回答下列问题：
(1)已知
时在某恒容密闭容器中加入足量的
和
发生如下几个反应：
①写出基态
原子的价层电子排布图：_______ 。
②
_______ (用含、代数式表示)。
③若上述反应达到平衡后
的转化率为
，经检测体系中含有
，则得到_______ 
金属铁。若再加入一定量的
，再次达到平衡后，
的值将_______ (填标号)。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
(2)通过下列反应可实现的再转化，合成
、
：
①
②
在密闭容器中通入一定量的
和，分别在压强为
和
下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质(、、)进行分析，其中温度对和在三种物质中的体积分数影响如图所示。时平衡体积分数随温度变化关系的曲线是_______ (填“a”“b”“o”或“d”中的一种)。简述理由：_______ 。
(3)有一个经验规则可以用于估算基元反应的活化能
：
(BE：反应中断掉的化学键的键能之和)
①反应中没有化学键断裂的反应；②自由基与分子的放热反应；③反应中化学键不完全断裂(如协同反应)的反应；④反应中化学键完全断裂的反应。
根据上述经验规则，估算氢气与氯气生成氯化氢的反应历程中第ⅱ步基元反应的活化能
_______ ，并与实验值
比较。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
；
；
上述反应历程中决定整个反应的速率是第_______ (填标号)步反应。
(1)已知
时在某恒容密闭容器中加入足量的和发生如下几个反应： ①写出基态
原子的价层电子排布图：②
、代数式表示)。③若上述反应达到平衡后
的转化率为，经检测体系中含有，则得到金属铁。若再加入一定量的，再次达到平衡后，的值将A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
(2)通过下列反应可实现
的再转化，合成、：①
②
在密闭容器中通入一定量的
和，分别在压强为和下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质(、、)进行分析，其中温度对和在三种物质中的体积分数影响如图所示。
时平衡体积分数随温度变化关系的曲线是(3)有一个经验规则可以用于估算基元反应的活化能
：反应类型 | ① | ② | ③ | ④ |
| 0 | 0.05 | 0.3 | 1 |
①反应中没有化学键断裂的反应；②自由基与分子的放热反应；③反应中化学键不完全断裂(如协同反应)的反应；④反应中化学键完全断裂的反应。
根据上述经验规则，估算氢气与氯气生成氯化氢的反应历程中第ⅱ步基元反应的活化能
比较。ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
；；上述反应历程中决定整个反应的速率是第
更新时间：2024-05-20 15:08:57
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解题方法
【推荐1】以CH3OH(g)和CO2(g)为原料在一定条件下可制备HCOOCH3(g)，发生的主要反应如下：
I．CH3OH(g)+CO2(g)⇌HCOOH(g)+HCHO(g) ΔH1=+757kJ·mol-1
Ⅱ．HCOOH(g)+CH3OH(g)⇌HCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH2=+316kJ·mol-1
Ⅲ．2HCHO(g)⇌HCOOCH3(g) ΔH3=-162kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)反应4CH3OH(g)+2CO2(g)⇌3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH=___________ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3符号的表达式表示)
(2)已知：压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系：
(其中R、C为常数，ΔH为反应的焓变)。反应I、Ⅱ、Ⅲ的lgKp与
之间均为线性关系，如图1所示。其中反应Ⅱ对应的曲线为___________ (选填“a”、“b”或“c”)。
(3)T℃时，向体积为VL的恒容密闭容器中充入2molCH3OH(g)和1molCO2(g)，发生反应I、Ⅱ、Ⅲ达到平衡时测得容器中n(HCHO)、n(HCOOH)和n(HCOOCH3)分别为0.1mol、0.1mol和1.2mol。
①CH3OH(g)的平衡转化率为___________ 。
②T℃时，反应Ⅱ的平衡常数K=___________ 。
③当温度高于T℃时，HCOOCH3(g)的产率随温度的升高而下降的原因为___________ 。
(4)利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH(g)和CO2(g)合成HCOOCH3(g)，其反应机理如图2所示。
①该反应的总反应为：___________ 。
②T℃时，将
的混合气体以aL·h-1的流速通过装有催化剂的反应器，试计算当HCOOCH3(g)的产率为90%时，其生成速率v(HCOOCH3)=___________ L·h-1。
③若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能为___________ 。
I．CH3OH(g)+CO2(g)⇌HCOOH(g)+HCHO(g) ΔH1=+757kJ·mol-1
Ⅱ．HCOOH(g)+CH3OH(g)⇌HCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH2=+316kJ·mol-1
