神舟十五号顺利发射升空，标志着我国航天事业的飞速发展。
Ⅰ．火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题，常见推进剂的燃料包括汽油液肼(N2H4)、液氢等，具有不同的推进效能。回答下列问题：
(1)火箭推进剂可用N2H4作燃料，N2O4作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H1。相关物质的摩尔生成焓∆HfHm如下表所示。
注：一定温度下，由元素的最稳定单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓，用∆HfHm表示。如N2H4(1)的摩尔生成焓：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ∆HfHm =+165.8kJ/mol
①∆H1=___________ kJ/mol。
②结合化学反应原理分析，N2H4(l)作推近剂燃料可与N2O4(g)自发进行反应的原因是___________ 。
(2)火箭推进器内氨氧燃烧的简化反应历程如下图所示，分析其反应机理。___________ 步进行，其中氢氧燃烧决速步对应的反应方程式为___________ 。
Ⅱ．利用“一碳化学”技术可有效实现工业制氢，为推进剂提供了丰富的氢燃料，该工业制氢方法主要涉及以下两个反应：
a：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ∆H1=+247 kJ/mol
b：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41kJ/mol
已知为反应的标准压强平衡常数，其表达方法为：在浓度平衡常数表达式中，用各组分气体平衡时的相对分压代替浓度；气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以标准压力pΦ(pΦ=100kPa)。反应a、b的ln随
(T为温度)的变化如图所示。___________ ，反应a的标准压强平衡常数表达式
=___________ 。
②维持T1温度下，往恒容密闭容器中通入等量CH4、CO2、H2O混合气体发生反应a、b，初始压强为120kPa，达平衡时体系压强为140kPa．该温度下CH4的平衡转化率为___________ ，H2的平衡分压为___________ (结果保留3位有效数字)kPa。
Ⅲ．电解法在物质制备中具有巨大的研究价值，可广泛用于化工生产。
(4)我国科学家报道了一种在500℃下电解甲烷制氢的方法，反应原理如下图所示，请写出Ni电极上的电极反应式：___________ 。
Ⅰ．火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题，常见推进剂的燃料包括汽油液肼(N2H4)、液氢等，具有不同的推进效能。回答下列问题：
(1)火箭推进剂可用N2H4作燃料，N2O4作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H1。相关物质的摩尔生成焓∆HfHm如下表所示。
| 物质 | N2O4(g) | N2H4(l) | H2O(g) |
| 摩尔生成焓∆HfHm(kJ/mol) | +10.8 | +165.8. | -242.0 |
①∆H1=
②结合化学反应原理分析，N2H4(l)作推近剂燃料可与N2O4(g)自发进行反应的原因是
(2)火箭推进器内氨氧燃烧的简化反应历程如下图所示，分析其反应机理。
Ⅱ．利用“一碳化学”技术可有效实现工业制氢，为推进剂提供了丰富的氢燃料，该工业制氢方法主要涉及以下两个反应：
a：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ∆H1=+247 kJ/mol
b：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41kJ/mol
已知为反应的标准压强平衡常数，其表达方法为：在浓度平衡常数表达式中，用各组分气体平衡时的相对分压代替浓度；气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以标准压力pΦ(pΦ=100kPa)。反应a、b的ln随
(T为温度)的变化如图所示。
=②维持T1温度下，往恒容密闭容器中通入等量CH4、CO2、H2O混合气体发生反应a、b，初始压强为120kPa，达平衡时体系压强为140kPa．该温度下CH4的平衡转化率为
Ⅲ．电解法在物质制备中具有巨大的研究价值，可广泛用于化工生产。
(4)我国科学家报道了一种在500℃下电解甲烷制氢的方法，反应原理如下图所示，请写出Ni电极上的电极反应式：
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河北省石家庄市第四十三中学2023-2024学年高三上学期12月月考化学试题湖南省长沙市一中2024届高三下学期高考适应性演练(三）化学试题湖南省长沙市第一中学2024届高三下学期三模化学试题（已下线）T17-原理综合题（已下线）湖南省永州市道县第一中学2023-2024学年高三下学期5月期中考试化学试题
