氨在国民经济生产中占有重要地位。下图是合成氨的简要流程和反应方程式：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H<0。
(1)图中混合物X是_______ ，这样操作的目的是_______ 。
(2)T C时在容积为2 L的恒容密闭容器中充入0.8 mol N2(g)和1.6 mol H2(g)，5 min后达到平衡，测得N2的浓度为0.3 mol/L。
①计算此段时间内的平均反应速率v(NH3)=_______ ， H2的转化率为_______ 。
②已知450 K时该反应的平衡常数K=2.04，则(2)中的反应温度T_______ 450 K(填“>”“<”或“=”)。
(3)下列措施可提高N2平衡转化率的是_______ (填序号)。
a．恒容时充入H2，使体系总压强增大
b．恒容时将NH3，从体系中分离
c．恒容时充入He，使体系总压强增大
d．加入合适的催化剂
(4)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在低温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO)表面与水发生反应：2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g) △H= +1530.4 kJ/mol。进一步研究NH3的生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、压强为1.0×105 Pa，反应时间为3 h)：
当温度高于323 K时，NH3的生成量反而降低的可能原因是_______ 。
2NH3(g) △H<0。(1)图中混合物X是
(2)T C时在容积为2 L的恒容密闭容器中充入0.8 mol N2(g)和1.6 mol H2(g)，5 min后达到平衡，测得N2的浓度为0.3 mol/L。
①计算此段时间内的平均反应速率v(NH3)=
②已知450 K时该反应的平衡常数K=2.04，则(2)中的反应温度T
(3)下列措施可提高N2平衡转化率的是
a．恒容时充入H2，使体系总压强增大
b．恒容时将NH3，从体系中分离
c．恒容时充入He，使体系总压强增大
d．加入合适的催化剂
(4)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在低温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO)表面与水发生反应：2N2(g)+6H2O(1)
4NH3(g)+3O2(g) △H= +1530.4 kJ/mol。进一步研究NH3的生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、压强为1.0×105 Pa，反应时间为3 h)：| T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
| NH3的生成量/(×10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
更新时间：2023-11-24 10:15:02
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解答题-原理综合题
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【推荐1】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机，有助于实现碳达峰、碳中和。
I.CO2催化加氢制甲醇(CH3OH)
①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol
③
CO(g)+H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-45.1kJ/mol
(1)反应①的ΔH1=____ 。
(2)在催化剂作用下CO2加氢可制得甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面；图中*H已省略)。
上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决速步反应的化学方程式为____ 。
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有____ 。
II：CO2催化(固体催化剂)加氢合成甲烷
主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-165kJ·mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1
在不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性(CH4选择性=
)随温度变化的影响如图所示。
(4)对比上述三种催化剂的催化性能，工业上选择的催化剂是Ni-20CeO2/MCM-41，其使用的合适温度为____ ℃左右(填选项)。
A.300 B.340 C.380 D.420
当温度高于400℃时，CO2转化率和生成CH4选择性均有所下降，其原因可能是____ 。(答出一点即可)
(5)向某恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，其分压分别为0.85MPa、2.7MPa，在温度t℃，某催化剂催化下发生甲烷化反应，一段时间后，主、副反应均达平衡(不考虑其它副反应)，测得容器内CH4和H2O的分压分别为0.6MPa、1.25MPa，则主反应的分压平衡常数Kp=____ MPa-2。
I.CO2催化加氢制甲醇(CH3OH)