Ⅲ．2HCHO(g)⇌HCOOCH3(g) ΔH3=-162kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)反应4CH3OH(g)+2CO2(g)⇌3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH=
(2)已知：压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系：
(其中R、C为常数，ΔH为反应的焓变)。反应I、Ⅱ、Ⅲ的lgKp与之间均为线性关系，如图1所示。其中反应Ⅱ对应的曲线为 (3)T℃时，向体积为VL的恒容密闭容器中充入2molCH3OH(g)和1molCO2(g)，发生反应I、Ⅱ、Ⅲ达到平衡时测得容器中n(HCHO)、n(HCOOH)和n(HCOOCH3)分别为0.1mol、0.1mol和1.2mol。
①CH3OH(g)的平衡转化率为
②T℃时，反应Ⅱ的平衡常数K=
③当温度高于T℃时，HCOOCH3(g)的产率随温度的升高而下降的原因为
(4)利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH(g)和CO2(g)合成HCOOCH3(g)，其反应机理如图2所示。
①该反应的总反应为：
②T℃时，将
的混合气体以aL·h-1的流速通过装有催化剂的反应器，试计算当HCOOCH3(g)的产率为90%时，其生成速率v(HCOOCH3)=③若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能为
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(0.4)
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【推荐2】精脱硫技术主要用于煤气中羰基硫(COS)和二硫化碳(
)的转化。
(1)利用焦炉煤气中的可脱除煤气中羰基硫(COS)。羰基硫氢化反应历程有途径Ⅰ和途径Ⅱ两种可能，如图所示。
①已知羰基硫氢化反应速率较快，推测其更合理的反应历程是途径___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②反应
的
___________ kJ⋅mol
。
(2)
可作羰基硫氢化反应的催化剂，催化机理如图所示。
不同钼(Mo)含量的催化剂对COS转化率和
的选择性不同，实验数据如图：
①根据图中数据，选择___________ (填“3.4% Mo”或“8.7% Mo”)作催化剂效果最好。
②当选择性低于100%时表明部分COS气体与催化剂发生了反应，催化剂有吸硫现象，若选择性高于100%，可能的原因是___________ 。
(3)金属Mo的晶胞如图所示，设晶体密度为ρ g⋅cm
，则晶胞参数为___________ pm(阿伏加德罗常数的值为
)。
(4)一定温度下，向恒容密闭容器中充入物质的量之比为1∶4的
和
，发生反应
，容器内气体压强随时间变化如表所示。
①0~250 min内，分压的平均变化值为___________ kPa⋅min。
②该温度下，平衡常数
___________ (kPa)
(列出计算式)。
)的转化。(1)利用焦炉煤气中的
可脱除煤气中羰基硫(COS)。羰基硫氢化反应历程有途径Ⅰ和途径Ⅱ两种可能，如图所示。①已知羰基硫氢化反应速率较快，推测其更合理的反应历程是途径
②反应
的。(2)
可作羰基硫氢化反应的催化剂，催化机理如图所示。不同钼(Mo)含量的
催化剂对COS转化率和的选择性不同，实验数据如图：①根据图中数据，选择
②当
选择性低于100%时表明部分COS气体与催化剂发生了反应，催化剂有吸硫现象，若选择性高于100%，可能的原因是(3)金属Mo的晶胞如图所示，设晶体密度为ρ g⋅cm
，则晶胞参数为)。(4)一定温度下，向恒容密闭容器中充入物质的量之比为1∶4的
和，发生反应，容器内气体压强随时间变化如表所示。| 时间/min | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
| 压强/kPa | 100 | 88.0 | 79.8 | 72.4 | 68.2 | 65.0 | 65.0 |
分压的平均变化值为。②该温度下，平衡常数
(列出计算式)。
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(0.4)
【推荐3】
(丙烯)是重要基本有机原料。
(丙烷)催化脱氢制C3H6过程如下：
Ⅰ.主反应：
；
Ⅱ.副反应：
回答下列问题：
(1)已知断裂1 mol下列化学键所需能量如下表：
上述主反应的
___________ 
。
(2)一定条件下，催化脱氢制发生上述Ⅰ、Ⅱ反应，和的平衡体积分数与温度、压强的关系如图所示(图中压强分别为
和
)。时，图中表示和体积分数变化的曲线分别为___________ 、___________ 。
②提高催化脱氢制的反应平衡转化率的方法是___________ (任写一种)。
(3)在压力(117.5 kPa)恒定，以
作为稀释气，不同水烃比［
、10、15］时，催化脱氢制备反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。
ⅰ.丙烷的浓度过低；
ⅱ.___________ 。
②M点对应条件下，若的选择性为60%，则反应Ⅰ的分压平衡常数
为___________ kPa［的选择性
］。
(4)利用
的弱氧化性，科研人员开发了氧化脱氢制的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图3所示。___________ 。
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是___________ 。