更新时间：2024-01-03 15:02:44
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解答题-原理综合题
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困难
(0.15)
【推荐1】通过甲烷干重整(DRM)反应可以实现甲烷的合理转化和二氧化碳的资源化利用。某研究小组用图1方法实现甲烷干重整。
．
．
．
．
．
①
___________ 。
②反应、、的
随
的变化如图2所示。反应、、中属于吸热反应的有___________ (填“”“”或“”)。
)，关键是开发出具有抗积碳性能(
)的催化剂。催化剂A、B对积碳与消碳的影响如图3所示：___________ 。
(3)图1中的反应①完成之后，以恒定流速将组成恒定的
、
混合气通入反应器中，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图4所示。反应过程中始终未检测到
，在催化剂上有积碳。下列有关图4的说法中不正确的是___________。
(4)在某温度下，若往装有足量
固体的恒压密闭反应器中充入
、混合气体且
，若只发生反应，压强恒定为
。
①的平衡转化率为50%，该反应的平衡常数
为___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
②的物质的量
随时间变化如图5所示。在相同温度、压强及起始物质的量不变情况下，通过调整、比例将平衡转化率提高至75%，请在图5中画出的物质的量随时间t变化的曲线。___________
． ． ． ． ． ①
②反应
、、的随的变化如图2所示。反应、、中属于吸热反应的有”“”或“”)。
)，关键是开发出具有抗积碳性能()的催化剂。催化剂A、B对积碳与消碳的影响如图3所示：
(3)图1中的反应①完成之后，以恒定流速将组成恒定的
、混合气通入反应器中，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图4所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳。下列有关图4的说法中不正确的是___________。
A． 之前只发生反应 |
B． ，可能有副反应发生，且生成 的速率大于反应 |
| C．之后，CO的气体流率减小，是因为催化剂失活或发生反应 |
D． 之后，可能是因为积碳，使反应不再发生，反应程度变小 |
(4)在某温度下，若往装有足量
固体的恒压密闭反应器中充入 、混合气体且，若只发生反应，压强恒定为。①
的平衡转化率为50%，该反应的平衡常数为②
的物质的量随时间变化如图5所示。在相同温度、压强及起始物质的量不变情况下，通过调整、比例将平衡转化率提高至75%，请在图5中画出的物质的量随时间t变化的曲线。
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解答题-原理综合题
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困难
(0.15)
名校
【推荐2】甲烷化反应即为氢气和碳氧化物反应生成甲烷，有利于实现碳循环利用．
已知涉及的反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)
______ 
(2)在
时，在固定容积的密闭容器中进行上述反应，平衡时
和的转化率及和的产率随
变化的情况如图1所示．
图中表示转化率、产率变化的曲线分别是______ 、______ （填标号），
、
两点的值相同，点通过改变温度达到点，则、
、三点温度由大到小的顺序是______ 。
②一定温度下，向恒容容器内充入
和
，初始压强为
，发生上述3个反应，达到平衡时的分压为
，的分压为
，则的选择性=______ [的选择性
用，，表示，下同]，反应Ⅱ的
______ （用分压表示，分压=总压×物质的量分数）。
(3)已知常温下，的溶度积常数为
，
的二级电离常数为
。溶于水除了沉淀溶解平衡，还存在碳酸根的水解（忽略二级水解）．则常温下，的实际溶解度比理论值______ （填“大”或者“小”）．若溶液
已知，则钙离子的实际浓度为______ 
[用含
，，
的式子表达]。
(4)用电解法可将转化为多种原料，原理如图．若铜电极上只产生
和气体，请写出产生的电极反应式__________________ ；电解后溶液的______ （填“变大”、“变小”或“不变”）．
已知涉及的反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)
(2)在
时，在固定容积的密闭容器中进行上述反应，平衡时和的转化率及和的产率随变化的情况如图1所示．图中表示
转化率、产率变化的曲线分别是、两点的值相同，点通过改变温度达到点，则、、三点温度由大到小的顺序是②一定温度下，向恒容容器内充入
和，初始压强为，发生上述3个反应，达到平衡时的分压为，的分压为，则的选择性=的选择性用，，表示，下同]，反应Ⅱ的(3)已知常温下，