①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1②CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol③
CO(g)+H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-45.1kJ/mol(1)反应①的ΔH1=
(2)在催化剂作用下CO2加氢可制得甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面；图中*H已省略)。
上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决速步反应的化学方程式为
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有
| A．加压，反应②的平衡不移动，化学平衡常数不变 |
| B．增大H2的浓度，有利于提高CO2的平衡转化率 |
| C．加入催化剂，可以降低反应的反应热 |
| D．及时分离除CH3OH，循环利用CO2和H2，可以提高反应速率和原料的利用率 |
II：CO2催化(固体催化剂)加氢合成甲烷
主反应：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-165kJ·mol-1副反应：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1在不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性(CH4选择性=
)随温度变化的影响如图所示。(4)对比上述三种催化剂的催化性能，工业上选择的催化剂是Ni-20CeO2/MCM-41，其使用的合适温度为
A.300 B.340 C.380 D.420
当温度高于400℃时，CO2转化率和生成CH4选择性均有所下降，其原因可能是
(5)向某恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，其分压分别为0.85MPa、2.7MPa，在温度t℃，某催化剂催化下发生甲烷化反应，一段时间后，主、副反应均达平衡(不考虑其它副反应)，测得容器内CH4和H2O的分压分别为0.6MPa、1.25MPa，则主反应的分压平衡常数Kp=
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解答题-工业流程题
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名校
解题方法
【推荐2】在未来能源领域——“人造太阳”计划中，磷酸二氢钾(KH2PO4)有重要作用，以氯磷灰石(主要成分为Ca5(PO4)3Cl，还含有少量Al2O3、Fe2O3等杂质)为原料制备KH2PO4的一种工艺流程如图所示：
已知：①Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38
②Ca3(PO4)2与CaHPO4均难溶于水，Ca(H2PO4)2能溶于水。
(1)“酸浸”时发生的化学反应为Ca5(PO4)3Cl+5H2SO4(浓)=5CaSO4+3H3PO4+HCl↑，该反应体现了浓硫酸的______ 性和______ 性。可提高酸浸反应速率的措施有______ 。(写其中一条即可)
(2)反应II的化学方程式为______ 。
(3)滤渣的成分为______ ，若
离子)≤1.0×10-5mol•L-1时表明沉淀完全，计算Fe3+完全沉淀时的pH=______ 。
(4)常温下磷酸的电离平衡常数Ka1=7.1×10-3、Ka2=6.3×10-8、Ka3=4.4×10-13，H2CO3的电离常数Ka1=4.3×10-7、Ka2=4.7×10-11，若将磷酸滴入碳酸钠溶液中反应的离子方程式错误的是______ 。
(5)以熔融碳酸钠燃料电池(图1)为电源，KH2PO4可通过图2装置电解制备：
①燃料电池(图1)中电极A上H2参与的电极反应式为______ 。
②电解池中若通电前a、b两室溶液的质量相等，若有2NA个K+通过交换膜，则两室溶液的质量差为______ g。
已知：①Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38
②Ca3(PO4)2与CaHPO4均难溶于水，Ca(H2PO4)2能溶于水。
(1)“酸浸”时发生的化学反应为Ca5(PO4)3Cl+5H2SO4(浓)=5CaSO4+3H3PO4+HCl↑，该反应体现了浓硫酸的
(2)反应II的化学方程式为
(3)滤渣的成分为
离子)≤1.0×10-5mol•L-1时表明沉淀完全，计算Fe3+完全沉淀时的pH=(4)常温下磷酸的电离平衡常数Ka1=7.1×10-3、Ka2=6.3×10-8、Ka3=4.4×10-13，H2CO3的电离常数Ka1=4.3×10-7、Ka2=4.7×10-11，若将磷酸滴入碳酸钠溶液中反应的离子方程式错误的是
A．H3PO4+CO =HCO +H2PO |
| B．2H3PO4+CO=CO2↑+2H2PO |
C．H3PO4+2CO=2HCO+HPO |
D．H3PO4+3CO=3HCO+PO |
①燃料电池(图1)中电极A上H2参与的电极反应式为
②电解池中若通电前a、b两室溶液的质量相等，若有2NA个K+通过交换膜，则两室溶液的质量差为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】尿素[CO(NH2)2]，又称碳酰胺，是目前含氨量较高的氮肥，适用于各种土壤和植物。
已知：
①
②
③
(1)请写出由N2、H2和CO2合成尿素的热化学方程式：_______ 。
(2)相比③，若②的反应速率更快，下列示意图_______(填标号)最能体现②③反应过程的能量变化。
(3)在某温度下，将NH3和CO2以物质的量之比2∶1置于一恒容密闭容器中反应：
