我国力争实现2030年前“碳达峰”、2060年前“碳中和”的目标，CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
(1)CO2甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。已知：
反应I：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H =+41.2kJ·mol-1
反应Ⅱ：2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g)△H =-247.1kJ·mol-1
①CO2甲烷化反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的△H =_______ kJ·mol-1，为了提高甲烷的产率，反应适宜在_______ (填标号)条件下进行。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②反应I：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H = +41.2kJ·mol-1，已知反应的
，
（
和
为速率常数，与温度、催化剂有关）。若平衡后升高温度，则
_______ (填“增大”“不变”或“减小”)；若反应I在恒容绝热的容器中发生，下列情况下反应一定达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器内的压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内c(CO2)：c(H2)：c(CO)：c(H2O)=1：1：1：1
D.单位时间内，断开C=O的数目和断开H—O的数目相同
(2)在某催化剂表面发生如下反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)，利用该反应可减少CO2排放，并合成清洁能源。一定条件下，在一密闭容器中充入2mol CO2和6mol H2发生反应，图甲表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。
其中表示压强为5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化曲线为_______ (填“①”或“②”)；b点对应的平衡常数
=_______ MPa-2(为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数。分压=总压×物质的量分数)。
(3)科研人员提出CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)，从而实现CO2的综合利用。图乙为理想的CeO2的立方晶胞模型，但是几乎不存在完美的晶型，实际晶体中常存在缺陷(如图丙)。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。已知：CeO2缺陷晶型中X处原子的分数坐标为(0，0，0)，Y处原子的分数坐标为
，则氧空位处原子的分数坐标为_______ ，该缺陷晶型的化学式可表示为_______ 。
②设阿伏加德罗常数的值为
，晶胞参数为apm，CeO2理想晶型的密度为_______ g·cm-3(列出表达式)。
(1)CO2甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。已知：
反应I：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H =+41.2kJ·mol-1反应Ⅱ：2CO(g)+2H2(g)
CO2(g)+CH4(g)△H =-247.1kJ·mol-1①CO2甲烷化反应CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)的△H =A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②反应I：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H = +41.2kJ·mol-1，已知反应的，（和为速率常数，与温度、催化剂有关）。若平衡后升高温度，则A.容器内的压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内c(CO2)：c(H2)：c(CO)：c(H2O)=1：1：1：1
D.单位时间内，断开C=O的数目和断开H—O的数目相同
(2)在某催化剂表面发生如下反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)，利用该反应可减少CO2排放，并合成清洁能源。一定条件下，在一密闭容器中充入2mol CO2和6mol H2发生反应，图甲表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。其中表示压强为5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化曲线为
=为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数。分压=总压×物质的量分数)。(3)科研人员提出CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)，从而实现CO2的综合利用。图乙为理想的CeO2的立方晶胞模型，但是几乎不存在完美的晶型，实际晶体中常存在缺陷(如图丙)。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。已知：CeO2缺陷晶型中X处原子的分数坐标为(0，0，0)，Y处原子的分数坐标为
，则氧空位处原子的分数坐标为②设阿伏加德罗常数的值为
，晶胞参数为apm，CeO2理想晶型的密度为
22-23高三上·湖南长沙·阶段练习 查看更多[3]
（已下线）2022年辽宁高考真题化学试题变式题（原理综合题）湖南省株洲市攸县第一中学2022-2023学年高三上学期第一次月考化学试题湖南省长沙市湖南师范大学附属中学2022-2023学年高三上学期月考（一）化学试题
更新时间：2022-09-14 22:26:03
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】CO2是主要的温室气体之一，可利用CO2和H2的反应生成CH3OH，减少温室气体排放的同时提供能量物质。
I．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ•mol-1
II．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.4kJ•mol-1
(1)CO(g)和H2(g)的反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为__ 。请解释反应I能自发进行的原因_ 。
