我国在应对气候变化工作中取得显著成效，并向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳
中和”。因此将CO2转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。异丁烯[CH2=C(CH3)2]作为汽油添加剂的主要成分，可利用异丁烷与CO2反应来制备。
反应I：CH3CH(CH3)CH3(g)+CO2(g)
CH2=C(CH3)2(g)+H2O(g)+CO(g) △H1=+165.2kJ·mol-1
反应II：CH3CH(CH3)CH3(g)CH2=C(CH3)2(g)+H2(g) △H2
回答下列问题：
(1)已知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ·mol-1，则△H2=_______ 。
(2)向1.0L恒容密闭容器中加入1molCH3CH(CH3)CH3(g)和1molCO2(g)，利用反应I制备异丁烯。已知正反应速率可表示为v正=k正c[CH3CH(CH3)CH3]·c(CO2)，逆反应速率可表示为，v逆=k逆c[CH2=c(CH3)2]·c(H2O)·c(CO)，其中k正、K逆为速率常数。
①图中能够代表k逆的曲线为_______ (填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。
②温度为T1时，该反应的化学平衡常数K=_______ ，平衡时，CH3CH(CH3)CH3的转化率_______ 50%(填“以>”、“=”、“<”)。
(3)CH4-CO2重整技术是实现“碳中和”的一种理想的CO2利用技术，反应为：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在pMPa时，将CO2和CH4按物质的量之比为1：1充入密闭容器中，分别在无催化剂及ZrO2催化下反应相同时间，测得CO2的转化率与温度的关系如图所示：
①a点CO2转化率相等的原因是_______ 。
②在pMPa、900°C、ZrO2催化条件下，将CO2、CH4、H2O按物质的量之比为1：1：n充入密闭容器，CO2的平衡转化率为α，此时平衡常数Kp=_______ (以分压表示，分压=总压×物质的量分数；写出含α、n、p的计算表达式)。
(4)利用电化学可以将CO2有效转化为HCOO-，装置如图所示。
①在该装置中，左侧Pt电极上的电极反应式：_______ 。
②装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的副产物可能是_______ ，标准状况下，当阳极生成O2的体积为224mL时，测得阴极区内的c(HCOO-)=0.015mol/L，则电解效率_______ 。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知：电解效率=
100%。
中和”。因此将CO2转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。异丁烯[CH2=C(CH3)2]作为汽油添加剂的主要成分，可利用异丁烷与CO2反应来制备。
反应I：CH3CH(CH3)CH3(g)+CO2(g)
CH2=C(CH3)2(g)+H2O(g)+CO(g) △H1=+165.2kJ·mol-1反应II：CH3CH(CH3)CH3(g)
CH2=C(CH3)2(g)+H2(g) △H2回答下列问题：
(1)已知：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ·mol-1，则△H2=(2)向1.0L恒容密闭容器中加入1molCH3CH(CH3)CH3(g)和1molCO2(g)，利用反应I制备异丁烯。已知正反应速率可表示为v正=k正c[CH3CH(CH3)CH3]·c(CO2)，逆反应速率可表示为，v逆=k逆c[CH2=c(CH3)2]·c(H2O)·c(CO)，其中k正、K逆为速率常数。
①图中能够代表k逆的曲线为
②温度为T1时，该反应的化学平衡常数K=
(3)CH4-CO2重整技术是实现“碳中和”的一种理想的CO2利用技术，反应为：CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)。在pMPa时，将CO2和CH4按物质的量之比为1：1充入密闭容器中，分别在无催化剂及ZrO2催化下反应相同时间，测得CO2的转化率与温度的关系如图所示：①a点CO2转化率相等的原因是
②在pMPa、900°C、ZrO2催化条件下，将CO2、CH4、H2O按物质的量之比为1：1：n充入密闭容器，CO2的平衡转化率为α，此时平衡常数Kp=
(4)利用电化学可以将CO2有效转化为HCOO-，装置如图所示。
①在该装置中，左侧Pt电极上的电极反应式：
②装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的副产物可能是
100%。
更新时间：2022-08-19 20:37:56
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(0.4)
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【推荐1】（一）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H 1＝－49.1 kJ·mol －1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H 2＝－24.5 kJ·mol －1
（1）写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________ 。
（2）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_______________________ 。
（3）欲用2LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4 (233 g/moL)固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________ 。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10－11，Ksp (BaCO3)=1×10 －10]。（忽略溶液体积的变化）