，NH3的转化率随时间变化关系如图所示。t1时反应达到平衡，此时的压强为p MPa。
①下列说法能判断该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A．容器压强不变
B．消耗1 mol CO2时，生成1 mol H2O
C．容器内n(C)与n(N)的比值不发生变化
D．混合气体的平均摩尔质量不变
②t1时反应达到平衡，CO2的体积分数为_______ (保留三位有效数字)，c(NH3)：c(CO2)：c(H2O)=_______ ；平衡常数Kp=_______ 
(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
③向平衡后的反应体系中再通入2 molNH3，Kp将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
④图中t2时，NH3的转化率发生改变，此时改变的反应条件是_______ (请写出任意一条)。
已知：
①
②
③
(1)请写出由N2、H2和CO2合成尿素的热化学方程式：
(2)相比③，若②的反应速率更快，下列示意图_______(填标号)最能体现②③反应过程的能量变化。
A． | B． |
C． | D． |
，NH3的转化率随时间变化关系如图所示。t1时反应达到平衡，此时的压强为p MPa。①下列说法能判断该反应达到平衡状态的是
A．容器压强不变
B．消耗1 mol CO2时，生成1 mol H2O
C．容器内n(C)与n(N)的比值不发生变化
D．混合气体的平均摩尔质量不变
②t1时反应达到平衡，CO2的体积分数为
(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。③向平衡后的反应体系中再通入2 molNH3，Kp将
④图中t2时，NH3的转化率发生改变，此时改变的反应条件是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业，是一种浅黄色、遇水易分解的固体，但溶于浓硫酸后并不分解。某实验小组将在A中产生的SO2通入浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中制备亚硝酰硫酸，并测定产品的纯度。
(1)仪器X的名称为___________ ；
(2)按气流从左到右的顺序，上述仪器的连接顺序为(填仪器接口字母)___________ 。
(3)①装置B中发生反应的化学方程式为___________ 。
②开始时反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，温度变化不大，但反应速率明显加快，其可能原因是___________ 。
(4)装置B中维持反应体系温度不高于20℃的主要原因是___________ 。
(5)测定产品的纯度：称取4.5g产品放入锥形瓶中，加入100.00 mL 0.10mol/L的KMnO4溶液和适量H2SO4，摇匀，再将溶液加热至60~70℃(使生成的HNO3挥发逸出)，冷却至室温，然后用0.20 mol/L的Na2C2O4标准溶液滴定至终点，消耗Na2C2O4溶液的体积为25.00 mL。
已知：2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4，2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+5Na2SO4+8H2O。
①滴定终点的现象为___________ 。
②该产品的纯度为___________ % (保留小数点后一位)。
(1)仪器X的名称为
(2)按气流从左到右的顺序，上述仪器的连接顺序为(填仪器接口字母)
(3)①装置B中发生反应的化学方程式为
②开始时反应缓慢，待生成少量NOSO4H后，温度变化不大，但反应速率明显加快，其可能原因是
(4)装置B中维持反应体系温度不高于20℃的主要原因是
(5)测定产品的纯度：称取4.5g产品放入锥形瓶中，加入100.00 mL 0.10mol/L的KMnO4溶液和适量H2SO4，摇匀，再将溶液加热至60~70℃(使生成的HNO3挥发逸出)，冷却至室温，然后用0.20 mol/L的Na2C2O4标准溶液滴定至终点，消耗Na2C2O4溶液的体积为25.00 mL。
已知：2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4，2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+5Na2SO4+8H2O。
①滴定终点的现象为
②该产品的纯度为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】某化学兴趣小组为了探究催化剂对H2O2分解速率的影响，进行了一系列实验，请回答相关问题。
(1)将0.10molMnO2粉末加入到40mLH2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。
①该实验放出气体的总体积是_______ mL。
②A、B两点反应速率较慢的为_______ 点，理由是_______ 。
③H2O2的初始物质的量浓度是_______ (保留两位有效数字)。
(2)已知：Fe3+和Cu2+也能作为H2O2分解的催化剂，为了比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，设计了如下图甲、乙所示的实验。
①定性分析：如图甲可通过观察_______ ，定性比较得出结论。小红认为此方案还需要进一步控制变量，提出可将试剂CuSO4更换为_______ (填化学式)。
②定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为标准，其它可能影响实验的因素均忽略。实验中需要测量的数据是_______ 。