的溶度积常数为，的二级电离常数为。溶于水除了沉淀溶解平衡，还存在碳酸根的水解（忽略二级水解）．则常温下，的实际溶解度比理论值已知，则钙离子的实际浓度为[用含，，的式子表达]。(4)用电解法可将
转化为多种原料，原理如图．若铜电极上只产生和气体，请写出产生的电极反应式
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解答题-原理综合题
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困难
(0.15)
名校
【推荐3】在推进碳达峰、碳中和的大背景下，可以通过多种手段实现的减排和资源化利用。请回答下列问题：
(1)科学家设想，二氧化碳加氢还原转化为推进剂甲烷，以实现星际旅行的愿望。其中涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①已知：
，则反应
的
______ （用含、、的代数式表示）。
②反应Ⅰ的
与温度的关系如图1所示。已知反应Ⅰ的速率方程为
，
，其中
、
为速率常数，只受温度影响。
曲线的是______ （填“MH”或“NG”）；反应Ⅰ的
（浓度平衡常数）与速率常数之间的关系为______ （用含、的代数式表示）。
③向某恒压密闭容器中充入5 mol CO2、和20mol、和在不同温度下同时发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时两种含碳物质的物质的量
与温度T的关系如图2所示。______ （填含碳物质的分子式）的物质的量与温度的关系变化曲线；800K时，若平衡时容器内总压为p，图2中缺少的含碳物质平衡时为1.0 mol，则反应Ⅱ的压强平衡常数
_____ （结果保留两位有效数字，为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。
(2)二氧化碳加氢制甲醇发生的主要化学反应如下：
①
kJ⋅mol
②
kJ⋅mol
控制压强为
Pa、
，其他条件相同时，在密闭容器中发生上述反应①、②，反应温度对的平衡转化率及
的平衡选择性的影响如图3、4所示[的选择性可表示为
]。的平衡转化率随温度升高而降低的原因是____________ 。
(3)金红石型
，可用于催化氢化，其立方晶胞结构如图所示，设阿伏加德罗常数的值为
。______ 中心（填字母）。
A.三角形 B.四面体 C.六面体 D.八面体
②该晶体的密度为______ g·cm（用含a、b、的代数式表示）。
的减排和资源化利用。请回答下列问题：(1)科学家设想，二氧化碳加氢还原转化为推进剂甲烷，以实现星际旅行的愿望。其中涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①已知：
，则反应的、、的代数式表示）。②反应Ⅰ的
与温度的关系如图1所示。已知反应Ⅰ的速率方程为，，其中、为速率常数，只受温度影响。
曲线的是（浓度平衡常数）与速率常数之间的关系为、的代数式表示）。③向某恒压密闭容器中充入5 mol CO2、和20mol
、和在不同温度下同时发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时两种含碳物质的物质的量与温度T的关系如图2所示。
为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。(2)二氧化碳加氢制甲醇发生的主要化学反应如下：
①
kJ⋅mol②
kJ⋅mol控制压强为
Pa、，其他条件相同时，在密闭容器中发生上述反应①、②，反应温度对的平衡转化率及的平衡选择性的影响如图3、4所示[的选择性可表示为]。
的平衡转化率随温度升高而降低的原因是(3)金红石型
，可用于催化氢化，其立方晶胞结构如图所示，设阿伏加德罗常数的值为。
A.三角形 B.四面体 C.六面体 D.八面体
②该晶体的密度为
（用含a、b、的代数式表示）。
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【推荐1】温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点。
(1)与重整可以同时利用两种温室气体，其工艺过程涉及如下反应：
反应①：
；
反应②：
；
反应③：
；
一定条件下，向体积为V L的密闭容器中通入、各1.0mol及少量
，测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
①图中a代表产物_______ 。
②当温度高于900K，
的产量随温度升高而下降的主要原因是_______ 。
(2)电催化转化合成气：电还原反应机理如图所示，由图可知，催化剂选择纳米
(纳米指的是含55个原子的
纳米颗粒)，理由是_______ 。该过程中，发生还原反应的步骤为_______ (填“I”“II”或“III”)。
(3)
电池能将二氧化碳(CO2)高效转化，研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤III的离子方程式。
I.