(2)温度为T℃时，向容积为2L的密闭容器中投入3molH2和1molCO2发生反应I和II。
①反应达到平衡时，测得CO2的转化率为50%，生成CO的选择性(CO的选择性=
)为20%，则T℃时反应I的平衡常数K=___ (保留2位有效数字)。
②下图为T℃时，c(CH3OH)随时间的变化图象。请从分子碰撞理论角度分析下图曲线中c(CH3OH)在0～t2区间变化的原因___ 。
③维持其它条件不变，在容器中加入一种合适的催化剂能大幅提高反应I的速率，而对反应II的速率影响不大，请在上图中画出c(CH3OH)随时间的变化曲线_______ 。
④当其他条件相同时，以催化剂A和C进行实验，在相同时间内测得CH3OH浓度变化情况如图所示。下列说法正确的是______ 。
A．在催化剂A的作用下反应的平衡常数比催化剂C时大
B．反应在N点已达到平衡，此后甲醇浓度减小的原因可能是温度升高，平衡向左移动
C．M点后甲醇浓度减小的原因可能是温度升高使催化剂活性降低
D．上升一定温度时，两条曲线可能相交
I．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ•mol-1II．CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.4kJ•mol-1(1)CO(g)和H2(g)的反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为
(2)温度为T℃时，向容积为2L的密闭容器中投入3molH2和1molCO2发生反应I和II。
①反应达到平衡时，测得CO2的转化率为50%，生成CO的选择性(CO的选择性=
)为20%，则T℃时反应I的平衡常数K=②下图为T℃时，c(CH3OH)随时间的变化图象。请从分子碰撞理论角度分析下图曲线中c(CH3OH)在0～t2区间变化的原因
③维持其它条件不变，在容器中加入一种合适的催化剂能大幅提高反应I的速率，而对反应II的速率影响不大，请在上图中画出c(CH3OH)随时间的变化曲线
④当其他条件相同时，以催化剂A和C进行实验，在相同时间内测得CH3OH浓度变化情况如图所示。下列说法正确的是
A．在催化剂A的作用下反应的平衡常数比催化剂C时大
B．反应在N点已达到平衡，此后甲醇浓度减小的原因可能是温度升高，平衡向左移动
C．M点后甲醇浓度减小的原因可能是温度升高使催化剂活性降低
D．上升一定温度时，两条曲线可能相交
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【推荐2】燃煤能排放大量的 CO、CO2、SO2，PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2 也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
（1）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的可入肺的有害颗粒，下列有关说法中正确的是( )
a．PM2.5空气中形成了胶体
b．PM2.5表面积能大面积吸附大量的有毒有害物质
c．机动车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多还有重金属等有毒物质
d．研制开发燃料电池汽车,降低机动车尾气污染,某种程度可以减少PM2.5污染
（2）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2＋3H2
CH3OH＋H2O
已知：CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）△H＝－a kJ·mol－1；
2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） △H＝－b kJ·mol－1；
H2O（g）＝ H2O（l） △H＝－c kJ·mol－1；
CH3OH（g）＝ CH3OH（l） △H＝－d kJ·mol－1，
则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为________________________ 。
（3）工业上还可以通过下列反应制备甲醇：CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）。在一容积可变的密闭容器中充入 10mol CO 和 20mol H2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示。
①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．H2 的消耗速率等于 CH3OH 的生成速率的 2 倍
b．H2 的体积分数不再改变
c．体系中 H2 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
②比较 A、B 两点压强大小 PA__________ PB（填“＞”“＜”或“=”）。
③若达到化学平衡状态 A 时，容器的体积为 20 L。如果反应开始时仍充入 10 mol CO 和 20 mol H2，则在平衡状态 B 时容器的体积 V(B)＝____ L。
（4）SO2 在一定条件下可与氧气构成原电池。下图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图：
①该电池的负极反应：______________________________ ；
②当甲中消耗2.24 L O2（标准状况）时，乙中_____ （填“a”或“b”）增重_______ g。
（1）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的可入肺的有害颗粒，下列有关说法中正确的是
a．PM2.5空气中形成了胶体
b．PM2.5表面积能大面积吸附大量的有毒有害物质
c．机动车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多还有重金属等有毒物质
d．研制开发燃料电池汽车,降低机动车尾气污染,某种程度可以减少PM2.5污染
（2）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2＋3H2
CH3OH＋H2O已知：CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）△H＝－a kJ·mol－1；2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） △H＝－b kJ·mol－1；
H2O（g）＝ H2O（l） △H＝－c kJ·mol－1；
CH3OH（g）＝ CH3OH（l） △H＝－d kJ·mol－1，
则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为