(1)将0.10molMnO2粉末加入到40mLH2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。
①该实验放出气体的总体积是
②A、B两点反应速率较慢的为
③H2O2的初始物质的量浓度是
(2)已知：Fe3+和Cu2+也能作为H2O2分解的催化剂，为了比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，设计了如下图甲、乙所示的实验。
①定性分析：如图甲可通过观察
②定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为标准，其它可能影响实验的因素均忽略。实验中需要测量的数据是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】Ⅰ.含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量
：
。判断该反应的自发性并说明理由___________ 。
(2)已知
。850K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的和
，当反应达到平衡后测得、和
的浓度分别为
、
和
。
①该温度下反应的平衡常数为___________ 。
②平衡时的转化率为___________ 。
(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法不正确的是___________ 。
A．须采用高温高压的反应条件使氧化为
B．进入接触室之前的气流无需净化处理
C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和的转化率
D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收以提高吸收速率
②接触室结构如图1所示，其中1～4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是___________ 。
A．
B．
C．
D．
E．
F．
G．
Ⅱ.一定条件下，用
、NiO或
作催化剂对燃煤烟气回收。反应为
。
(4)其他条件相同、催化剂不同，的转化率随反应温度的变化如图3，和NiO作催化剂均能使的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择的主要优点是：___________ 。
(5)某科研小组用作催化剂。在380℃时，分别研究了
为1：1、3：1时转化率的变化情况图4。则图4中表示
的变化曲线为___________ 。
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量
： 。判断该反应的自发性并说明理由(2)已知
。850K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的和，当反应达到平衡后测得、和的浓度分别为、和。①该温度下反应的平衡常数为
②平衡时
的转化率为(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法不正确的是
A．须采用高温高压的反应条件使
氧化为B．进入接触室之前的气流无需净化处理
C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和
的转化率D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收
以提高吸收速率②接触室结构如图1所示，其中1～4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是
A．
B． C． D． E． F． G．Ⅱ.一定条件下，用
、NiO或作催化剂对燃煤烟气回收。反应为 。(4)其他条件相同、催化剂不同，
的转化率随反应温度的变化如图3，和NiO作催化剂均能使的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择的主要优点是：(5)某科研小组用
作催化剂。在380℃时，分别研究了为1：1、3：1时转化率的变化情况图4。则图4中表示的变化曲线为
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】2022年3月4日，全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置，在山东邹城工业园区开车成功，生产出符合国Ⅵ标准的清洁汽油产品。
转化过程如图1：
(1)写出反应①的化学方程式_______
(2)一定温度下，向2L的密闭容器中加入一定量的
气体发生反应①，产物均为气态。反应过程中气体和CO气体的物质的量与时间的关系如图2所示。回答下列问题：
图2
①t1min时，正、逆反应速率的大小关系为v正_______ v逆 (填“>”“<”或“=”)。
②
内，的的平均反应速率为_______ 。
③判断该反应达到平衡状态的依据是_______ (填序号)
A.和CO气体的浓度相等
B.混合气体的总物质的量不再改变
C.单位时间内的消耗量等于CO的消耗量
D.混合气体的密度不随时间变化
④能加快反应速率的措施任写两条_______ 。
(3)原料氢气，采用
为原料进行气固相反应实现水的分解制得，其反应原理如图3所示。可以循环利用的物质有_______ 。
转化过程如图1：(1)写出反应①的化学方程式
(2)一定温度下，向2L的密闭容器中加入一定量的
气体发生反应①，产物均为气态。反应过程中气体和CO气体的物质的量与时间的关系如图2所示。回答下列问题：图2
①t1min时，正、逆反应速率的大小关系为v正
②
内，的的平均反应速率为③判断该反应达到平衡状态的依据是
A.
