双环芳烃加氢生成四氢萘类物质，是缓解柴油产能过剩问题的一种经济有效的方法。其中用1-甲基萘(A)制备四氢萘类物质B和C，反应过程中伴有生成十氢萘(D)的副反应，涉及的反应如图所示(该反应条件下，各物质均为气态)：
(1)以上四个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示：
、
、
的焓变分别为
、
、
，则___________ 0(填“>”或“<”)，
的数值范围是___________ (填标号)。
A．<-1 B．-1~0 C．0~1 D．>1
(2)650K，以
充料，反应达平衡时物质A、B、C、D的物质的量分数
［例如：
］随体系压强的变化关系如图所示：
和
随压强p变化的曲线分别是___________ 、___________ ，判断的理由是___________ 。
②其他条件不变，若增大
的比例，则
的值将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③当压强
时，
的平衡转化率
___________ ，反应压强平衡常数
___________ 
(列出计算式即可)。
(1)以上四个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示：
、、的焓变分别为、、，则的数值范围是A．<-1 B．-1~0 C．0~1 D．>1
(2)650K，以
充料，反应达平衡时物质A、B、C、D的物质的量分数［例如：］随体系压强的变化关系如图所示：
和随压强p变化的曲线分别是②其他条件不变，若增大
的比例，则的值将③当压强
时，的平衡转化率压强平衡常数(列出计算式即可)。
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更新时间：2024-05-29 20:46:40
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【推荐1】碳及其化合物在生产、生活中广泛存在。请回答下列问题：K=
已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为：
，它所对应的化学反应为：__________ 。
已知在一定温度下，
①
平衡常数
②
平衡常数
③
平衡常数
则、、之间的关系是
________ ，
___________ 
用含a、b的代数式表示
。
煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：；该反应平衡常数随温度的变化如表所示：
该反应的正反应方向是____ 反应填“吸热”或“放热”，若在
时进行，设起始时CO和
的起始浓度均为
，在该条件下，CO的平衡转化率为________ 。
高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和反应制备甲醇：
。请回答下列问题：
①若在相同温度和恒容且容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下表：
则下列关系不正确的是___________ 。
该反应若生成
，则放出
热量
②若在一体积可变的密闭容器中充入
、
和
，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的
倍，则该反应向___ 填“正”或“逆”反应方向移动。
已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为：，它所对应的化学反应为：已知在一定温度下，①
平衡常数②
平衡常数③
平衡常数则
、、之间的关系是用含a、b的代数式表示。煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：；该反应平衡常数随温度的变化如表所示：温度 | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K |  | 9 | 1 |
填“吸热”或“放热”，若在时进行，设起始时CO和的起始浓度均为，在该条件下，CO的平衡转化率为高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和反应制备甲醇：。请回答下列问题：①若在相同温度和恒容且容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下表：
| 容器 | 反应物投入的量 | 反应物的转化率 |  的浓度 | 能量变化 、 、 均大于 |
| 甲 | 1molCO和 |  |  | 放出 热量 |
| 乙 | |  |  | 吸收 热量 |
| 丙 | 2molCO和 |  |  | 放出 热量 |
该反应若生成，则放出热量②若在一体积可变的密闭容器中充入
、和，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的倍，则该反应向填“正”或“逆”反应方向移动。
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【推荐2】完成下列问题．
(1)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂
可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示．__________ ．若使用铅蓄电池为该装置充电，产生
,则铅蓄电池的正极质量__________ （填“增加”或“减少”）__________ g．若使用甲醇
燃料电池（电解质溶液为
）为该装置充电，写出负极的电极反应__________ ．