(5)研究表明，氧化脱氢制的催化剂中含有多种元素，如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni组成的
的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为n pm，设为阿伏加德罗常数的值。
___________ 。
②该晶体密度是___________ 
(用含n、的代数式表示)。
(丙烯)是重要基本有机原料。(丙烷)催化脱氢制C3H6过程如下：Ⅰ.主反应：
；Ⅱ.副反应：
回答下列问题：
(1)已知断裂1 mol下列化学键所需能量如下表：
| 化学键 |  |  |  |
| 能量/ | 436.0 | 413.4 | 344.7 |
。(2)一定条件下，
催化脱氢制发生上述Ⅰ、Ⅱ反应，和的平衡体积分数与温度、压强的关系如图所示(图中压强分别为和)。
时，图中表示和体积分数变化的曲线分别为②提高
催化脱氢制的反应平衡转化率的方法是(3)在压力(117.5 kPa)恒定，以
作为稀释气，不同水烃比［、10、15］时，催化脱氢制备反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。
ⅰ.丙烷的浓度过低；
ⅱ.
②M点对应条件下，若
的选择性为60%，则反应Ⅰ的分压平衡常数为的选择性］。(4)利用
的弱氧化性，科研人员开发了氧化脱氢制的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图3所示。
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是
(5)研究表明，
氧化脱氢制的催化剂中含有多种元素，如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni组成的的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为n pm，设为阿伏加德罗常数的值。
②该晶体密度是
(用含n、的代数式表示)。
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解答题-原理综合题
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(0.4)
名校
【推荐1】环境科学研究发现，
也是一种温室效应气体，与相比，虽然在大气中的含量很低，增温潜势却是二氧化碳的298倍，对全球气候的增温效应在未来将越来越显著，已引起科学家的极大关注。的能量变化如上图所示，则无催化剂条件下该反应的逆反应的活化能为__________ ；在相同温度和压强下，1mol 和1mol CO经过相同反应时间测得如下实验数据：
试分析在相同温度时，催化剂2催化下的转化率更高的原因是___________ 。
(2)在容积均为1L的密闭容器A(起始500℃，恒温)、B(起始500℃，绝热)两个容器中分别加入0.1mol、0.4mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示：的转化率随时间的变化关系是图中的___________ 曲线(填“a”或“b”)。
②要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变的平衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取的措施是___________ (答出一条即可)。
③500℃该反应的化学平衡常数K=___________ (用最简分数表示)。
④实验测定该反应的反应速率
，
，
、
分别是正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度，计算M处的
___________ (保留两位小数)。
也是一种温室效应气体，与相比，虽然在大气中的含量很低，增温潜势却是二氧化碳的298倍，对全球气候的增温效应在未来将越来越显著，已引起科学家的极大关注。
的能量变化如上图所示，则无催化剂条件下该反应的逆反应的活化能为和1mol CO经过相同反应时间测得如下实验数据：| 实验 | 温度/℃ | 催化剂 | 的转化率/% |
| 实验1 | 400 | 催化剂1 | 9.5 |
| 400 | 催化剂2 | 10.6 | |
| 实验2 | 500 | 催化剂1 | 12.3 |
| 500 | 催化剂2 | 13.5 |
的转化率更高的原因是(2)在容积均为1L的密闭容器A(起始500℃，恒温)、B(起始500℃，绝热)两个容器中分别加入0.1mol
、0.4mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示：
的转化率随时间的变化关系是图中的②要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变
的平衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取的措施是③500℃该反应的化学平衡常数K=
④实验测定该反应的反应速率
，，、分别是正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度，计算M处的
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中转换为
被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答下列问题：
(1)若已知和CO的燃烧热，计算反应Ⅱ的
，还需要的一个数据为___________ 。
(2)在催化剂条件下，反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。
完善该反应机理中相关的化学反应方程式：