和CO气体的浓度相等 B.混合气体的总物质的量不再改变
C.单位时间内
的消耗量等于CO的消耗量 D.混合气体的密度不随时间变化
④能加快反应速率的措施任写两条
(3)原料氢气，采用
为原料进行气固相反应实现水的分解制得，其反应原理如图3所示。可以循环利用的物质有
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐2】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。回答下列问题：
(1)德国化学家F.Haber从1902年开始研究N2和H2直接合成NH3。在1.01×105Pa、250℃时，将1molN2和1molH2加入刚性容器中充分反应，测得NH3的物质的量分数为4%，其他条件不变，温度升高至450℃，测得NH3的物质的量分数为2.5%，则可判断合成氨反应△H___ 0(填“
”或“
”)。
(2)在2L密闭容器中，投入4molN2和6molH2，在一定条件下生成NH3，测得不同温度下，平衡时NH3的物质的量数据如表：
①温度T1___ (填“>”“<”或“=”)T3。
②在T2温度下，达到平衡时N2的转化率为__ 。
(3)T℃时，在恒温恒容的密闭条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示：
①表示H2浓度变化的曲线是___ (填“A”、“B”或“C”。与(1)中的实验条件(1.01×105Pa、450℃)相比，改变的条件可能是___ 。
②在0～25min内N2的平均反应速率为___ 。在该条件下反应的平衡常数为___ (保留两位有效数字)。
(1)德国化学家F.Haber从1902年开始研究N2和H2直接合成NH3。在1.01×105Pa、250℃时，将1molN2和1molH2加入刚性容器中充分反应，测得NH3的物质的量分数为4%，其他条件不变，温度升高至450℃，测得NH3的物质的量分数为2.5%，则可判断合成氨反应△H
”或“”)。(2)在2L密闭容器中，投入4molN2和6molH2，在一定条件下生成NH3，测得不同温度下，平衡时NH3的物质的量数据如表：
| 温度/K | T1 | T2 | T3 | T4 |
| n(NH3)/mol | 3.6 | 3.2 | 2.8 | 2.0 |
①温度T1
②在T2温度下，达到平衡时N2的转化率为
(3)T℃时，在恒温恒容的密闭条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示：①表示H2浓度变化的曲线是
②在0～25min内N2的平均反应速率为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应：
a.CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ∆H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5
(1)根据盖斯定律，反应a的∆H1=___________ (写出一个合理的代数式即可)。
(2)一定条件下，c反应CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分___________ 步进行，其中第___________ 步的正反应活化能最大。
(3)某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行a反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，则其平衡常数为___________ 。
(4)在一固定容积的密闭容器中进行b反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其平衡常数K和温度T的关系如下：
①该反应的正反应为___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
②当温度为850℃，某时刻测得容器中各物质的物质的量如下：
此时上述反应正、逆反应速率的关系为：υ正___________ υ逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在一定温度下，压缩容器体积增大压强，则该反应中H2(g)的平衡转化率___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。工业生产中，通过此方法使容器压强增大以加快反应速率，却意外发现H2(g)的转化率也显著提高，请你从平衡原理解释其原因可能是___________ 。
a.CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ∆H1b.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H2c.CH4(g)
C(s)+2H2(g) ∆H3d.2CO(g)
CO2(g)+C(s) ∆H4e.CO(g)+H2(g)
H2O(g)+C(s) ∆H5(1)根据盖斯定律，反应a的∆H1=