②根据图像，试分析下列说法正确的是：__________
A．放电时，
电极周围碱性减弱
B．使用
催化剂，中间产物更不稳定
C．放电时每消耗
转移
个电子
D．
是副产物，选择合适的催化剂可以减少其生成
(2)某学习小组设想利用A装置电解制备绿色硝化剂
,装置如下（c、d为惰性电极）．
一极的电极反应式为_______________________________________ ；
②在化工生产过程中，常用将氧化，被还原为S．已知：
a．
b．
c．
则
氧化的热化学方程式为________________________________________ 。
(1)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂
可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示．
,则铅蓄电池的正极质量燃料电池（电解质溶液为）为该装置充电，写出负极的电极反应②根据图像，试分析下列说法正确的是：
A．放电时，
电极周围碱性减弱B．使用
催化剂，中间产物更不稳定C．放电时每消耗
转移个电子D．
是副产物，选择合适的催化剂可以减少其生成(2)某学习小组设想利用A装置电解制备绿色硝化剂
,装置如下（c、d为惰性电极）．
一极的电极反应式为②在化工生产过程中，常用
将氧化，被还原为S．已知：a．
b．
c．
则
氧化的热化学方程式为
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【推荐3】深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义， 按要求回答下列问题：
(1)合成尿素的反应为： 2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(g)+H2O(l)，若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。
(2)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)。在Zn＋作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。
总反应：CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g) ΔH=___________ kJ·mol-1；该总反应的决速步是反应___________ (填“①”或“②”)
(3)已知：CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)的速率方程为v=k·c(N2O)，k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是___________(填字母序号)。
(4)在总压为100kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和 N2O(g)发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在T1K时N2O的转化率与
、在=1时N2O的转化率与
的变化曲线如图3所示：
①表示N2O的转化率随的变化曲线为___________ 曲线(填“I”或“Ⅱ”)；
②T1___________ T2(填“>”或“<”)；
③已知：该反应的标准平衡常数
，其中pθ为标准压强(100kPa)，p(CO2)、p(N2)、p(N2O)和p(CO)为各组分的平衡分压，则T4时，该反应的标准平衡常数Kθ=___________ (列出计算式)。
(1)合成尿素的反应为： 2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(g)+H2O(l)，若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。| A．2v正(NH3) = v逆[CO(NH2)2] | B．压强不再变化 |
| C．混合气体的密度不再变化 | D．CO2的体积分数不再变化 |
(2)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)＋N2O(g)
CO2(g)＋N2(g)。在Zn＋作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。总反应：CO(g)＋N2O(g)
CO2(g)＋N2(g) ΔH=(3)已知：CO(g)＋N2O(g)
CO2(g)＋N2(g)的速率方程为v=k·c(N2O)，k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是___________(填字母序号)。| A．升温 | B．恒容时，再充入CO |
| C．恒容时，再充入N2O | D．恒压时，再充入N2 |
(4)在总压为100kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和 N2O(g)发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在T1K时N2O的转化率与
、在=1时N2O的转化率与的变化曲线如图3所示：①表示N2O的转化率随
的变化曲线为②T1
③已知：该反应的标准平衡常数
，其中pθ为标准压强(100kPa)，p(CO2)、p(N2)、p(N2O)和p(CO)为各组分的平衡分压，则T4时，该反应的标准平衡常数Kθ=
