请回答下列问题。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) ΔH2
则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) ΔH=_______ (请用含有ΔH1、ΔH2的式子表示)。
(2)若
K=a，则N2+3H2
2NH3 K′=_______ (用含a的式子表示)。
(3)在体积为3 L的恒容密闭容器中，进行合成氨N2+3H22NH3实验，投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如表所示：
已知：破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1_______ (填“>”“<”或“=”)T2。
②在T2下，经过10 min达到化学平衡状态，平衡时N2的转化率α(N2)=_______ 和K =_______ (分数表示)。
③下列图象分别代表焓变(ΔH)、混合气体平均相对分子质量(
)、N2的体积分数[φ(N2)]和气体密度(ρ)与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A.
B. 
C. 
D. 
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) ΔH2
则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) ΔH=
(2)若
K=a，则N2+3H22NH3 K′=(3)在体积为3 L的恒容密闭容器中，进行合成氨N2+3H2
2NH3实验，投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如表所示：| 温度/K | 平衡时NH3的物质的量/mol |
| T1 | 2.4 |
| T2 | 2.0 |
①则T1
②在T2下，经过10 min达到化学平衡状态，平衡时N2的转化率α(N2)=
③下列图象分别代表焓变(ΔH)、混合气体平均相对分子质量(
)、N2的体积分数[φ(N2)]和气体密度(ρ)与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是A.
B. C. D.
更新时间：2022-09-15 18:37:26
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【推荐1】载人航天器中，可将航天员呼出的CO2转化为 H2O，再通过电解 H2O 获得 O2，实现 O2的再 生，同时还能制备 CH4.已知：
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ∆H =-252.9kJ/mol
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H =571.6kJ/mol
请回答下列问题：
(1)反应①属于_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H =_______ kJ/mol。
(3)利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如表：
①已知2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH =+167kJ/mol，则a=_______ 。
②已知5C2H4(g)+12
(aq)+36H+ (aq)=12Mn2+ (aq)+10CO2 (g)+28H2O(l) ΔH =-m kJ·mol-1，当放出的热量为n kJ时，该反应转移电子的物质的量为_______ mol。(用含m、n 的代数式表示)
③制备合成气反应历程分两步，步骤Ⅰ：CH4(g)⇌ C(ads)+2H2(g)；步骤Ⅱ：C(ads)+ CO2(g)⇌ 2CO(g)。上述反应中 C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图
E4-E1表示步骤Ⅰ正反应的_______ ，制备合成气反应可在_______ (填“高温” 或“低温”)下自发进行。
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ∆H =-252.9kJ/mol
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H =571.6kJ/mol
请回答下列问题：
(1)反应①属于
(2)反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H =
(3)利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如表：
| 化学键 | H-H | C=C | C-C | C-H |
| E(kJ/mol) | 436 | a | 348 | 413 |
②已知5C2H4(g)+12
(aq)+36H+ (aq)=12Mn2+ (aq)+10CO2 (g)+28H2O(l) ΔH =-m kJ·mol-1，当放出的热量为n kJ时，该反应转移电子的物质的量为③制备合成气反应历程分两步，步骤Ⅰ：CH4(g)⇌ C(ads)+2H2(g)；步骤Ⅱ：C(ads)+ CO2(g)⇌ 2CO(g)。上述反应中 C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图
E4-E1表示步骤Ⅰ正反应的
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料，经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。
(1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能源所占的比例是__ 。
(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是__ 。
①生物柴油是可再生资源②可减少二氧化硫的排放③与普通柴油相比易分解④与普通柴油制取方法相同
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