___________ ；以TS2为过渡态的反应，其正反应活化能为___________ eV。
(3)在恒温恒压下，和按体积比1∶3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如下表。
已知：
①分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能；
②的选择性
。
①在普通反应器(A)中，下列能作为反应(反应Ⅰ和反应Ⅱ)达到平衡状态的判据是___________ (填标号)。
A．气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变
C．
D．各物质浓度比不再改变
②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是___________ 。
③在反应器(B)中，的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是___________ 。
④若反应器(A)中初始时
，反应Ⅱ的化学平衡常数(Ⅱ)=___________ (用最简的分数表示)。
(4)近年来，有研究人员用通过电催化生成HCOOH，实现的回收利用，其工作原理如图所示。请写出Cu电极上的电极反应式：___________ 。
的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中转换为被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答下列问题：
(1)若已知
和CO的燃烧热，计算反应Ⅱ的，还需要的一个数据为(2)在催化剂条件下，反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。
完善该反应机理中相关的化学反应方程式：
(3)在恒温恒压下，
和按体积比1∶3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如下表。| 1.8MPa、260℃ | |||
| 平衡转化率 | 甲醇的选择性 | 达到平衡时间是(s) | |
| 普通反应器(A) | 25.0% | 80.0% | 10.0 |
| 分子筛膜催化反应器(B) | a>25.0% | 100.0% | 8.0 |
①分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能；
②
的选择性。①在普通反应器(A)中，下列能作为反应(反应Ⅰ和反应Ⅱ)达到平衡状态的判据是
A．气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变
C．
D．各物质浓度比不再改变②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是
③在反应器(B)中，
的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是④若反应器(A)中初始时
，反应Ⅱ的化学平衡常数(Ⅱ)=(4)近年来，有研究人员用
通过电催化生成HCOOH，实现的回收利用，其工作原理如图所示。请写出Cu电极上的电极反应式：
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【推荐3】工业合成氨是人工固氮研究的重要领域，回答下列问题：
(1)诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔确认了合成氨反应机理。
时，各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。___________ ，该步反应的活化能
___________ 。
(2)关于合成氨工艺的下列理解，正确的是___________ 。
A.合成氨的反应在较低温度下可为自发反应
B．控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C．当温度、压强一定时，在原料气(
和
的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D．基于
有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E．分离空气可得，通过天然气和水蒸气转化可得，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生
(3)①相同质量的同种催化剂，在载体上的分散度越高，催化作用越强，原因是___________ 。
②已知在催化剂表面的吸附量会影响催化效果，在少量某催化剂下分解的实验数据如下表：
分析表中数据可知，随着反应进行，
减小，平均反应速率___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)，对该分析结果的合理解释是___________ 。
(4)在一定条件下，向某反应容器中投入
和
在不同温度下反应，平衡体系中氨的物质的量分数随压强变化曲线如图所示：
中温度最高的是___________ ，M点的转化率为___________ 。
②1939年捷姆金和佩热夫推出合成氨反应在接近平衡时净速率方程式为：
的分别为正反应和逆反应的速率常数；
代表各组分的分压；α为常数，当达平衡时，净速率为0，工业上以铁为催化剂，
，由M点数据计算
___________ 
。
(1)诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔确认了合成氨反应机理。
时，各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。
。(2)关于合成氨工艺的下列理解，正确的是
A.合成氨的反应在较低温度下可为自发反应