（二）向20 mL硫酸和盐酸的混合溶液中，逐滴加入0.05 mol·L－1Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的质量变化及由此而引起的溶液的pH的变化如图所示。
计算：（1）原混合溶液中c(Cl－)＝________ 。
（2）A点的pH＝________ 。
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H 1＝－49.1 kJ·mol －12CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H 2＝－24.5 kJ·mol －1（1）写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式
（2）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：
（3）欲用2LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4 (233 g/moL)固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为
（二）向20 mL硫酸和盐酸的混合溶液中，逐滴加入0.05 mol·L－1Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的质量变化及由此而引起的溶液的pH的变化如图所示。
计算：（1）原混合溶液中c(Cl－)＝
（2）A点的pH＝
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(0.4)
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【推荐2】利用甲烷生成合成气在化学工业中有极为重要的地位，科学家正致力于研究一种“碳中和”技术一(CH4-CO2)重整，该技术具有一定的经济效益和深远的社会意义。
(1)已知甲烷的燃烧热为-890.3kJ·mol-1、CO的燃烧热为-283kJ·mol-1、H2的燃烧热为-286kJ·mol-1以及H2O(1)的汽化热为+44kJ·mol-1，甲烷和水蒸气反应生成合成气的热化学方程式是_______ 。
(2)“碳中和”技术一(CH4-CO2)重整，其工艺过程中涉及如下反应：
I：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H1=+234kJ·mol-1
II：H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ·mol-1
将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是_______ 。
②1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是_______ 。
(3)CO2和CH4在一定条件下反应也可制得合成气。在1.0L密闭容器中充入1.0molCH4和1.0molCO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
①比较压强大小：p1_______ p3(填“>”、“<”或“=”)。
②若要提高CH4的平衡转化率，可采取的措施有_______ (任写两条)
③若p4=2.0MPa，则x点的平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究表明在一氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9MPa时，合成气初始组成H2、CO、CO2的物质的量之比为7：2：1的条件下研究甲醇的合成反应，已知CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示，其先减小的原因是_______ ，后增大的原因是_______ 。
(1)已知甲烷的燃烧热为-890.3kJ·mol-1、CO的燃烧热为-283kJ·mol-1、H2的燃烧热为-286kJ·mol-1以及H2O(1)的汽化热为+44kJ·mol-1，甲烷和水蒸气反应生成合成气的热化学方程式是
(2)“碳中和”技术一(CH4-CO2)重整，其工艺过程中涉及如下反应：
I：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H1=+234kJ·mol-1
II：H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ·mol-1
将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是
②1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是
(3)CO2和CH4在一定条件下反应也可制得合成气。在1.0L密闭容器中充入1.0molCH4和1.0molCO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
①比较压强大小：p1
②若要提高CH4的平衡转化率，可采取的措施有
③若p4=2.0MPa，则x点的平衡常数Kp=
(4)研究表明在一氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9MPa时，合成气初始组成H2、CO、CO2的物质的量之比为7：2：1的条件下研究甲醇的合成反应，已知CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示，其先减小的原因是
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(0.4)
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【推荐3】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1】三硫化二铬(Cr2S3)是一种棕黑色固体，可作为化学试剂、医药材料中间体等。