(3)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6kJ∙mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ∙mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式__ 。
(4)已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ，18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量。其他相关数据如表：
则表中x为( ) 。
(5)向体积为2L的固定密闭容器中通入3molX气体，在一定温度下发生如下反应：2X(g)⇌Y(g)+3Z(g)经5min后反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的速率为___ 。
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写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式
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| O=O | H—H | H—O(g) | |
| 1mol化学键断裂需要吸收的能量/kJ | 496 | 436 | x |
则表中x为
(5)向体积为2L的固定密闭容器中通入3molX气体，在一定温度下发生如下反应：2X(g)⇌Y(g)+3Z(g)经5min后反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的速率为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】以玉米淀粉为原料生产燃料乙醇的生产过程可由下图表示：
（1）乙醇分子中所含的官能团的名称为：__________________ ；
（2）过滤后得到a的主要成分为葡萄糖和乙醇，步骤a的操作是__________ ；
A．蒸发 B．萃取 C．蒸馏 D．分液
（3）生产过程中为了检验水解是否开始，可使用的试剂是______________ ；
（4）已知1g乙醇完全燃烧放出的热量为29.7kJ，请据此写出乙醇燃烧的热化学方程式：_______ 。
（5）为了充分利用乙醇的能量，科学家还把乙醇设计成燃料电池，如图，用磺酸类质子溶剂，在高温供电时，乙醇电池效率高且更安全。请判断，该电池的a极为电池的_______ 极（填“正”或“负”），b极的电极反应式为：____________________________ ，电池工作时，若有1mol乙醇被氧化，则转移的电子为____________ mol。
（1）乙醇分子中所含的官能团的名称为：
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【推荐1】工业上常用
和
合成甲醇，反应的化学方程式为
，该反应为放热反应。向容积为
的刚性容器中通入一定量的
和
，在一定温度下发生上述反应，其中两种物质的物质的量随时间变化如下图所示。
根据上述信息回答下列问题。
(1)图中A物质为___________ ，反应开始至
，的平均反应速率为___________ 。
(2)
时，反应是否达到平衡状态？___________ (填“是”或“否”)；
时该反应的正反应速率___________ 逆反应速率(填“>”“<”或“=”，下同)；该反应的反应物总能量___________ 生成物总能量。
(3)对于上述条件下的该反应，下列情况不能说明反应达到平衡状态的是_________
(4)对于反应，下述方法能加快反应速率的是_________
(5)一种甲醇燃料电池的结构示意图如下：
①电极
为___________ (填“正极”或“负极”)，该电极的电极反应式为___________ 。
②若电路中转移
，理论上正极消耗标准状况下氧气的体积为___________ L。
和合成甲醇，反应的化学方程式为，该反应为放热反应。向容积为的刚性容器中通入一定量的和，在一定温度下发生上述反应，其中两种物质的物质的量随时间变化如下图所示。 根据上述信息回答下列问题。
(1)图中A物质为
，的平均反应速率为(2)
时，反应是否达到平衡状态？时该反应的正反应速率(3)对于上述条件下的该反应，下列情况不能说明反应达到平衡状态的是_________
| A．气体的总物质的量不变 |
| B．气体的密度不变 |
| C．气体的平均相对分子质量不变 |
D．相同时间内，断裂 个 键，同时形成 个 键 |
，下述方法能加快反应速率的是_________| A．一定温度下，保持容器体积不变，通入稀有气体 |
| B．一定温度下，保持容器压强不变，通入稀有气体 |
| C．一定温度下，保持容器体积不变，通入一定量的气体 |
| D．保持容器体积不变，升高温度 |
①电极
为②若电路中转移
，理论上正极消耗标准状况下氧气的体积为
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解答题-原理综合题
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【推荐2】工业合成氨反应为
，氨在工农业生产中应用广泛。
(1)已知：键能是1mol化学键完全断裂形成气态原子所需要吸收的能量，部分化学键的键能如表格所示。计算每合成2mol
需要_______ (填“放出”或“吸收”)kJ的热量。
(2)实验室中模拟合成氨过程，将1mol
和2.7mol置于恒温、体积为2L的容器中反应。下列情况可说明该反应已经达到化学平衡状态的是_______ (填序号)。
a．反应不再进行，已经停止 b．单位时间内生成nmol的同时，生成3nmol
c．
d．、和的物质的量浓度之比为1：3：2
e．混合气体的压强不再改变 f．混合气体的密度不再改变
若10min时测得氢气浓度为1.2 mol∙L−1，则用氨气表示的0~10min内的平均化学反应速率为_______ ；10min时的体系总压强与初始时的总压强之比为_______ 。
(3)工业合成氨过程中，按一定投料比将原料气以及催化剂置于反应容器中，测得在不同温度和压强下达到化学平衡状态时的氨的平衡含量(%)如表格所示：
实际生产时，通常采用铁触媒作为催化剂、在400~500℃和10~30MPa的条件下合成氨。结合所学知识以及上述表格数据分析，工业上采用400~500℃反应的原因是_______ 。