II.
III._______ IV.
(4)2021年9月，《科学》杂志发表论文，介绍人类首次以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接经过11步路径人工合成淀粉。前两步，是先将二氧化碳还原为甲醛。
请写出前两步总反应的化学方程式：_______ 。
(1)
与重整可以同时利用两种温室气体，其工艺过程涉及如下反应：反应①：
；反应②：
；反应③：
；一定条件下，向体积为V L的密闭容器中通入
、各1.0mol及少量，测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。①图中a代表产物
②当温度高于900K，
的产量随温度升高而下降的主要原因是(2)
电催化转化合成气：电还原反应机理如图所示，由图可知，催化剂选择纳米(纳米指的是含55个原子的纳米颗粒)，理由是(3)
电池能将二氧化碳(CO2)高效转化，研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤III的离子方程式。I.
II.III.
(4)2021年9月，《科学》杂志发表论文，介绍人类首次以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接经过11步路径人工合成淀粉。前两步，是先将二氧化碳还原为甲醛。
请写出前两步总反应的化学方程式：
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解答题-原理综合题
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(0.15)
解题方法
【推荐2】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1＜0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2＞0
Ⅲ.2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) △H3
在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)：n起始(H2)=1：4时，在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2平衡转化率、CO2实际转化率随温度的变化如图2所示。CH4的选择性可表示为
×100%。
(1)各物质的相对能量如图1所示，△H3=______ kJ•mol-1，平衡时CH4的选择性随着温度的升高______ ，用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度为______ ，450℃时，使CO2平衡转化率达到X点的值，可以采用的措施为_______ (写出一条)。
(2)在密闭容器中，1.01×105Pa，CO2和H2的起始物质的量分别为1mol和4mol，平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示，图中表示CH4的物质的量的曲线为______ 。在505℃，反应Ⅱ的平衡常数K=______ 。(保留两位有效数字)
(3)CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图4所示。反应体系中Ce呈现______ 种价态，催化剂中掺入少量CaO，用Ca2+替代CeO2结构中部分Ce4+形成CaxCe1-xOy，可提高催化效率的原因是_______ 。
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1＜0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2＞0
Ⅲ.2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) △H3
在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)：n起始(H2)=1：4时，在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2平衡转化率、CO2实际转化率随温度的变化如图2所示。CH4的选择性可表示为
×100%。(1)各物质的相对能量如图1所示，△H3=
(2)在密闭容器中，1.01×105Pa，CO2和H2的起始物质的量分别为1mol和4mol，平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示，图中表示CH4的物质的量的曲线为
(3)CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图4所示。反应体系中Ce呈现