已知：①2Cr2S3(s)4Cr(s)+3S2(g) △H1
②S2(g)+2O2(g)2SO2(g) △H2
(1)则2Cr2S3(s)+6O2(g)4Cr(s)+6SO2(g)的△H=___ (用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)在恒温恒容条件下，发生反应S2(g)+2O2(g)2SO2(g)。
①下列说法正确的是___ (填字母)。
a.气体的密度不变，则反应一定达到了平衡状态
b.气体的平均相对分子质量不变，反应一定处于平衡状态
c.加入优质催化剂加快反应速率，提高转化率
②在2L恒容密闭容器中充入1.0molS2(g)和1.5molO2(g)发生反应，反应达到平衡时容器压强为起始时的80%，平衡常数K=___ 。
(3)在恒容密闭容器中，发生反应S2(g)+2O2(g)2SO2(g)，测得氧气的平衡转化率α与起始压强、温度的关系如图所示。p1、p2、p3由大到小的顺序是___ 。
已知：①2Cr2S3(s)
4Cr(s)+3S2(g) △H1②S2(g)+2O2(g)
2SO2(g) △H2(1)则2Cr2S3(s)+6O2(g)
4Cr(s)+6SO2(g)的△H=(2)在恒温恒容条件下，发生反应S2(g)+2O2(g)
2SO2(g)。①下列说法正确的是
a.气体的密度不变，则反应一定达到了平衡状态
b.气体的平均相对分子质量不变，反应一定处于平衡状态
c.加入优质催化剂加快反应速率，提高转化率
②在2L恒容密闭容器中充入1.0molS2(g)和1.5molO2(g)发生反应，反应达到平衡时容器压强为起始时的80%，平衡常数K=
(3)在恒容密闭容器中，发生反应S2(g)+2O2(g)
2SO2(g)，测得氧气的平衡转化率α与起始压强、温度的关系如图所示。p1、p2、p3由大到小的顺序是
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(0.4)
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【推荐2】机动车尾气和燃煤产生的烟气是目前城市空气污染的重要原因之一。NO和CO均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g) ∆H=-akJ·mol-1
(1)CO可用于炼铁，已知：
①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0kJ/mol
②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172.5kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为_____________________
(2)在一定温度下，将1.2 mol NO、1.0 mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示。
0~20 min CO2的平均速率v(CO2)=____________ ，CO的转化率为____________
(3)下列能够说明该反应已经达到平衡的是__________
a.该容器内压强不再改变
b.上述反应的焓变∆H不变
c. v(NO)=2v(N2)
d.混合气体的密度不再变化
(4)若保持反应体系的温度不变，20 min时再向容器中充CO、CO2各0.2mol，化学平衡将__________ (填“逆向”“正向”或“不”)移动。重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为__________ (结果保留两位有效数字)
(5)利用反应2NO2+4CO=N2+4CO2可以处理汽车尾气。若将该反应设计为原电池，用熔融NaCO3作电解质，其正极电极反应式为_____________
(6)工业上用氨水将SO2转化为(NH4)2SO3，再氧化为(NH4)2SO4。已知25℃时，0.05mol/L(NH4)2SO4溶液的pH=a，则c(NH4+)：c(NH3·H2O)=__________ 用含a的代数式表示，已知NH3·H2O的电离常数为Kb=1.7×10-5)。
2CO2(g)+N2(g) ∆H=-akJ·mol-1(1)CO可用于炼铁，已知：
①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0kJ/mol
②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172.5kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为
(2)在一定温度下，将1.2 mol NO、1.0 mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示。
0~20 min CO2的平均速率v(CO2)=
(3)下列能够说明该反应已经达到平衡的是
a.该容器内压强不再改变
b.上述反应的焓变∆H不变
c. v(NO)=2v(N2)
d.混合气体的密度不再变化
(4)若保持反应体系的温度不变，20 min时再向容器中充CO、CO2各0.2mol，化学平衡将
(5)利用反应2NO2+4CO=N2+4CO2可以处理汽车尾气。若将该反应设计为原电池，用熔融NaCO3作电解质，其正极电极反应式为
(6)工业上用氨水将SO2转化为(NH4)2SO3，再氧化为(NH4)2SO4。已知25℃时，0.05mol/L(NH4)2SO4溶液的pH=a，则c(NH4+)：c(NH3·H2O)=
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【推荐3】氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景，请回答下列问题：
Ⅰ.转化脱硫：将天然气压入吸收塔，30 ℃时，在T.F菌作用下，酸性环境中脱硫过程示意图如下。
(1)过程ⅰ中H2S发生了_______ (填“氧化”或“还原”)反应。
(2)过程ⅱ的离子方程式是_______ 。