(4)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池的工作原理如图所示。a电极的电极反应式是_______ 。
，氨在工农业生产中应用广泛。| 化学键 | H−H | N−H | N≡N |
键能( ) | 436 | 391 | 945.6 |
需要(2)实验室中模拟合成氨过程，将1mol
和2.7mol置于恒温、体积为2L的容器中反应。下列情况可说明该反应已经达到化学平衡状态的是a．反应不再进行，已经停止 b．单位时间内生成nmol
的同时，生成3nmolc．
d．、和的物质的量浓度之比为1：3：2e．混合气体的压强不再改变 f．混合气体的密度不再改变
若10min时测得氢气浓度为1.2 mol∙L−1，则用氨气表示的0~10min内的平均化学反应速率为
(3)工业合成氨过程中，按一定投料比将原料气以及催化剂置于反应容器中，测得在不同温度和压强下达到化学平衡状态时的氨的平衡含量(%)如表格所示：
| 压强(MPa) 氨的平衡 含量(％) 温度(摄氏度) | 0.1 | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 |
| 200 | 15.3 | 81.5 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
| 300 | 2.2 | 52.0 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
| 400 | 0.4 | 25.1 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
| 500 | 0.1 | 10.6 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
| 600 | 0.05 | 4.5 | 9.1 | 13.8 | 23.1 | 31.4 |
(4)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池的工作原理如图所示。a电极的电极反应式是
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【推荐3】研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
（1）CO可用于炼铁，已知：Fe2O3（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）ΔH1＝+489.0kJ·mol－1
C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH2＝+172.5kJ·mol－1。则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为_____________ 。
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式：_____________ 。
（3）①CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图。
①曲线I、Ⅱ对应的温度大小关系为TⅠ__________ TⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。
②一定温度下，此反应在恒压 容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________ 。
a．容器中压强不变b．H2的体积分数不变c．c（H2）＝3c（CH3OH）
d．容器中密度不变e．2个C＝O断裂的同时有3个H－H断裂
（1）CO可用于炼铁，已知：Fe2O3（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）ΔH1＝+489.0kJ·mol－1
C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH2＝+172.5kJ·mol－1。则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式：
（3）①CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图。
①曲线I、Ⅱ对应的温度大小关系为TⅠ
②一定温度下，此反应在
a．容器中压强不变b．H2的体积分数不变c．c（H2）＝3c（CH3OH）
d．容器中密度不变e．2个C＝O断裂的同时有3个H－H断裂
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【推荐1】
的回收与利用是科学家研究的热点课题，工业上有一种用生产甲醇燃料的方法：
kJ·mol
．将6 mol 和8 mol 充入2 L的密闭容器中，测得的物质的量随时间变化如图所示(实线)。
(1)已知
kJ·mol．依据题中信息计算反应：
______ kJ·mol．
(2)a点正反应速率______ (填大于、等于或小于)逆反应速率，前4 min内，用表示的平均反应速率为______ mol·L·min。
(3)平衡时氢气的转化率a=______ ，该条件下反应的平衡常数
______ 。
(4)二氧化碳催化加氢也可以合成乙烯，该反应是综合利用的热点研究领域。催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比
______ 。当反应达到平衡时，若增大压强，则
______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
的回收与利用是科学家研究的热点课题，工业上有一种用生产甲醇燃料的方法： kJ·mol．将6 mol 和8 mol 充入2 L的密闭容器中，测得的物质的量随时间变化如图所示(实线)。(1)已知
kJ·mol．依据题中信息计算反应： ．(2)a点正反应速率
表示的平均反应速率为·min。(3)平衡时氢气的转化率a=
(4)二氧化碳催化加氢也可以合成乙烯，该反应是综合利用
的热点研究领域。催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比