B．控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C．当温度、压强一定时，在原料气(
和的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率D．基于
有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行E．分离空气可得
，通过天然气和水蒸气转化可得，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生(3)①相同质量的同种催化剂，在载体上的分散度越高，催化作用越强，原因是
②已知
在催化剂表面的吸附量会影响催化效果，在少量某催化剂下分解的实验数据如下表：反应时间/ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
 |  |  |  |  |  |  |
减小，平均反应速率(4)在一定条件下，向某反应容器中投入
和在不同温度下反应，平衡体系中氨的物质的量分数随压强变化曲线如图所示：
中温度最高的是的转化率为②1939年捷姆金和佩热夫推出合成氨反应在接近平衡时净速率方程式为：
的分别为正反应和逆反应的速率常数；代表各组分的分压；α为常数，当达平衡时，净速率为0，工业上以铁为催化剂，，由M点数据计算。
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】“绿水青山就是金山银山”，近年来，绿色发展、生态保护成为中国的新名片。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下：
①
②
③
(1)表示
燃烧热的热化学方程式为___________ 。
Ⅱ.和
在一定条件下反应可制得合成气，在1L密闭容器中分别通入
和
，发生反应：
。
(2)该反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(3)下列能判断
达到平衡状态的是___________(填序号)。
Ⅲ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为：
，设m为起始时的投料比，即
。
(4)图1中m1、m2、m3从大到小的顺序为___________ 。
(5)图2表示在总压为5MPa的恒压条件下，且m=3时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系，则曲线d代表的物质为___________ (填化学式)。
Ⅳ.工业上可用丙烯加成法制备1，2-二氯丙烷(
)，主要副产物为3-氯丙烯(
)，反应原理为：
①
②
一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的
和
发生反应，容器内气体的压强随时间的变化如表所示：
(6)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率，即
，则前120min内平均反应速率
___________ 。
(7)该温度下，若平衡时HCl的体积分数为12.5%，反应①的平衡常数
___________ 
(
为以分压表示的平衡常数，保留小数点后2位)。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下：
①
②
③
(1)表示
燃烧热的热化学方程式为Ⅱ.
和在一定条件下反应可制得合成气，在1L密闭容器中分别通入和，发生反应： 。(2)该反应在
(3)下列能判断
达到平衡状态的是___________(填序号)。| A．一定温度下，容积固定的容器中，密度保持不变 |
| B．容积固定的绝热容器中，温度保持不变 |
| C．一定温度和容积固定的容器中，平均相对分子质量不变 |
| D．和的物质的量之比不再改变 |
Ⅲ.已知
催化加氢合成乙醇的反应原理为：，设m为起始时的投料比，即。(4)图1中m1、m2、m3从大到小的顺序为
(5)图2表示在总压为5MPa的恒压条件下，且m=3时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系，则曲线d代表的物质为
Ⅳ.工业上可用丙烯加成法制备1，2-二氯丙烷(
)，主要副产物为3-氯丙烯()，反应原理为：①
②
一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的
和发生反应，容器内气体的压强随时间的变化如表所示：| 时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
| 压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.2 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
(6)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率，即
，则前120min内平均反应速率(7)该温度下，若平衡时HCl的体积分数为12.5%，反应①的平衡常数
(为以分压表示的平衡常数，保留小数点后2位)。
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：
(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________ 。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______ 、______ 。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH______ 0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=_________ (MPa)−3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________ 。