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解答题-原理综合题
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(0.15)
解题方法
【推荐3】苯基硫醇(
)又叫苯硫酚，是一种医药中间体，工业制备原理如下：
主反应：
(g)+H2S(g)
(g)+HCl(g) ΔH=-16.8kJ ·mol-1
副反应： (g)+H2S(g) 
(g)+HCl(g)+
S8(g) ΔH =-45.8 kJ ·mol-1
回答下列问题：
(1)一定温度下，相同时间内，苯基硫醇浓度增大的程度明显高于苯，其原因可能是主反应的活化能较___________ (填“大”或“小”)。
(2)T℃时，在容积为5L的恒容密闭容器中，充入物质的量均为2mol的氯苯和硫化氢，发生上述主反应和副反应，达到平衡时苯基硫醇的物质的量分数为25%，平衡时总压是初始总压的
倍。
①平衡时苯的浓度为___________ mol·L-1。
②主反应Kp=___________ (列出算式)。
(3)恒容密闭容器中，在投料比
=1的条件下，测得苯基硫醇和苯的收率(
)在相同时间内随温度的变化如下图所示：
①温度小于590℃，苯基硫醇的收率随温度升高而增大的可能原因是___________ 。
②590℃时，副反应未达到平衡，理由是___________ 。
③645℃时，H2S中硫原子的物质的量是S8中硫原子的物质的量___________ 倍。
(4)反应 (g) (g) +S8(g)的ΔH =___________ kJ ·mol-1，恒温恒容条件下，该分解反应达到平衡时，增大反应物苯基硫醇的浓度，再次达到平衡后，苯基硫醇的转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
)又叫苯硫酚，是一种医药中间体，工业制备原理如下：主反应：
(g)+H2S(g) (g)+HCl(g) ΔH=-16.8kJ ·mol-1副反应：
(g)+H2S(g) (g)+HCl(g)+S8(g) ΔH =-45.8 kJ ·mol-1回答下列问题：
(1)一定温度下，相同时间内，苯基硫醇浓度增大的程度明显高于苯，其原因可能是主反应的活化能较
(2)T℃时，在容积为5L的恒容密闭容器中，充入物质的量均为2mol的氯苯和硫化氢，发生上述主反应和副反应，达到平衡时苯基硫醇的物质的量分数为25%，平衡时总压是初始总压的
倍。①平衡时苯的浓度为
②主反应Kp=
(3)恒容密闭容器中，在投料比
=1的条件下，测得苯基硫醇和苯的收率()在相同时间内随温度的变化如下图所示： ①温度小于590℃，苯基硫醇的收率随温度升高而增大的可能原因是
②590℃时，副反应未达到平衡，理由是
③645℃时，H2S中硫原子的物质的量是S8中硫原子的物质的量
(4)反应
(g) (g) +S8(g)的ΔH =
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解答题-工业流程题
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(0.15)
解题方法
【推荐1】乙苯是生产苯乙烯的一种重要工业原料，工业上一般采用苯烷基化法制取乙苯。回答下列问题：
I.目前工业上生产乙苯主要采用乙烷裂解和苯与乙烯催化烷基化法，发生的反应如下：
①C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)______ (填字母)，反应③在热力学上能实现的温度范围为_______ 。______ eV，该步基元反应的化学方程式为______ 。
②能提高反应①平衡转化率的适宜条件为_______ (填字母)。
A.升温 B.加压 C.使用高效的催化剂 D.分离出H2
II.工业上还可以在催化条件下用氯乙烷和苯反应制取乙苯，发生的反应如下：
乙苯的选择性=
×100%
Ka为为物质的量分数平衡常数_______ 。
(4)反应最适宜的时间为_______ (填字母)。
A.10min B.20min C.30min
(5)该温度下，反应④的平衡常数Kx=______ 。
I.目前工业上生产乙苯主要采用乙烷裂解和苯与乙烯催化烷基化法，发生的反应如下：
①C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)
②C2H4(g)+
(g)=
(g)
③C2H6(g)+
(g)=
(g)+H2(g)
②能提高反应①平衡转化率的适宜条件为
A.升温 B.加压 C.使用高效的催化剂 D.分离出H2
II.工业上还可以在催化条件下用氯乙烷和苯反应制取乙苯，发生的反应如下：
④
(g)+CH3CH2Cl(g)=
(g)+HCl(g)
⑤
(g)+CH3CH2Cl(g)=
(g)+HCl(g)
乙苯的选择性=
×100%Ka为为物质的量分数平衡常数
(4)反应最适宜的时间为
A.10min B.20min C.30min