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【推荐1】2021 年作为“十四五”开局之年，调整能源结构，应对碳排放已列入政府工作重点。缓解温室效应，合理利用CO2的碳科技也是当前国际社会关注的热点之一、已知：
I． CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.7kJ/mol
II． CO(g)+2H2(g) CH3OH (g) ΔH=-92.3kJ/mol
回答下列问题：
(1)二氧化碳与氢气生成甲醇(CH3OH)蒸气和水蒸气的热化学方程式为___________ 。
(2)一定条件下，向5L恒容密闭容器中充入2mol CO2(g)和4mol H2(g)发生上述I、II反应，实验测得反应平衡时CH3OH(g)、H2O(g)的物质的量与温度的关系如图1所示。
①图中表示CH3OH(g)的物质的量与温度关系的曲线为___________ (填“M”或“N”)， T0°C时， 若反应在2min时恰好达到平衡状态，则反应的平均速率v(CO2)=___________ mol/(L·min)；
②在T0°C温度下，反应II的化学平衡常数的表达式Kc=___________ ，恒温恒容条件下，能判断该反应(反应II)达到平衡的标志为___________ (填序号)
a． v(CO)=2v(H2)
b．反应体系的总压强保持恒定不变
c．气体密度保持恒定不变
d． CH3OH的质量分数不变
(3)2020年世界十大科技进展，排在第四位的就是借助光将二氧化碳催化转化为甲醇(CH3OH)，这是迄今最接近人造光合作用的方法。某光电催化反应装置如图所示，A电极是Pt/CNT，B电极是TiO2。通过光解水，可由CO2制得甲醇。
①B极是电池的___________ 极(填“正”或“负”)
②写出A极的电极反应式为___________ 。
I． CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.7kJ/molII． CO(g)+2H2(g)
CH3OH (g) ΔH=-92.3kJ/mol回答下列问题：
(1)二氧化碳与氢气生成甲醇(CH3OH)蒸气和水蒸气的热化学方程式为
(2)一定条件下，向5L恒容密闭容器中充入2mol CO2(g)和4mol H2(g)发生上述I、II反应，实验测得反应平衡时CH3OH(g)、H2O(g)的物质的量与温度的关系如图1所示。
①图中表示CH3OH(g)的物质的量与温度关系的曲线为
②在T0°C温度下，反应II的化学平衡常数的表达式Kc=
a． v(CO)=2v(H2)
b．反应体系的总压强保持恒定不变
c．气体密度保持恒定不变
d． CH3OH的质量分数不变
(3)2020年世界十大科技进展，排在第四位的就是借助光将二氧化碳催化转化为甲醇(CH3OH)，这是迄今最接近人造光合作用的方法。某光电催化反应装置如图所示，A电极是Pt/CNT，B电极是TiO2。通过光解水，可由CO2制得甲醇。
①B极是电池的
②写出A极的电极反应式为
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【推荐2】能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源，页岩气的主要成分是甲烷，是公认的洁净能源。
（1）页岩气不仅能用作燃料，还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1
已知：①CH4、H2、CO 的燃烧热（△H）分别为-a kJ•mol-1、-b kJ•mol-1、-c kJ•mol-1；
②H2O (l) =H2O(g)； △H=+dkJ•mol-1
则△H1=___________ （用含字母a、b、c、d的代数式表示）kJ•mol-1。
（2）用合成气生成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H2，在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示，200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示：
①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。
②下列说法正确的是____________ (填标号）。
a.温度越高，该反应的平衡常数越大 b.达平衡后再充入稀有气体，CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度 d.图中压强p1<p2
③200℃时，该反应的平衡常数K =_______ 。
（3）甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷，测得电路中转移1.2 mol电子，则甲烷的利用率为_________ 。
（4）有人设计将两根 Pt 丝作电极插入 KOH 溶液中，然后向两极上分别通入乙醇和氧气而 构成燃料电池。则此燃料电池工作时，其电极反应式为：
负极：_____________
正极：_____________
（1）页岩气不仅能用作燃料，还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1
已知：①CH4、H2、CO 的燃烧热（△H）分别为-a kJ•mol-1、-b kJ•mol-1、-c kJ•mol-1；
②H2O (l) =H2O(g)； △H=+dkJ•mol-1
则△H1=
（2）用合成气生成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H2，在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示，200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示：| t/min | 0 | 1 | 3 | 5 |