(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是
(3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】CO2是主要的温室气体之一，可利用CO2和H2的反应生成CH3OH，减少温室气体排放的同时提供能量物质。
I．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ•mol-1
II．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.4kJ•mol-1
(1)CO(g)和H2(g)的反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为__ 。请解释反应I能自发进行的原因_ 。
(2)温度为T℃时，向容积为2L的密闭容器中投入3molH2和1molCO2发生反应I和II。
①反应达到平衡时，测得CO2的转化率为50%，生成CO的选择性(CO的选择性=
)为20%，则T℃时反应I的平衡常数K=___ (保留2位有效数字)。
②下图为T℃时，c(CH3OH)随时间的变化图象。请从分子碰撞理论角度分析下图曲线中c(CH3OH)在0～t2区间变化的原因___ 。
③维持其它条件不变，在容器中加入一种合适的催化剂能大幅提高反应I的速率，而对反应II的速率影响不大，请在上图中画出c(CH3OH)随时间的变化曲线_______ 。
④当其他条件相同时，以催化剂A和C进行实验，在相同时间内测得CH3OH浓度变化情况如图所示。下列说法正确的是______ 。
A．在催化剂A的作用下反应的平衡常数比催化剂C时大
B．反应在N点已达到平衡，此后甲醇浓度减小的原因可能是温度升高，平衡向左移动
C．M点后甲醇浓度减小的原因可能是温度升高使催化剂活性降低
D．上升一定温度时，两条曲线可能相交
I．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ•mol-1II．CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.4kJ•mol-1(1)CO(g)和H2(g)的反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为
(2)温度为T℃时，向容积为2L的密闭容器中投入3molH2和1molCO2发生反应I和II。
①反应达到平衡时，测得CO2的转化率为50%，生成CO的选择性(CO的选择性=
)为20%，则T℃时反应I的平衡常数K=②下图为T℃时，c(CH3OH)随时间的变化图象。请从分子碰撞理论角度分析下图曲线中c(CH3OH)在0～t2区间变化的原因
③维持其它条件不变，在容器中加入一种合适的催化剂能大幅提高反应I的速率，而对反应II的速率影响不大，请在上图中画出c(CH3OH)随时间的变化曲线
④当其他条件相同时，以催化剂A和C进行实验，在相同时间内测得CH3OH浓度变化情况如图所示。下列说法正确的是
A．在催化剂A的作用下反应的平衡常数比催化剂C时大
B．反应在N点已达到平衡，此后甲醇浓度减小的原因可能是温度升高，平衡向左移动
C．M点后甲醇浓度减小的原因可能是温度升高使催化剂活性降低
D．上升一定温度时，两条曲线可能相交
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【推荐1】丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其热化学方程式为
，请回答下列相关问题。
(1)下表为部分键能数据，据此可算出
___________ 。
(2)一定温度下，向2L的密闭容器中充入
发生脱氢反应，经过
达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的
倍。
①
内氢气的生成速率
_____ ，
的平衡转化率为_____ 。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_________ (填标号)。
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变 B.
与的物质的量之比保持不变
C.混合气体的密度保持不变 D.的分解速率与的消耗速率相等
(3)脱氢反应分别在压强为
和
时发生，丙烷及丙烯的平衡物质的量分数随温度变化如图所示：
①压强：p1_________ (填“
”或“
”)p2。
②为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可采取的措施是___________ 。
③若
，起始时充入丙烷发生反应，则Q点对应温度下，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)。
④实际生产中常在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氧反应，充入氩气的原因是______________ 。
，请回答下列相关问题。(1)下表为部分键能数据，据此可算出
。| 化学键 |  |  |  |  |
键能 | 332 | 611 | 414 | 436 |
(2)一定温度下，向2L的密闭容器中充入
发生脱氢反应，经过达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的倍。①
内氢气的生成速率的平衡转化率为②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变 B.
与的物质的量之比保持不变C.混合气体的密度保持不变 D.