（3）工业上还可以通过下列反应制备甲醇：CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）。在一容积可变的密闭容器中充入 10mol CO 和 20mol H2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示。①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是
a．H2 的消耗速率等于 CH3OH 的生成速率的 2 倍
b．H2 的体积分数不再改变
c．体系中 H2 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
②比较 A、B 两点压强大小 PA
③若达到化学平衡状态 A 时，容器的体积为 20 L。如果反应开始时仍充入 10 mol CO 和 20 mol H2，则在平衡状态 B 时容器的体积 V(B)＝
（4）SO2 在一定条件下可与氧气构成原电池。下图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图：
①该电池的负极反应：
②当甲中消耗2.24 L O2（标准状况）时，乙中
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【推荐3】煤的洁净技术(包括固硫技术和脱硫技术两类)可有效降低燃煤废气中SO2的含量，已成为我国解决环境问题的主导技术之一。
I.固硫技术：通过加入固硫剂，将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。石灰石是常用的固硫剂，固硫过程中涉及的部分反应如下：
①CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g) ∆H1= +178.30kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)+0.5O2(g)⇌CaSO4(s) ∆H2= -501.92 kJ/mol
③CO(g) + 0.5O2(g)⇌CO2(g) ∆H3
④CaSO4(s) + CO(g)⇌CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ∆H4= +218.92kJ/mol
(1)温度升高，反应①的化学平衡常数
(2)∆H3=
(3)在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比)，结合反应②、③、④分析其原因：
II.电化学脱硫技术是一种温和的净化技术，其基本原理为利用阳极反应产生的羟基自由基(·OH，氧元素为-1价)将燃煤中的含硫物质氧化除去，其装置示意图如图所示。
(4)将煤打成煤浆加入电解槽的目的是
(5)阳极的电极反应式为
(6)用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁(FeS2)的反应的离子方程式为(补全并配平)：FeS2+·OH =Fe3++SO
+ H2O +_______
(7)利用上述装置对某含FeS2的煤样品进行电解脱硫，测得一定时间内随溶液起始pH的改变脱硫率(溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比)的变化如图所示。pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有：随着pH的升高，反应物的氧化性或还原性降低；
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【推荐1】H2是一种清洁能源也是一种重要的化工原料，工业上常利用CO和H2合成可再生能源甲醇。
(1)已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=-566.0kJ·mol-1
2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1453kJ·mol-1
则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为___________ 。
(2)利用反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H，可获得化工原料CO，CO2的平衡转化率与温度的关系如图1。
①△H___________ (填“>”、“<”或“=”)0。
②240℃时，将2molCO2和2molH2通入容积为8L的恒容密闭容器中，达到平衡时CO2的转化率为50%。此时该反应的平衡常数K=___________ 。
③该反应在一恒容密闭容器中进行，反应过程如图2，t1时达到平衡，t2时仅改变一个条件，该条件是___________ 。
(3)300℃时，向一体积为10L的恒容密闭容器中充入1.32molCH3OH和1.2molH2O，发生反应：CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) △H1=+49kJ·mol-1。
①高温下，CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)能自发进行的原因是___________ 。
②反应经5min达到平衡，测得H2的物质的量为2.97mol。0～5min内，H2的反应速率为______ 。
③CH3OH(g)与H2O(g)反应相对于电解水制备H2的优点是___________ 。
(1)已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=-566.0kJ·mol-1
2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1453kJ·mol-1
则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为
(2)利用反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H，可获得化工原料CO，CO2的平衡转化率与温度的关系如图1。
①△H
②240℃时，将2molCO2和2molH2通入容积为8L的恒容密闭容器中，达到平衡时CO2的转化率为50%。此时该反应的平衡常数K=
③该反应在一恒容密闭容器中进行，反应过程如图2，t1时达到平衡，t2时仅改变一个条件，该条件是
(3)300℃时，向一体积为10L的恒容密闭容器中充入1.32molCH3OH和1.2molH2O，发生反应：CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) △H1=+49kJ·mol-1。
①高温下，CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)能自发进行的原因是
②反应经5min达到平衡，测得H2的物质的量为2.97mol。0～5min内，H2的反应速率为
③CH3OH(g)与H2O(g)反应相对于电解水制备H2的优点是