(2)一定条件下，c反应CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分
(3)某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行a反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，则其平衡常数为
(4)在一固定容积的密闭容器中进行b反应：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)。其平衡常数K和温度T的关系如下：| T/℃ | 700 | 800 | 850 | 1000 | 1200 |
| K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
②当温度为850℃，某时刻测得容器中各物质的物质的量如下：
| CO | H2O | CO2 | H2 |
| 0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
③在一定温度下，压缩容器体积增大压强，则该反应中H2(g)的平衡转化率
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】碳和氮的化合物是广泛的化工原料，回答下列问题：
I．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
回答下列问题：
(1)该反应为反应___________ (填“吸热”、“放热”)。
(2)某温度下，平衡浓度符合下式：
，试判断此时的温度为___________ ℃。
(3)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为
，
，
，
，则下一时刻，
___________ 
(填“>”、“<”或“=”)。
(4)反应达平衡后，向容器中通入与平衡混合气组成、比例相同的气体，达到新平衡时与原平衡相比，有关说法正确的是___________。
Ⅱ．NO2的二聚体
是火箭中常用氧化剂。完成下列问题。
(5)在1000K下，在某恒容容器中发生下列反应：
，将一定量的
放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率
随温度变化如图所示。图中a点对应温度下，已知的起始压强
为120KPa，列式计算该温度下反应的平衡常数
___________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
Ⅲ．
(6)下图是利用甲烷燃料电池给C电极上镀金属铜，A电极的电极反应式为___________ ，若C电极增重0.96g，则B电极上消耗O2的物质的质量为___________ 。
I．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：| t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应为反应
(2)某温度下，平衡浓度符合下式：
，试判断此时的温度为(3)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为
，，，，则下一时刻，(填“>”、“<”或“=”)。(4)反应达平衡后，向容器中通入与平衡混合气组成、比例相同的气体，达到新平衡时与原平衡相比，有关说法正确的是___________。
| A．反应物转化率增大 | B．逆反应速率增大 |
| C．各物质的比例不变 | D． 增大、 减小 |
Ⅱ．NO2的二聚体
是火箭中常用氧化剂。完成下列问题。(5)在1000K下，在某恒容容器中发生下列反应：
，将一定量的放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率随温度变化如图所示。图中a点对应温度下，已知的起始压强为120KPa，列式计算该温度下反应的平衡常数Ⅲ．
(6)下图是利用甲烷燃料电池给C电极上镀金属铜，A电极的电极反应式为
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】环戊二烯(
)是一种重要的有机化工原料。
Ⅰ．环戊二烯容易反应生成双环戊二烯(
)：
，不同温度下，溶液中环戊二烯()浓度(初始浓度为
)与反应时间的关系如图所示：
(1)反应开始至b点时，用双环戊二烯()表示的平均速率为______ 。
(2)
______ 
，b点的逆反应速率______ a点的正反应速率(两空均选填“>”、“<”或“=”)。
(3)一定量的环戊二烯气体在恒温恒压的密闭容器中发生上述反应，可说明一定达化学平衡状态的是______ 。
a．
b．容器内气体压强不再变化
c．容器内混合气体的密度不再变化
d．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
Ⅱ．可用伓戊烯(
)制备环戊二烯()，有如下反应：
反应i：
反应ii：
反应iii：
(4)反应i的焓变
______ ，反应iii的平衡常数
为______ (用
、
表示)。
(5)某温度时在恒容密闭容器中充入等物质的量的碘和环戊烯发生反应iii，起始总压为，平衡时总压为
。