的分解速率与的消耗速率相等(3)脱氢反应分别在压强为
和时发生，丙烷及丙烯的平衡物质的量分数随温度变化如图所示：①压强：p1
”或“”)p2。②为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可采取的措施是
③若
，起始时充入丙烷发生反应，则Q点对应温度下，反应的平衡常数总压物质的量分数)。④实际生产中常在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氧反应，充入氩气的原因是
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【推荐2】甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-556.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___ 。
（2）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。
由表中数据判断ΔH1___ 0（填“>”、“=”或“<”）
②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol·L-1，则CO的转化率为___ ，此时的温度为___ （从上表中选择）。
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置：用该电池电解（惰性电极）500ml某CuSO4溶液，电解一段时间后，为使电解质溶液恢复到原状态，需要向溶液中加入9.8gCu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为___ mol·L-1（假设电解前后溶液体积不变）。
（1）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-556.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
（2）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2①下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断ΔH1
②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol·L-1，则CO的转化率为
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置：用该电池电解（惰性电极）500ml某CuSO4溶液，电解一段时间后，为使电解质溶液恢复到原状态，需要向溶液中加入9.8gCu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为
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【推荐3】金属铝有广泛的应用，有人对碳还原氧化铝制备铝进行了实验研究。在2.0 L真空密闭容器中稍过量石墨与1.0 mol Al2O3混合后加热，图1是体系压强随着加热时间变化的曲线图，图2是在不同的恒定温度下，反应达到平衡，冷却后容器内剩余固体中部分 含铝元素物质的物质的量随温度变化曲线图。
已知：1.01×105 Pa下Al熔点933 K，沸点2700 K；10 Pa下Al沸点低于1000 K，Al2O3和C沸点高于2000 K。
反应I：Al2O3(s)+3C(s)
2Al(s)+3CO(g) △H1=+1339.1 kJ·mol-1
反应II：2Al2O3(s)+9C(s)Al4C3(s)+6CO(g) △H2=+2249.5 kJ·mol-1
反应III：Al2O3(s)+Al4C3(s)6Al(s)+3CO(g) △H3
请回答下列问题：
(1)工业上电解法冶炼铝的化学方程式为___ 。
(2)△H3=___ 。
(3)图1中石墨与Al2O3混合物加热至150 min时容器内温度约为___ 。
(4)从反应自发性推测，实验室进行碳还原氧化铝制备铝的实验需要在真空容器中进行，可能的原因是___ 。
(5)由图2可得1650 K时，反应I的平衡常数K=___ 。
(6)下列说法不正确 的是___ 。
A．图1中约170 min后体系压强很快减小可能是反应I、II急剧发生，吸收了大量的热，容器内温度降低，导致反应I、II平衡向逆方向移动
B．图2显示约1650～1700 K之间是石墨与Al2O3反应制备Al的最佳温度
C．图2中T≥1700K时体系中一定还发生了其他副反应
D．综合分析可得，碳还原氧化铝制备铝比电解法成本更低，产率更高，适合大规模应用
(7)请在图3中画出温度在1450-1650 K之间2.0 L真空密闭容器中CO的浓度随温度变化曲线图___ 。
已知：1.01×105 Pa下Al熔点933 K，沸点2700 K；10 Pa下Al沸点低于1000 K，Al2O3和C沸点高于2000 K。
反应I：Al2O3(s)+3C(s)
2Al(s)+3CO(g) △H1=+1339.1 kJ·mol-1反应II：2Al2O3(s)+9C(s)
Al4C3(s)+6CO(g) △H2=+2249.5 kJ·mol-1反应III：Al2O3(s)+Al4C3(s)
6Al(s)+3CO(g) △H3请回答下列问题：
(1)工业上电解法冶炼铝的化学方程式为
(2)△H3=
(3)图1中石墨与Al2O3混合物加热至150 min时容器内温度约为
(4)从反应自发性推测，实验室进行碳还原氧化铝制备铝的实验需要在真空容器中进行，可能的原因是
(5)由图2可得1650 K时，反应I的平衡常数K=
(6)下列说法
A．图1中约170 min后体系压强很快减小可能是反应I、II急剧发生，吸收了大量的热，容器内温度降低，导致反应I、II平衡向逆方向移动
B．图2显示约1650～1700 K之间是石墨与Al2O3反应制备Al的最佳温度
C．图2中T≥1700K时体系中一定还发生了其他副反应
D．综合分析可得，碳还原氧化铝制备铝比电解法成本更低，产率更高，适合大规模应用
(7)请在图3中画出温度在1450-1650 K之间2.0 L真空密闭容器中CO的浓度随温度变化曲线图
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