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【推荐2】全球空气污染日趋严重，消除氮氧化物污染对建设宜居环境有重要意义。
(1)已知：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114 kJ·mol-1①
C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1②
N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH3=＋181 kJ·mol-1③
某反应的平衡常数表达式为K=
，写出该反应的热化学方程式___________ 。
(2)利用氨气可将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O，反应原理是：NO(g)＋NO2(g)＋2NH3(g)
3H2O(g)＋2N2(g) ΔH
①该反应化学平衡常数K与温度t关系如上图所示，则ΔH___________ 0(填“＞”、“＜”或“=”)。
②能增加平衡时NOx去除率的条件是___________ 。
A．高温高压 B．低温低压 C．选择优异催化剂 D．一定条件下分离出水
③500℃时，在2 L恒容密闭容器中充入1 mol NO、1 mol NO2和2 mol NH3，10 min时反应达到平衡，此时NH3的转化率为50％，体系压强为pMPa，则0～10 min内用NH3表示的平均反应速率v(NH3)=___________ ，该反应的平衡常数Kp=___________ Mpa(用含p的代数式表示，某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B)，如p(B)=p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。向一恒压密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，t1时到达平衡。在t2时刻继续充入一定量NO，t3时刻重新到达平衡，请在下图中作出逆反应速率在t2～t3变化的曲线___________ 。
(4)在恒温恒容密闭容器中发生反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) ，下列说法正确的是___________。
(1)已知：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114 kJ·mol-1①
C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1②
N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH3=＋181 kJ·mol-1③
某反应的平衡常数表达式为K=
，写出该反应的热化学方程式(2)利用氨气可将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O，反应原理是：NO(g)＋NO2(g)＋2NH3(g)
3H2O(g)＋2N2(g) ΔH①该反应化学平衡常数K与温度t关系如上图所示，则ΔH
②能增加平衡时NOx去除率的条件是
A．高温高压 B．低温低压 C．选择优异催化剂 D．一定条件下分离出水
③500℃时，在2 L恒容密闭容器中充入1 mol NO、1 mol NO2和2 mol NH3，10 min时反应达到平衡，此时NH3的转化率为50％，体系压强为pMPa，则0～10 min内用NH3表示的平均反应速率v(NH3)=
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)＋2NO(g)
N2(g)＋CO2(g)。向一恒压密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，t1时到达平衡。在t2时刻继续充入一定量NO，t3时刻重新到达平衡，请在下图中作出逆反应速率在t2～t3变化的曲线(4)在恒温恒容密闭容器中发生反应C(s)＋2NO(g)
N2(g)＋CO2(g) ，下列说法正确的是___________。| A．NO与CO2的物质的量之比不变时说明反应已达平衡 |
| B．混合气体的压强不变时说明反应已达平衡 |
| C．该反应能否自发的判断依据主要由ΔH决定 |
| D．增加碳的量，导致Qc＜K，平衡正向移动 |
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【推荐3】Ⅰ.研究氮的氧化物解对环境保护有重要意义。
(1)已知反应
，
，1mol
、1mol
分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量，则2mol
分子中化学键断裂时需要吸收的能量为_______ kJ。
(2)实验1：在t℃时，无催化剂的恒容容器中，反应起始压强为p0的部分实验数据如下：
①在0-30min 时段，反应速率
为_______ 
。
②若
起始浓度c0为
，则反应至50min时的转化率α=_______ 。比较不同起始浓度时的分解速率：
_______ 
(填“＞”、“=”或“＜”)。
③在该温度下，反应的平衡常数Kp=_______ (用p0表示，列计算式即可)。
④在t℃时，不同催化剂下产生氧气的体积
与分解时间的关系如下图，下列说法正确的是_______ 。
A.其他条件不变时，增大的浓度，提高了单位体积的活化分子数，的分解速率加快
B.保持温度不变，缩小反应容器的体积，分解的速率加快
C.由上图可知，Catl催化效率最高
D.其他条件相同时，Catl催化分解的活化能比用Cat4催化分解的活化能小。
⑤不同温度(T)下，分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间)，则
_______ 
(填“>”、“=”或“＜”)。
Ⅱ.科学家利用反应对汽车尾气进行无害化处理，发生如下反应：
。CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图所示，图中起始投料比
。
(3)图中
与
大小关系是_______ 。
(4)a、b、c三点对应的平衡常数
、
、
相对大小关系是_______ 。
(5)随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为_______ 。
(1)已知反应
，，1mol、1mol分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量，则2mol分子中化学键断裂时需要吸收的能量为(2)实验1：在t℃时，无催化剂的恒容容器中，反应
起始压强为p0的部分实验数据如下：| 反应时间 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
 | 0.100 | 0.090 | 0.080 | 0.070 | 0.060 | 0.050 | 0.040 | 0.030 | 0.020 | 0.010 | 0.010 |