| n(H2)/mol | 8.0 | 5.4 | 4.0 | 4.0 |
①△H2
②下列说法正确的是
a.温度越高，该反应的平衡常数越大 b.达平衡后再充入稀有气体，CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度 d.图中压强p1<p2
③200℃时，该反应的平衡常数K =
（3）甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷，测得电路中转移1.2 mol电子，则甲烷的利用率为
（4）有人设计将两根 Pt 丝作电极插入 KOH 溶液中，然后向两极上分别通入乙醇和氧气而 构成燃料电池。则此燃料电池工作时，其电极反应式为：
负极：
正极：
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【推荐3】在一恒容密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) 
。
的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(1)压强：
___________ 
(填“>”“=”或“<”)。
(2)升高温度，平衡常数___________ (填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)200℃时，将一定量的和
充入体积为2L的恒容密闭容器中，经10min后测得各物质的物质的量如下表所示：
①10min内该反应的反应速率
___________ ，起始时充入的物质的量为___________ 。
②下列能说明该反应达到化学平衡状态的是___________ (填序号)。
a．和的体积比保持不变 b．混合气体的密度保持不变
c．体系的压强保持不变 d．和
物质的量之和保持不变
③当反应放出98.0kJ热量时，测得该反应达平衡状态，该温度下的转化率为___________ 。
(4)400℃时，将等量的和分别在两个容积相等的容器中反应，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持容积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中的体积分数为p%，则乙容器中的体积分数___________ (填序号)。
a．等于p% b．大于p% c．小于p% d．无法判断
(5)现代技术用氨气将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O，反应原理是NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g) ∆H<0。500℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，8min时反应达到平衡，此时NH3的转化率为40%，体系压强为P0MPa， 500℃时该反应的平衡常数Kp=___________ MPa(用含P0的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
2SO3(g) 。的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。根据图示回答下列问题：(1)压强：
(填“>”“=”或“<”)。(2)升高温度，平衡常数
(3)200℃时，将一定量的
和充入体积为2L的恒容密闭容器中，经10min后测得各物质的物质的量如下表所示：| 气体 | | | |
| 物质的量/mol | 1.6 | 1.8 | 0.4 |
的物质的量为②下列能说明该反应达到化学平衡状态的是
a．
和的体积比保持不变 b．混合气体的密度保持不变c．体系的压强保持不变 d．
和物质的量之和保持不变③当反应放出98.0kJ热量时，测得该反应达平衡状态，该温度下
的转化率为(4)400℃时，将等量的
和分别在两个容积相等的容器中反应，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持容积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中的体积分数为p%，则乙容器中的体积分数a．等于p% b．大于p% c．小于p% d．无法判断
(5)现代技术用氨气将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O，反应原理是NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)
3H2O(g)+2N2(g) ∆H<0。500℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，8min时反应达到平衡，此时NH3的转化率为40%，体系压强为P0MPa， 500℃时该反应的平衡常数Kp=
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【推荐1】碳、氮及其化合物在工业生产等领域中有着重要应用，同时氮的氧化物也是造成空气污染的主要成分之一，降低其排放可以改善空气质量。
(1)已知：
Ⅰ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H1=-483.6kJ·mol-1
Ⅱ.N2(g)+O2(g)
2NO(g)H2=+180.5kJ·mol-1