①平衡时HI的体积分数为______ %。
②用平衡分压代替平衡浓度计算压强平衡常数
______ (要求用最简整数比，含的代数式表示)。
③达到平衡后，既增加环戊烯()的平衡转化率同时加快反应速率的措施有______ (仅写一条)
)是一种重要的有机化工原料。Ⅰ．环戊二烯容易反应生成双环戊二烯(
)：，不同温度下，溶液中环戊二烯()浓度(初始浓度为)与反应时间的关系如图所示：(1)反应开始至b点时，用双环戊二烯(
)表示的平均速率为(2)
，b点的逆反应速率(3)一定量的环戊二烯气体在恒温恒压的密闭容器中发生上述反应，可说明一定达化学平衡状态的是
a．
b．容器内气体压强不再变化
c．容器内混合气体的密度不再变化
d．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
Ⅱ．可用伓戊烯(
)制备环戊二烯()，有如下反应：反应i：
反应ii：
反应iii：
(4)反应i的焓变
为、表示)。(5)某温度时在恒容密闭容器中充入等物质的量的碘和环戊烯发生反应iii，起始总压为
，平衡时总压为。①平衡时HI的体积分数为
②用平衡分压代替平衡浓度计算压强平衡常数
的代数式表示)。③达到平衡后，既增加环戊烯(
)的平衡转化率同时加快反应速率的措施有
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(0.65)
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解题方法
【推荐3】在“碳达峰、碳中和”的大背景下，实现
的有效转化成为科研工作者的研究热点，以下是几种常见的利用方法：
I.以
作催化剂，可使在温和条件下转化为甲醇，反应经历如下过程：
i.催化剂活化：
(无活性)
(有活性)；
ii.与
在活化的催化剂表面发生反应①：
，同时也有反应②：
等副反应发生。
(1)反应①中碳原子的杂化方式变化情况为___________ 。
(2)某温度下，在恒容反应器中，能说明反应①达到平衡状态的是___________(填序号)。
(3)某温度下，与的混合气体以不同流速通过恒容反应器，气体流速与转化率、
选择性的关系如图,(已知：选择性
)选择性随气体流速增大而升高的原因可能有：
①___________ 。
②气体流速增大可减少产物中
的积累，减少催化剂的失活，从而提高选择性，请用化学方程式表示催化剂失活的原因：___________ 。
(4)碳酸氢盐分解可获得，在T℃时，将足量的某碳酸氢盐
固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：
。上述反应达平衡时体系的总压为
。保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的
，再加入足量
，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于
，则开始时通入的初始压强应大于___________ 。
II．一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用活性催化电极，电化学法制备甲酸(甲酸盐)，其工作原理如图所示。
(5)①b极为直流电源的___________ 极，写出电解过程中阴极表面发生的电极反应式：___________ 。
②若有1mol
通过质子交换膜时，该装置内生成
和HCOOH共计___________ mol。
的有效转化成为科研工作者的研究热点，以下是几种常见的利用方法：I.以
作催化剂，可使在温和条件下转化为甲醇，反应经历如下过程：i.催化剂活化：
(无活性)(有活性)；ii.
与在活化的催化剂表面发生反应①： ，同时也有反应②： 等副反应发生。(1)反应①中碳原子的杂化方式变化情况为
(2)某温度下，在恒容反应器中，能说明反应①达到平衡状态的是___________(填序号)。
A． |
| B．混合气体的平均摩尔质量不变 |
| C．混合气体的密度不变 |
D． 和的分压相等 |
与的混合气体以不同流速通过恒容反应器，气体流速与转化率、选择性的关系如图,(已知：选择性)选择性随气体流速增大而升高的原因可能有：①
②气体流速增大可减少产物中
的积累，减少催化剂的失活，从而提高选择性，请用化学方程式表示催化剂失活的原因：(4)碳酸氢盐分解可获得
，在T℃时，将足量的某碳酸氢盐固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：。上述反应达平衡时体系的总压为。保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的，再加入足量，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于，则开始时通入的初始压强应大于II．一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用活性催化电极，电化学法制备甲酸(甲酸盐)，其工作原理如图所示。
(5)①b极为直流电源的
②若有1mol
通过质子交换膜时，该装置内生成和HCOOH共计
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