①在0-30min 时段，反应速率
为。②若
起始浓度c0为，则反应至50min时的转化率α=的分解速率：(填“＞”、“=”或“＜”)。③在该温度下，反应的平衡常数Kp=
④在t℃时，不同催化剂下产生氧气的体积
与分解时间的关系如下图，下列说法正确的是A.其他条件不变时，增大
的浓度，提高了单位体积的活化分子数，的分解速率加快B.保持温度不变，缩小反应容器的体积，
分解的速率加快C.由上图可知，Catl催化效率最高
D.其他条件相同时，Catl催化分解
的活化能比用Cat4催化分解的活化能小。⑤不同温度(T)下，
分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间)，则(填“>”、“=”或“＜”)。Ⅱ.科学家利用反应对汽车尾气进行无害化处理，发生如下反应：
。CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图所示，图中起始投料比。(3)图中
与大小关系是(4)a、b、c三点对应的平衡常数
、、相对大小关系是(5)随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为
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【推荐1】氮元素可形成多种化合物，在工业生产中具有重要价值。 请回答下列问题：
(1)已知拆开1molH－H 键，1molN－H键， 1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应合成NH3的热化学方程式为____ 。
(2)一定温度下，2L密闭容器中充入0.40 mol N2O4，发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)，一段时间后达到平衡，测得数据如下：
①20 s内，v(NO2)=____ mol·L-1·s-1。
②升高温度时，气体颜色加深，则正反应是____ (填“放热”或“吸热”)反应。
③该温度下反应的化学平衡常数数值为____ 。
④相同温度下，若开始向该容器中充入0.80molNO2，则达到平衡后: c(NO2)______ 0．30mol·L-1(填“>”、 “=”或“<”)
(3)N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受人们关注。现以 H2、O2、熔融盐 Z(Na2CO3)组成的燃料电池电解制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。
①写出石墨I电极上发生反应的电极反应式______ ；
②在电解池中生成N2O5的电极反应式为_________
(1)已知拆开1molH－H 键，1molN－H键， 1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应合成NH3的热化学方程式为
(2)一定温度下，2L密闭容器中充入0.40 mol N2O4，发生反应：N2O4(g)
2NO2(g)，一段时间后达到平衡，测得数据如下：| 时间／s | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| C(NO2)/(mol/L) | 0．12 | 0．20 | 0．26 | 0．30 | 0.30 |
①20 s内，v(NO2)=
②升高温度时，气体颜色加深，则正反应是
③该温度下反应的化学平衡常数数值为
④相同温度下，若开始向该容器中充入0.80molNO2，则达到平衡后: c(NO2)
(3)N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受人们关注。现以 H2、O2、熔融盐 Z(Na2CO3)组成的燃料电池电解制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。
①写出石墨I电极上发生反应的电极反应式
②在电解池中生成N2O5的电极反应式为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐2】我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳的利用技术，将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一。CO2耦合乙苯(C6H5-C2H5，简称EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5-C2H3，简称ST)是综合利用CO2的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下：
a．EB(g)=ST(g)+H2(g) △H1
b．CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ·mol-1
c．EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)＋H2O(g) △H3=+158.8 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)为提高EB平衡转化率，应选择的反应条件为_______(填标号)。
(2)在一定条件下，选择合适的催化剂只进行b反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。
①调整CO2和H2初始投料比，测得在一定投料比和一定温度下，该反应CO2的平衡转化率如图。
已知：Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数；反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是_______ 点，计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中，当CO2转化率达到20%时，
=_______ 。
②在容积不变的密闭容器中，分别在温度T1、T2(T2＞T1＞E点温度)发生上述反应，反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知：起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[CO(g)]的曲线是_______ (填“甲”“乙”“丙”或“丁”)；在温度T2、反应时间20min时，反应的正反应速率v正_______ (填“＞”“=”或“＜”)逆反应速率v逆。
(3)恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况：仅EB、n(EB)：n(CO2)=1：10、n(EB)：n(N2)=1：10进行以上a、b反应，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。
①图中，表示原料气配比n(EB)：n(N2)=1：10的曲线是曲线_______ (填“I”或“Ⅱ”)。