Ⅲ.2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)
①若反应Ⅲ的逆反应活化能为EakJ·mol-1，则正反应活化能为__ kJ·mol-1(用含Ea的式子表示)。
②我国学者在刚性容器中按投料比
=1发生反应Ⅲ，不同催化剂条件下，反应相同时间测得NO转化率与温度的关系如图。
使用催化剂乙时，NO转化率随温度升高先增大后减小的可能原因是___ 。
(2)CO还原法处理氮氧化物的原理为2CO(g)+2NO(g)
2CO2(g)+N2(g)∆H<0。实验测得v正=k正·c2(CO)·c2(NO)，v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。如图所示①②③④四条斜线中，能表示pk逆(pk=-lgk)随温度变化的斜线是___ ，图中A、B、C、D四点的纵坐标分别为a+2.5、a+0.5、a-0.5、a-2.5，则T1温度下，反应达到平衡时
=__ (填具体数字)。
(3)氨气可还原氮氧化物，工业上常利用反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H<0合成氨气，按照n(N2)：n(H2)=1：3投料，发生合成氨反应，NH3的平衡体积分数φ(NH3)在不同压强下随温度变化如图所示。
①900K时，反应的平衡常数Kp(p1)___ Kp(p2)。(填“＜”、“=”、“＞”)
②A点(700K，0.5MPa)时氮气的平衡转化率α(N2)=___ 。
(1)已知：
Ⅰ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H1=-483.6kJ·mol-1
Ⅱ.N2(g)+O2(g)
2NO(g)H2=+180.5kJ·mol-1Ⅲ.2H2(g)+2NO(g)
N2(g)+2H2O(g)①若反应Ⅲ的逆反应活化能为EakJ·mol-1，则正反应活化能为
②我国学者在刚性容器中按投料比
=1发生反应Ⅲ，不同催化剂条件下，反应相同时间测得NO转化率与温度的关系如图。使用催化剂乙时，NO转化率随温度升高先增大后减小的可能原因是
(2)CO还原法处理氮氧化物的原理为2CO(g)+2NO(g)
2CO2(g)+N2(g)∆H<0。实验测得v正=k正·c2(CO)·c2(NO)，v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。如图所示①②③④四条斜线中，能表示pk逆(pk=-lgk)随温度变化的斜线是=(3)氨气可还原氮氧化物，工业上常利用反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)∆H<0合成氨气，按照n(N2)：n(H2)=1：3投料，发生合成氨反应，NH3的平衡体积分数φ(NH3)在不同压强下随温度变化如图所示。①900K时，反应的平衡常数Kp(p1)
②A点(700K，0.5MPa)时氮气的平衡转化率α(N2)=
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解题方法
【推荐2】甲烷是最简单的烃，可用来作为燃料，也是一种重要的化工原料。
(1) A．
B．
C．
D．
上述热化学方程式中的反应热能正确表示甲烷燃烧热的是___________ 。
(2)以甲烷为原料通过以下反应可以合成甲醇：
现将
和
充入密闭容器中，在不同温度和压强下进行上述反应。实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示：
①
时升高温度，
___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)；___________ 
(填“>”、“<”或“=”)；
②E、F、N点对应的化学反应速率由大到小的顺序为___________ (用
表示)；
③下列能提高
平衡转化率的措施是___________ (填序号)；
a．选择高效催化剂 b．增大
投料比 c．及时分离产物
④若
点，
，总压强为
，则
时点用分压强代替浓度表示的平衡常数
___________ 。
(1) A．
B．
C．
D．
上述热化学方程式中的反应热能正确表示甲烷燃烧热的是
(2)以甲烷为原料通过以下反应可以合成甲醇：
现将
和充入密闭容器中，在不同温度和压强下进行上述反应。实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示：①
时升高温度，(填“>”、“<”或“=”)；②E、F、N点对应的化学反应速率由大到小的顺序为
表示)；③下列能提高
平衡转化率的措施是a．选择高效催化剂 b．增大
投料比 c．及时分离产物④若
点，，总压强为，则时点用分压强代替浓度表示的平衡常数
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解题方法
【推荐3】甲醇作为可再生能源，越来越受到人们的关注。已知甲醇制备的有关化学反应的平衡常数及焓变数据如下
(1)反应③的K3＝__________________ ，ΔH3＝__________________ 。
(2)500℃时，将2mol CO2和2mol H2充入2L的恒容密闭容器中发生反应②，5min后达到平衡后，则0~5min内，用H2表示的反应速率v(H2)＝________ 。
(3)500℃时，测得反应③在某时刻CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.1、0.8、0.3、0.15，则此时v正_________ v逆(填“>”“<”或“＝”)。
(4)若一定量的CO2和H2在绝热恒容的条件下发生上述反应②，下列可以作为判断该反应达到平衡的标志有_________________________ 。