(5)该温度下，反应④的平衡常数Kx=
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解答题-工业流程题
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(0.15)
【推荐2】以银锰精矿(主要含
、MnS、
)和氧化锰矿(主要含
)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下：
已知：I．酸性条件下，
的氧化性强于
；Ⅱ．
。
(1)“浸锰”过程中，
溶液可浸出矿石中的锰元素，同时去除，有利于后续银的浸出，使矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。
①晶胞如图所示，阴、阳离子的个数比为___________ 。
②锰元素浸出时，发生反应：
，其平衡常数K与
、
、
的代数关系式为
___________ 。
③去除时，与转化为铁盐和硫酸盐，则发生反应的离子方程式为___________ 。
(2)“浸银”过程中，使用过量
、HCl和
混合液作为浸出剂，将中的银以
形式浸出，反应为
。结合平衡移动原理，分析浸出剂中
和
的作用为___________ 。
(3)“沉银”过程中，需要加入过量的铁粉。
①使用过量的铁粉的作用是___________ 。
②一定温度下，Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。amin后，Ag的沉淀率逐渐减小的原因是___________ 。
、MnS、)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下：已知：I．酸性条件下，
的氧化性强于；Ⅱ．。(1)“浸锰”过程中，
溶液可浸出矿石中的锰元素，同时去除，有利于后续银的浸出，使矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。①
晶胞如图所示，阴、阳离子的个数比为②锰元素浸出时，发生反应：
，其平衡常数K与、、的代数关系式为③去除
时，与转化为铁盐和硫酸盐，则发生反应的离子方程式为(2)“浸银”过程中，使用过量
、HCl和混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出，反应为。结合平衡移动原理，分析浸出剂中和的作用为(3)“沉银”过程中，需要加入过量的铁粉。
①使用过量的铁粉的作用是
②一定温度下，Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。amin后，Ag的沉淀率逐渐减小的原因是
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解答题-原理综合题
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(0.15)
【推荐3】甲烷蒸汽重整是制氢的主要途径，涉及反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)标准摩尔生成焓（
）是指标准状态下，由稳定的单质生成1mol该物质的焓变。稳定单质的
。根据下表数据计算a＝________ 。
(2)向恒容密闭容器中按
投料，初始总压强为，测得平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。________ 。
②温度低于600℃时，d的物质的量分数随温度升高而增大，原因是________ 。
③600℃时，的平衡转化率为________ （保留两位有效数字），反应Ⅱ的________ 。
(3)镍基复合催化剂可作为重整的催化剂和吸收剂。
①在催化剂（
）表面和
发生反应，生成CO、和的反应机理如下。
a.
b.________
c.
d.
e.
补充b反应的方程式：________ 。
②镍基复合催化剂可吸收部分。某温度下，向恒容密闭容器中按投料，初始总压强为，平衡后总压强为p，的转化率为50％，
。则
________ （用含、p的表达式表示）。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)标准摩尔生成焓（
）是指标准状态下，由稳定的单质生成1mol该物质的焓变。稳定单质的。根据下表数据计算a＝物质 |
|
|
|
| -74.8 | -110.5 | -241.8 |
(2)向恒容密闭容器中按
投料，初始总压强为，测得平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
②温度低于600℃时，d的物质的量分数随温度升高而增大，原因是
③600℃时，
的平衡转化率为(3)镍基复合催化剂可作为
重整的催化剂和吸收剂。①在催化剂（
）表面和发生反应，生成CO、和的反应机理如下。a.
b.________
c.
d.
e.