②CO2能显著提高EB的平衡转化率，从平衡移动的角度解释CO2的作用：_______ 。
③设Kpr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(分压除以p0，p0=0.1 MPa)代替浓度进行计算。A点时，H2的物质的量分数为0.01，该条件下反应a的Kpr为_______ 。
a．EB(g)=ST(g)+H2(g) △H1
b．CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ·mol-1
c．EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)＋H2O(g) △H3=+158.8 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)为提高EB平衡转化率，应选择的反应条件为_______(填标号)。
| A．低温、高压 | B．高温、低压 | C．低温、低压 | D．高温、高压 |
CO(g)+H2O(g)。①调整CO2和H2初始投料比，测得在一定投料比和一定温度下，该反应CO2的平衡转化率如图。
已知：Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数；反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是
=②在容积不变的密闭容器中，分别在温度T1、T2(T2＞T1＞E点温度)发生上述反应，反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知：起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[CO(g)]的曲线是
(3)恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况：仅EB、n(EB)：n(CO2)=1：10、n(EB)：n(N2)=1：10进行以上a、b反应，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。
①图中，表示原料气配比n(EB)：n(N2)=1：10的曲线是曲线
②CO2能显著提高EB的平衡转化率，从平衡移动的角度解释CO2的作用：
③设Kpr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(分压除以p0，p0=0.1 MPa)代替浓度进行计算。A点时，H2的物质的量分数为0.01，该条件下反应a的Kpr为
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【推荐3】雾霾天气频繁出现，严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）汽车尾气中NOx和CO的生成：已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0。恒温，恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是________
A.混合气体的密度不再变化
B.容器内的压强不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D.氧气的百分含量不再变化
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol- 1
②洗涤含SO2的烟气。
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：________________________ 。
（3）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”之一。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质）。一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如下表：
①写出NO与活性炭反应的化学方程式________________ ；
②计算上述反应T1℃时的平衡常数K1=________ ；若T1＜T2，则该反应的△H_______ 0(填“＞”、“＜”或“＝”）。
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________ 。
（1）汽车尾气中NOx和CO的生成：已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)
2NO(g)△H>0。恒温，恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是A.混合气体的密度不再变化
B.容器内的压强不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D.氧气的百分含量不再变化
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol- 1
②洗涤含SO2的烟气。
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：
（3）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”之一。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质）。一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如下表：
| 物质 温度/℃ | 活性炭 | NO | E | F |
| 初始 | 3.000 | 0.10 | 0 | 0 |
| T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
| T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
①写出NO与活性炭反应的化学方程式
②计算上述反应T1℃时的平衡常数K1=
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为
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解答题-结构与性质
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(0.4)
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【推荐1】2020年11月我国载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟完成万米深潜，轻且坚固的球形载人舱由国产新型钛合金材料(
)制造。
(1)钛在元素周期表中位于____ 区。