(3)已知：①Fe3+在pH为1.9时开始沉淀，3.2时沉淀完全。②30 ℃时，在T.F菌作用下，不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率如表。
请结合以上信息，判断工业脱硫应选择的最佳pH范围为_______ ，并说明原因：_______ 。
Ⅱ.蒸气转化：在催化剂的作用下，水蒸气将CH4氧化。结合图回答问题。
(4)写出甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式：_______ 。
(5)第Ⅱ步为可逆反应。在800 ℃时，恒容密闭容器中CO的起始浓度为a mol/L，水蒸气的起始浓度为1.5a mol/L，达到化学平衡状态后，CO平衡转化率为60%，则此反应的平衡常数为_______ 。
(6)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO，基本原理如图所示，阴极的反应式是_______ 和CO2+2e—=CO+O2—。
Ⅰ.转化脱硫：将天然气压入吸收塔，30 ℃时，在T.F菌作用下，酸性环境中脱硫过程示意图如下。
(1)过程ⅰ中H2S发生了
(2)过程ⅱ的离子方程式是
(3)已知：①Fe3+在pH为1.9时开始沉淀，3.2时沉淀完全。②30 ℃时，在T.F菌作用下，不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率如表。
| pH | 0.9 | 1.2 | 1.5 | 1.8 | 2.1 | 2.4 | 2.7 | 3.0 |
| Fe2+氧化速率/(g·L-1·h-1) | 4.5 | 5.3 | 6.2 | 6.8 | 7.0 | 6.6 | 6.2 | 5.6 |
Ⅱ.蒸气转化：在催化剂的作用下，水蒸气将CH4氧化。结合图回答问题。
(4)写出甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式：
(5)第Ⅱ步为可逆反应。在800 ℃时，恒容密闭容器中CO的起始浓度为a mol/L，水蒸气的起始浓度为1.5a mol/L，达到化学平衡状态后，CO平衡转化率为60%，则此反应的平衡常数为
(6)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO，基本原理如图所示，阴极的反应式是
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【推荐1】科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”，其简单流程如图所示(条件及物质未标出)。
(1)已知：
、CO、
的标准燃烧热(ΔH)分别为
、
、
，则上述流程中第一步反应
的
___________ 。
(2)工业中和
制备甲醇的方程式为
，某温度下，将
和
充入体积不变的2L密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如下表，该温度下的平衡转化率为___________ 。
(3)某温度下，将和按物质的量之比1：3通入压强为8MPa的恒压密闭容器中，发生(2)中反应，达到平衡时，测得的平衡转化率为50%，则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)。
(4)经催化加氢可合成低碳烯烃：
。在0.1MPa时，按
投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①该反应的ΔH___________ (填“＞”或“＜”)。
②曲线c表示的物质为___________ 。
③为提高的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是___________ 。
(1)已知：
、CO、的标准燃烧热(ΔH)分别为、、，则上述流程中第一步反应的(2)工业中
和制备甲醇的方程式为，某温度下，将和充入体积不变的2L密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如下表，该温度下的平衡转化率为| 时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
 | 0.90 | 0.85 | 0.836 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
和按物质的量之比1：3通入压强为8MPa的恒压密闭容器中，发生(2)中反应，达到平衡时，测得的平衡转化率为50%，则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)。(4)
经催化加氢可合成低碳烯烃：。在0.1MPa时，按投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。①该反应的ΔH
②曲线c表示的物质为
③为提高
的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是
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(0.4)
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【推荐2】回答下列问题。
Ⅰ．氨是重要的基础化工品之一。
(1)已知：
①写出氨气在高温、高压、催化剂条件下生成氮气和氢气的热化学方程式：___________ 。
②已知合成氨反应的正反应活化能为
(单位为
)，则其逆反应活化能为___________ (用含的代数式表示)。
(2)
时，在恒压密闭容器中投入
和
发生反应
，起始时的体积为
，平衡时
的体积分数为
，则该温度下的平衡常数
___________ (保留两位有效数字)；其他条件不变，若向此平衡体系中再充入
和
，则平衡时的体积分数___________ (填“<”“>”或“=”)。
Ⅱ．1922年，德国奥堡工厂建成世界首座以
和
为原料生产尿素(
)的工业装置。该工艺的主要原理为：
①
(快反应)
②
(慢反应)
一定条件下，的平衡转化率与温度、初始氨碳比
的关系如图所示：
(3)两曲线中，
___________ 
(填“>”“<”或“=”)。
(4)若
，
时，的平衡转化率为___________ 。