补充b反应的方程式：
②镍基复合催化剂可吸收部分
。某温度下，向恒容密闭容器中按投料，初始总压强为，平衡后总压强为p，的转化率为50％，。则、p的表达式表示）。
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解答题-原理综合题
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困难
(0.15)
【推荐1】氨的制备是当前研究的重要课题。
(1)CH4、N2偶联活化制NH3。研究发现，
可以活化CH4，为合成氨提供活性氢原子。
暴露在CH4中，反应产生微粒有
、
、
、
、
。实验过程中的质谱图如图1所示。图中质荷比为125对应的微粒为___________ ，生成该微粒的同时，还生成___________ 。
②为探究活化CH4的反应过程，研究人员从反应体系中不断去除，得到的质谱图如图2所示。与CH4反应生成|的过程可描述为___________ 。
③活化CH4后，产生活性H原子与N2反应生成NH3.活化过程中生成多种副产物导致NH3的选择性较低，其中不含非极性键的含氮副产物分子可能有___________ (写两种)。
(2)电催化还原N2制NH3。在碱性水溶液中，通过电催化使N2还原为NH3的电极反应式为___________ 。该制氨方法尚未能应用于工业生产，除因为N2的溶解度低、难吸附在电极和催化剂表面外，还有___________ 。
(3)电催化还原
制NH3。NF是一种电极载体，分别以Ni2P/NF、Fe/NF、NF为阴极材料，电解含的中性溶液(电极材料与溶液不发生反应)。控制电压恒定、催化剂的面积为0.25cm2，电解2小时后，不同电极上NH3的产率及NH3的选择性如图3所示。
，原因是___________ 。
②已知：NH3的产率=
；NH3的选择性
。以Ni2P/NF为电极电解NaNO2溶液2小时，消耗
___________ mol。
(1)CH4、N2偶联活化制NH3。研究发现，
可以活化CH4，为合成氨提供活性氢原子。
暴露在CH4中，反应产生微粒有、、、、。实验过程中的质谱图如图1所示。图中质荷比为125对应的微粒为②为探究
活化CH4的反应过程，研究人员从反应体系中不断去除，得到的质谱图如图2所示。与CH4反应生成|的过程可描述为③
活化CH4后，产生活性H原子与N2反应生成NH3.活化过程中生成多种副产物导致NH3的选择性较低，其中不含非极性键的含氮副产物分子可能有(2)电催化还原N2制NH3。在碱性水溶液中，通过电催化使N2还原为NH3的电极反应式为
(3)电催化还原
制NH3。NF是一种电极载体，分别以Ni2P/NF、Fe/NF、NF为阴极材料，电解含的中性溶液(电极材料与溶液不发生反应)。控制电压恒定、催化剂的面积为0.25cm2，电解2小时后，不同电极上NH3的产率及NH3的选择性如图3所示。
，原因是②已知：NH3的产率=
；NH3的选择性。以Ni2P/NF为电极电解NaNO2溶液2小时，消耗
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【推荐2】资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。
I．制甲醇，过程如下：
i．催化剂活化：
(无活性)
(有活性)
ii．与在活化后的催化剂表面可逆的发生反应①，其反应历程如图。同时伴随反应②： 
。
放热49.3
，写出其热化学方程式：___________ 。
(2)与混合气体以不同的流速通过反应器，气体流速与转化率、选择性的关系如图。选择性
(生成所用的)
(转化的)。
流速加快可减少产物中的积累，减少反应___________ (用化学方程式表示)的发生，从而减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。
(3)对于以上制甲醇的过程，以下描述正确的是___________ (填序号)。
A．反应中经历了
、
键的形成和断裂
B．加压可以提高的平衡转化率
C．升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
II．一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用
(
)和
纳米片(
)作催化电极，电化学法制备甲酸(甲酸盐)的工作原理如图所示。___________ 。
②若有1通过质子交换膜，则理论上生成的
和
共___________ 。
(5)电解部分甲醇后，将阴阳极的电解液混合，加入过量氢氧化钠后蒸干溶液，再向所得固体中加入过量稀硫酸，溶解后得200
溶液。取20溶液，加入
溶液
，充分反应后，再加入过量
溶液和5滴淀粉溶液，用
溶液滴定至终点，消耗溶液体积为
。
已知：
；
。
①滴定终点的现象为___________ 。
②假设电流效率为100%，则电解池装置中通过的电子的物质的量为___________ 。
③若不加入氢氧化钠，直接蒸干溶液，则②中的计算结果将___________ (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。I．