(2)高温条件下，可用
和
反应制取
。
①的熔点为
，易溶于乙醇等有机溶剂，说明属于___ 晶体；
的熔点为
，的熔点明显高于的原因是___ 。
②用锌还原的盐酸溶液，经后续处理可制得配合物
，
该配合物中含
键___ 
。
(3)
的天然晶体最常见的有两种：金红石型和锐钛型。
①金红石型是最稳定的一种晶体，其晶胞结构如图所示，则黑球表示___ 原子。
②研究发现，天然锐钛型晶体中掺杂一定量的氮原子后生成
对可见光具有活性，掺杂前后晶胞的变化如图所示：
晶胞中
位于六个
围成的正八面体的中心，则该晶胞中含有___ 个这样的正八面体；
晶胞中x=___ 。
)制造。(1)钛在元素周期表中位于
(2)高温条件下，可用
和反应制取。①
的熔点为，易溶于乙醇等有机溶剂，说明属于的熔点为，的熔点明显高于的原因是②用锌还原
的盐酸溶液，经后续处理可制得配合物，该配合物中含键。(3)
的天然晶体最常见的有两种：金红石型和锐钛型。①金红石型
是最稳定的一种晶体，其晶胞结构如图所示，则黑球表示②研究发现，天然锐钛型
晶体中掺杂一定量的氮原子后生成对可见光具有活性，掺杂前后晶胞的变化如图所示：晶胞中位于六个围成的正八面体的中心，则该晶胞中含有晶胞中x=
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解答题-结构与性质
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(0.4)
解题方法
【推荐2】硫酸亚铁铵是一种蓝绿色的复盐，俗名为摩尔盐，化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O。它在空气中稳定，是重要的化工原料，用途十分广泛。该物质隔绝空气加强热会发生分解，一种分解方式可表示为：(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O=2NH3↑+FeO+2SO3↑+7H2O↑。请回答下列问题：
(1)基态铁原子的价电子排布式为___________ ，s电子的电子云形状为___________ 。
(2)摩尔盐中的组成元素N、O的电负性大小顺序是___________ 。
(3)SO2、SO3、SO
是三种常见含硫微粒。
①SO微粒的立体构型为___________ ，SO2中心原子的杂化方式为___________ 。
②固态SO3能以无限长链形式存在，结构如图1所示。与硫原子形成化学键更长的是___________ (填“桥氧”或“端基氧”)，理由是___________ 。
(4)噻吩(
)、吡咯(
)都可与Fe3+形成配位化合物。在水中的溶解度噻吩___________ 吡咯(填“＜”、“＞”或“=”)，理由是___________ 。
(5)氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，如图2所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图2中原子1的坐标为(0，
，)，则原子2的坐标为___________ 。
②Fe2+处于O2﹣围成的___________ 空隙中。(填“正四面体”或“正八面体”)
③该晶体的密度为ρg•cm﹣3，用N0表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞边长为___________ pm。
(1)基态铁原子的价电子排布式为
(2)摩尔盐中的组成元素N、O的电负性大小顺序是
(3)SO2、SO3、SO
是三种常见含硫微粒。①SO
微粒的立体构型为②固态SO3能以无限长链形式存在，结构如图1所示。与硫原子形成化学键更长的是
(4)噻吩(
)、吡咯( )都可与Fe3+形成配位化合物。在水中的溶解度噻吩(5)氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似，如图2所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图2中原子1的坐标为(0，
，)，则原子2的坐标为②Fe2+处于O2﹣围成的
③该晶体的密度为ρg•cm﹣3，用N0表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞边长为
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解答题-结构与性质
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(0.4)
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【推荐3】第III A主族元素有着广泛的应用，B可用作特种玻璃，Al可用作火箭和飞机外壳，Ga可用作半导体材料，In可用于电子仪器中，Tl可用于红外技术。回答下列问题：
(1)基态Ga原子的电子排布式为_______ ，有_______ 种不同运动状态的电子。
(2)B能形成很多类似于烃类的物质，比如B2H6，分子中B也形成四根键，但不含B-B键，试画出B2H6的结构式_______ 。此外B与N元素可形成无机苯B3N3H6，它与苯的结构很相似，该分子中N的杂化方式是_______ 。
(3)电解氧化铝需要添加冰晶石Na3AlF6，它的阴离子的空间结构为_______ ，它可通过以下反应制备：Al(OH)3 + 3NaOH + 6HF = Na3AlF6 + 6H2O，该反应涉及的5种元素电负性最大的是_______ 。
(4)AlF3，AlCl3熔点分别为1290 oC和192 oC，熔点呈现如此变化的原因是_______ 。
(5)H3BO3晶体形成层状结构，每一层的结构如下图所示，层与层之间距离为318 pm(大于氢键的长度)，硼酸晶体属于_______ 晶体，晶体中含有的作用力有_______ ，在一层硼酸晶体结构中最小的重复单元含有_______ 个H3BO3分子。
(6)GaN是二元Ⅲ-Ⅴ A族的直接带隙半导体，非常适合制造光电器件，GaN具有六方纤锌矿结构，晶胞示意图如下图所示，该晶胞的边长a = 318 pm，c = 517 pm。该GaN晶体的密度ρ =_______ g·cm-3。(只列计算式，NA表示阿伏加德罗常数)
(1)基态Ga原子的电子排布式为
(2)B能形成很多类似于烃类的物质，比如B2H6，分子中B也形成四根键，但不含B-B键，试画出B2H6的结构式
(3)电解氧化铝需要添加冰晶石Na3AlF6，它的阴离子的空间结构为
(4)AlF3，AlCl3熔点分别为1290 oC和192 oC，熔点呈现如此变化的原因是
(5)H3BO3晶体形成层状结构，每一层的结构如下图所示，层与层之间距离为318 pm(大于氢键的长度)，硼酸晶体属于
(6)GaN是二元Ⅲ-Ⅴ A族的直接带隙半导体，非常适合制造光电器件，GaN具有六方纤锌矿结构，晶胞示意图如下图所示，该晶胞的边长a = 318 pm，c = 517 pm。该GaN晶体的密度ρ =
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