(5)其他条件不变，随着温度的升高，的平衡转化率先升高后下降，“先升高”的原因是___________ ；“后下降”的原因是由于设备腐蚀加剧等因素，的平衡转化率下降。
Ⅰ．氨是重要的基础化工品之一。
(1)已知：
①写出氨气在高温、高压、催化剂条件下生成氮气和氢气的热化学方程式：
②已知合成氨反应的正反应活化能为
(单位为)，则其逆反应活化能为(用含的代数式表示)。(2)
时，在恒压密闭容器中投入和发生反应，起始时的体积为，平衡时的体积分数为，则该温度下的平衡常数和，则平衡时的体积分数(填“<”“>”或“=”)。Ⅱ．1922年，德国奥堡工厂建成世界首座以
和为原料生产尿素()的工业装置。该工艺的主要原理为：①
(快反应)②
(慢反应)一定条件下，
的平衡转化率与温度、初始氨碳比的关系如图所示：(3)两曲线中，
(填“>”“<”或“=”)。(4)若
，时，的平衡转化率为(5)其他条件不变，随着温度的升高，
的平衡转化率先升高后下降，“先升高”的原因是的平衡转化率下降。
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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3】氮气氢气合成氨过程中制氢气的原理如下：
①CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
（1）对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是_______ 。
a．升高温度 b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 d．降低压强
（2）利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为________ 。
（3）图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：____________ 。
（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图(b)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图________ 。
①CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1（1）对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是
a．升高温度 b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 d．降低压强
（2）利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为
（3）图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：
（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图(b)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图
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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】根据要求回答下列问题：
(1)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：
阴极区发生的反应有_______ (写反应方程式)。电路中转移1mol电子，需消耗氧气__________ L(标准状况)。
(2)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接
或
，可交替得到和
。
①制时，连接_______ 。产生的电极反应式是_______ 。
②改变开关连接方式，可得。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：_______ 。
(3)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_______ 。
(4)
也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式_____ 。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_______ ，其迁移方向是_____ 。
(1)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：
阴极区发生的反应有
(2)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接
或，可交替得到和。①制
时，连接的电极反应式是②改变开关连接方式，可得
。③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：
(3)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为
(4)
也可采用“电解法”制备，装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为
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解答题-实验探究题
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(0.4)
名校
【推荐2】钴的化合物用途广泛，可用于指示剂和催化剂制备。___________ 。
(2)钴有多种氧化物，其中Co3O4可用作电极，若选用KOH电解质溶液，通电时可转化为CoOOH，其电极反应式为___________ 。
(3)以尿素为原料也可获得CoCO3并制备Co3O4。已知：尿素水溶液呈弱碱性，在70℃以上能缓慢水解产生CO
，在pH为1~3时水解速率对生成CoCO3沉淀较为适宜。设计以CoCl2溶液、尿素、盐酸为原料，制备Co3O4实验方案：___________ 。