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【推荐2】硫及其化合物在日常生活、工业生产中都非常普遍。
(1)SO2、H2S都是常见的污染性气体，具有一定的毒性。请再写出两种与酸雨、光化学烟雾和臭氧层空洞均有关的污染性气体：___________ 。
(2)变废为宝是治理污染的常用手段。以V2O5为催化剂，将SO2氧化为SO3，再进一步转化为硫酸，是工业上制取硫酸的常用方法。该过程可分为如下步骤：
(i)SO2(g)＋V2O5(s)SO3(g)＋V2O4(s)，活化能为Ea1。
(ii)2V2O4(s)＋O2(g)2V2O5(s)，活化能为Ea2。
能量变化如图所示。
总反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的
___________ kJ∙mol−1 (用E1～E5中的合理数据组成的代数式表示)。决定SO2催化氧化的总反应速率的是步骤___________ (填(i)或(ii))，其活化能为___________ kJ∙mol−1 (用E1～E5中的合理数据组成的代数式表示)。
(3)在水中，硫酸是一种强酸，但实际上只有第一步电离是完全的，第二步电离并不完全，电离方程式可表示为：H2SO4=H＋＋
，
H＋＋
。
①25℃时，Na2SO4溶液的pH___________ (填“>”“<”或“=”)7。
②0.100 mol∙L−1的稀硫酸中，c(H＋)=0.109 mol∙L−1，求硫酸第二步电离的电离常数___________ (写出计算过程，结果保留三位有效数字)。
(4)液态水中，水存在自偶电离：H2O＋H2OH3O＋＋OH－。平常书写的H＋，实际上是纯水或水溶液中H3O＋的缩写。如HCl在水中电离，完整写法是HCl＋H2O=H3O＋＋Cl－。
①液态的醋酸(用HAc表示)中，同样存在HAc的自偶电离，其方程式可表示为___________ 。
②用醋酸作溶剂时，硫酸是一种二元弱酸。将少量H2SO4溶于冰醋酸中，第一步电离的完整写法是___________ 。若保持温度不变，关于该所得溶液，下列说法正确的是___________ 。
A．加入少量冰醋酸，c()与c()均减小
B．加入少量H2SO4，H2SO4的电离程度增大
C．加入少量NaAc固体。c()与c()的比值减小
D．加入少量Na2SO4固体，c(Ac－)减小
(1)SO2、H2S都是常见的污染性气体，具有一定的毒性。请再写出两种与酸雨、光化学烟雾和臭氧层空洞均有关的污染性气体：
(2)变废为宝是治理污染的常用手段。以V2O5为催化剂，将SO2氧化为SO3，再进一步转化为硫酸，是工业上制取硫酸的常用方法。该过程可分为如下步骤：
(i)SO2(g)＋V2O5(s)
SO3(g)＋V2O4(s)，活化能为Ea1。(ii)2V2O4(s)＋O2(g)
2V2O5(s)，活化能为Ea2。能量变化如图所示。
总反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)的(3)在水中，硫酸是一种强酸，但实际上只有第一步电离是完全的，第二步电离并不完全，电离方程式可表示为：H2SO4=H＋＋
，H＋＋。①25℃时，Na2SO4溶液的pH
②0.100 mol∙L−1的稀硫酸中，c(H＋)=0.109 mol∙L−1，求硫酸第二步电离的电离常数
(4)液态水中，水存在自偶电离：H2O＋H2O
H3O＋＋OH－。平常书写的H＋，实际上是纯水或水溶液中H3O＋的缩写。如HCl在水中电离，完整写法是HCl＋H2O=H3O＋＋Cl－。①液态的醋酸(用HAc表示)中，同样存在HAc的自偶电离，其方程式可表示为
②用醋酸作溶剂时，硫酸是一种二元弱酸。将少量H2SO4溶于冰醋酸中，第一步电离的完整写法是
A．加入少量冰醋酸，c(
)与c()均减小B．加入少量H2SO4，H2SO4的电离程度增大
C．加入少量NaAc固体。c(
)与c()的比值减小D．加入少量Na2SO4固体，c(Ac－)减小
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【推荐3】油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化物，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
；
计算
热分解反应④
的
___________ ；
(2)较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是___________ ，缺点是___________ ；
(3)在1470K、100kPa反应条件下，将
的混合气进行热分解反应④。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为___________ ，平衡常数
___________ kPa；
(4)按投料比
把
和
加到一密闭容器中发生反应
，测得平衡时的转化率与温度T、压强p的关系如图甲所示：
A、B两点对应的平衡常数大小关系为
___________ (填“>”“<”或“=”，下同)
；温度为
时，D点
与
的大小关系为___________ ；
(5)工业上脱硫感觉 可以采用电化学法，其中一种方法是内电池模式(直接法)，采用内电池模式将废气中的吸收在电池液中，并在电极反应中氧化硫酸，此反应过程可得到质量分数为40%的硫酸。写出通入电极的反应式：___________ 。
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
；计算
热分解反应④的；(2)较普遍采用的
处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是(3)在1470K、100kPa反应条件下，将
的混合气进行热分解反应④。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为(4)按投料比
把和加到一密闭容器中发生反应 ，测得平衡时的转化率与温度T、压强p的关系如图甲所示： A、B两点对应的平衡常数大小关系为
；温度为时，D点与的大小关系为；(5)工业上脱硫感觉 可以采用电化学法，其中一种方法是内电池模式(直接法)，采用内电池模式将废气中的
吸收在电池液中，并在电极反应中氧化硫酸，此反应过程可得到质量分数为40%的硫酸。写出通入电极的反应式：
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