a.混合气体的平均相对分子质量不再改变
b.混合气体中CO2、H2、H2O、CO(g)的含量相等
c. v(CO2)生成=v(CO)消耗
d.容器内温度不再变化
| 化学反应 | 500℃平衡常数 | 焓变 |
| ①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) | K1＝2.5 | ΔH1＝－116 kJ·mol－1 |
| ②CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) | K2＝1.0 | ΔH2＝＋41 kJ·mol－1 |
| ③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) | K3＝？ | ΔH3＝？ |
(1)反应③的K3＝
(2)500℃时，将2mol CO2和2mol H2充入2L的恒容密闭容器中发生反应②，5min后达到平衡后，则0~5min内，用H2表示的反应速率v(H2)＝
(3)500℃时，测得反应③在某时刻CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.1、0.8、0.3、0.15，则此时v正
(4)若一定量的CO2和H2在绝热恒容的条件下发生上述反应②，下列可以作为判断该反应达到平衡的标志有
a.混合气体的平均相对分子质量不再改变
b.混合气体中CO2、H2、H2O、CO(g)的含量相等
c. v(CO2)生成=v(CO)消耗
d.容器内温度不再变化
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】2021年11月初，世界气候峰会在英国举行，为减少环境污染，减少化石能源的使用，开发新型、清洁、可再生能源迫在眉睫。
(1)甲醇、乙醇来源丰富、燃烧热值高，可作为能源使用。其中一种可减少空气中CO2的甲醇合成方法为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①若将一定量的CO2和H2投入1.0L恒容密闭容器中合成甲醇，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。则该反应的正反应为___________ (填“放热”或“吸热”)反应，在p2及512K时，图中N点处平衡向___________ (填“正向”或“逆向”)移动；
②若将物质的量之比为1：3的CO2和H2充入体积为1.0L的恒容密闭容器中反应，不同压强下CO2转化率随温度的变化关系如下图所示。
a．a、B两条曲线的压强分别为
、
，则___________ (填“>”“<”或“=”)；
b．若A曲线条件下，起始充入CO2和H2的物质的量分别为1 mol、3 mol，且a点时的K=300(L2/mol2)，则a点对应CO2转化率为___________ 。
(2)在工业生产中也用反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=−41.2kJ·mol−1制取H2，从而获得氢能源，研究表明，此反应的速率方程为
，式中)
、
分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，该反应的Kp___________ (填“增大”或“减小”)。根据速率方程分析，T>Tm时v逐渐减小的原因是___________ 。
(1)甲醇、乙醇来源丰富、燃烧热值高，可作为能源使用。其中一种可减少空气中CO2的甲醇合成方法为：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。①若将一定量的CO2和H2投入1.0L恒容密闭容器中合成甲醇，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。则该反应的正反应为
②若将物质的量之比为1：3的CO2和H2充入体积为1.0L的恒容密闭容器中反应，不同压强下CO2转化率随温度的变化关系如下图所示。
a．a、B两条曲线的压强分别为
、，则 (填“>”“<”或“=”)；b．若A曲线条件下，起始充入CO2和H2的物质的量分别为1 mol、3 mol，且a点时的K=300(L2/mol2)，则a点对应CO2转化率为
(2)在工业生产中也用反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=−41.2kJ·mol−1制取H2，从而获得氢能源，研究表明，此反应的速率方程为
，式中)、分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，该反应的Kp
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适中
(0.65)
【推荐2】二氧化碳有效转化是“碳中和”的重要研究方向，CO2与H2在催化剂条件下可转化为C2H4、CH3OH。回答下列问题：
转化为C2H4(g)的反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H＜0。
(1)在恒压密闭容器中，起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应，该反应在不同的温度下达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图1所示。
①图中表示CO2的体积分数随温度变化的曲线是______ (填字母)。357℃时可以证明反应达到平衡状态的标志为______ (填字母)。
a.v正(CO2)=2逆v(H2O)
b.容器中H2的体积分数保持不变
c.混合气体的密度保持不变