制甲醇，过程如下：i．催化剂活化：
(无活性)(有活性)ii．
与在活化后的催化剂表面可逆的发生反应①，其反应历程如图。同时伴随反应②： 。
放热49.3，写出其热化学方程式：(2)
与混合气体以不同的流速通过反应器，气体流速与转化率、选择性的关系如图。
选择性(生成所用的)(转化的)。流速加快可减少产物中
的积累，减少反应(3)对于以上
制甲醇的过程，以下描述正确的是A．反应中经历了
、键的形成和断裂B．加压可以提高
的平衡转化率C．升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
II．一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用
()和纳米片()作催化电极，电化学法制备甲酸(甲酸盐)的工作原理如图所示。
②若有1
通过质子交换膜，则理论上生成的和共。(5)电解部分甲醇后，将阴阳极的电解液混合，加入过量氢氧化钠后蒸干溶液，再向所得固体中加入过量稀硫酸，溶解后得200
溶液。取20溶液，加入溶液，充分反应后，再加入过量溶液和5滴淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液体积为。已知：
；。①滴定终点的现象为
②假设电流效率为100%，则电解池装置中通过的电子的物质的量为
。③若不加入氢氧化钠，直接蒸干溶液，则②中的计算结果将
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【推荐3】利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(MTLs，包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成十氢萘(1-MD)的副反应，涉及反应如图：
回答下列问题：
(1)1-甲基萘(1-MN)的组成元素电负性由小到大的顺序为___________ 。
(2)已知一定条件下反应
、
、的焓变分别为
、
、
，则反应
的焓变为___________ (用含、、的代数式表示)。
(3)四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。
①c、d分别为反应和
的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应的平衡常数随温度变化曲线为___________ 。
②已知反应的速率方程
，
(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度
下反应达到平衡时
，温度
下反应达到平衡时
。由此推知，___________ (填“>”“<”或“=”)。
③下列说法不正确的是___________ (填标号)。
A．四个反应均为放热反应
B．反应体系中1-MD最稳定
C．压强越大，温度越低越有利于生成四氢萘类物质
D．由上述信息可知，400K时反应速率最快
(4)1-MN在
的高压氛围下反应(压强近似等于总压)。不同温度下达平衡时各产物的选择性
(某生成物i的物质的量与消耗1-MN的物质的量之比)和物质的量分数
(
表示物种i与除外其他各物种总物质的量之比)随1-MN平衡转化率y的变化关系如图乙所示，y为65%时反应的平衡常数___________ 
(列出计算式)。
(5)利用膜电解技术(装置如图所示)，以
为主要原料制备
的总反应方程式为：
。则在___________ (填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为___________ 。
回答下列问题：
(1)1-甲基萘(1-MN)的组成元素电负性由小到大的顺序为
(2)已知一定条件下反应
、、的焓变分别为、、，则反应的焓变为、、的代数式表示)。(3)四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。
①c、d分别为反应
和的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应的平衡常数随温度变化曲线为②已知反应
的速率方程，(、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时，温度下反应达到平衡时。由此推知，(填“>”“<”或“=”)。③下列说法不正确的是
A．四个反应均为放热反应
B．反应体系中1-MD最稳定
C．压强越大，温度越低越有利于生成四氢萘类物质
D．由上述信息可知，400K时反应
速率最快(4)1-MN在
的高压氛围下反应(压强近似等于总压)。不同温度下达平衡时各产物的选择性(某生成物i的物质的量与消耗1-MN的物质的量之比)和物质的量分数(表示物种i与除外其他各物种总物质的量之比)随1-MN平衡转化率y的变化关系如图乙所示，y为65%时反应的平衡常数(列出计算式)。(5)利用膜电解技术(装置如图所示)，以
为主要原料制备的总反应方程式为：。则在
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