(4)为测定某草酸钴样品中草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的质量分数，进行如下实验：
①取草酸钴(CoC2O4·2H2O)样品3.050g，加入100.00mL0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液，加热(该条件下Co2+不被氧化)。
②充分反应后将溶液冷却至室温，加入250 mL容量瓶中，定容。
③取25.00 mL溶液，用0.1000 mol·L-1 FeSO4溶液滴定，消耗18.00mL FeSO4溶液。
计算样品中草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的质量分数___________ (写出计算过程)。
(2)钴有多种氧化物，其中Co3O4可用作电极，若选用KOH电解质溶液，通电时可转化为CoOOH，其电极反应式为
(3)以尿素为原料也可获得CoCO3并制备Co3O4。已知：尿素水溶液呈弱碱性，在70℃以上能缓慢水解产生CO
，在pH为1~3时水解速率对生成CoCO3沉淀较为适宜。设计以CoCl2溶液、尿素、盐酸为原料，制备Co3O4实验方案：(4)为测定某草酸钴样品中草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的质量分数，进行如下实验：
①取草酸钴(CoC2O4·2H2O)样品3.050g，加入100.00mL0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液，加热(该条件下Co2+不被氧化)。
②充分反应后将溶液冷却至室温，加入250 mL容量瓶中，定容。
③取25.00 mL溶液，用0.1000 mol·L-1 FeSO4溶液滴定，消耗18.00mL FeSO4溶液。
计算样品中草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的质量分数
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解答题-原理综合题
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】研究含碳、氮、硫的化合物对能源、环保及材料发展等方面有着重要意义。
(1)已知下列热化学方程式：
i．
ii．
又已知在相同条件下，反应
的正反应的活化能Ea(正)为akJ⋅mol﹣1，则其逆反应的活化能Eb(逆)为______ kJ⋅mol﹣1(用含a的代数式表示)。
(2)将含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2在催化剂作用下生成可再生能源甲醇，相关反应如下：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①现使用一种催化剂(CZZA/rGO)，按n(CO2)：n(H2)=1：3(总量为amol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率为转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图(忽略温度对催化剂的影响)。在513K达平衡时，反应体系内甲醇的物质的量为___________ mol(列出计算式)；随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加，但甲醇的选择率降低，请分析其原因：___________ 。___________ (填字母)。
A．根据图中曲线分析，催化剂Ⅰ的催化效果最好
B．b点v正可能等于v逆
C．a点转化率比c点高，可能的原因是该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率降低
D．CO2与H2浓度比保持1：3不再变化，说明该反应已达平衡状态
③若将密闭容器恒定为1L，温度为180℃，起始时充入2.0molCO2和2.0molH2，使其仅按反应Ⅱ进行。已知：反应速率
，CO2平衡转化率为60%。该温度下，k正与k逆的比值为___________ (保留两位有效数字)。
(3)已知反应
能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。___________ (填“增大”或“减小”)。
②a极的电极反应式是___________ 。
(1)已知下列热化学方程式：
i．
ii．
又已知在相同条件下，反应
的正反应的活化能Ea(正)为akJ⋅mol﹣1，则其逆反应的活化能Eb(逆)为(2)将含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2在催化剂作用下生成可再生能源甲醇，相关反应如下：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①现使用一种催化剂(CZZA/rGO)，按n(CO2)：n(H2)=1：3(总量为amol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率为转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图(忽略温度对催化剂的影响)。在513K达平衡时，反应体系内甲醇的物质的量为
A．根据图中曲线分析，催化剂Ⅰ的催化效果最好
B．b点v正可能等于v逆
C．a点转化率比c点高，可能的原因是该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率降低
D．CO2与H2浓度比保持1：3不再变化，说明该反应已达平衡状态
③若将密闭容器恒定为1L，温度为180℃，起始时充入2.0molCO2和2.0molH2，使其仅按反应Ⅱ进行。已知：反应速率
，CO2平衡转化率为60%。该温度下，k正与k逆的比值为(3)已知反应
能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。
②a极的电极反应式是
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