②A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为KA、KB、KC，则三者从大到小的排列顺序为_____ 。
③B点反应达到平衡后，CO2的平衡转化率为______ (计算结果保留一位小数)，若平衡时总压为P，则平衡常数Kp=______ (列出计算式，以分压表示，气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
(2)其他条件相同，分别在X、Y两种催化剂作用下，将2molCO2(g)和6molH2(g)充入体积为1L的密闭容器内，测得反应相同时间时CO2的转化率与温度的关系如图2所示。
使用催化剂X，当温度高于320℃时，CO2的转化率逐渐下降，其原因是______ 。根据图像，_____ (填“能”或“不能”)计算280℃时该反应的平衡常数，其理由是_____ 。
(3)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH。主要反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1
反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
则CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为______ 。
转化为C2H4(g)的反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) △H＜0。(1)在恒压密闭容器中，起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应，该反应在不同的温度下达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图1所示。
①图中表示CO2的体积分数随温度变化的曲线是
a.v正(CO2)=2逆v(H2O)
b.容器中H2的体积分数保持不变
c.混合气体的密度保持不变
②A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为KA、KB、KC，则三者从大到小的排列顺序为
③B点反应达到平衡后，CO2的平衡转化率为
(2)其他条件相同，分别在X、Y两种催化剂作用下，将2molCO2(g)和6molH2(g)充入体积为1L的密闭容器内，测得反应相同时间时CO2的转化率与温度的关系如图2所示。
使用催化剂X，当温度高于320℃时，CO2的转化率逐渐下降，其原因是
(3)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH。主要反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1反应II：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1则CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】一定温度下，在2L的密闭容器中，M、N两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）反应的化学方程式为___ 。
（2）反应达到最大限度的时间是__ min，该时间内的平均反应速率υ（N）＝__ 。
（3）反应达到平衡状态时，放出6QkJ的热量。若容器开始时充入lmolN，反应放出的热量为__ 。
A．等于QkJ B．小于QkJ C．大于QkJ D．等于2QkJ
（4）判断该反应达到平衡状态的依据是___ 。
①该条件下，正逆反应速率都为零
②该条件下，混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
③该条件下，混合气体的压强不再发生变化
④该条件下，单位时间内消耗2mol N的同时，生成1mol M
（5）能加快反应速率的措施是___ 。
①升高温度 ②容器体积不变，充入惰性气体Ar
③容器压强不变，充入惰性气体Ar ④使用催化剂
（6）一定温度下，将一定量的N2和H2充入2L固定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。若起始时向容器中充入10mol的N2和15mol的H2，10min时达到平衡，测得容器内NH3的浓度为2mol•L﹣1。10min时N2的转化率为___ ；平衡时的压强和起始时的压强之比为___ 。
（1）反应的化学方程式为
（2）反应达到最大限度的时间是
（3）反应达到平衡状态时，放出6QkJ的热量。若容器开始时充入lmolN，反应放出的热量为
A．等于QkJ B．小于QkJ C．大于QkJ D．等于2QkJ
（4）判断该反应达到平衡状态的依据是
①该条件下，正逆反应速率都为零
②该条件下，混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
③该条件下，混合气体的压强不再发生变化
④该条件下，单位时间内消耗2mol N的同时，生成1mol M
（5）能加快反应速率的措施是
①升高温度 ②容器体积不变，充入惰性气体Ar
③容器压强不变，充入惰性气体Ar ④使用催化剂
（6）一定温度下，将一定量的N2和H2充入2L固定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。若起始时向容器中充入10mol的N2和15mol的H2，10min时达到平衡，测得容器内NH3的浓度为2mol•L﹣1。10min时N2的转化率为
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