，CO2的平衡转化率随温度的升高而下降，其原因可能为___ 。
②平衡时的浓度关系式：
(210℃)___ (270℃)(填“大于”“小于”或“等于”)。
③一定温度下，反应体系中CO2的平衡转化率为20%，平衡时CH3OH的选择性[甲醇的选择性=
×100%]为70%，则氢气的平衡转化率α(H2)=___ ，反应II的化学平衡常数K=____ (计算结果保留2位有效数字)。
I.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1<0II.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2>0III.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH3<0(1)ΔH1=
(2)反应物中的CO2可用NaOH溶液从工业尾气中捕获。常温下，当捕获液中c(H2CO3)=c(CO
)时，溶液的pH=(3)向某恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2，只发生上述反应I和II，在催化剂作用下达到平衡状态时，CO2的转化率随温度的变化如图所示：
①温度在210~270℃时，CO2的平衡转化率随温度的升高而下降，其原因可能为
②平衡时的浓度关系式：
(210℃)(270℃)(填“大于”“小于”或“等于”)。③一定温度下，反应体系中CO2的平衡转化率为20%，平衡时CH3OH的选择性[甲醇的选择性=
×100%]为70%，则氢气的平衡转化率α(H2)=
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