高考二轮复习知识点：盖斯定律及其应用1

更新时间：2023-07-30 浏览次数：16 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2023·东城模拟) CH₄/CO₂催化重整的反应为①CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g) △H₁其中，积炭是导致催化剂失活的主要原因。产生积炭的反应有：
②CH₄(g) $\text{[math]}$ C(s)+2H₂(g) △H₂=+74.6kJ•mol^-1
③2CO(g) $\text{[math]}$ C(s)+CO₂(g) △H₃=-172.5kJ•mol^-1
科研人员研究压强对催化剂活性的影响：在1073K时，将恒定组成的CO₂、CH₄混合气体，以恒定流速通过反应器，测得数据如图。
注：Ra是以CH₄的转化率表示的催化剂活性保留分率，即反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比。
下列分析错误的是

A . △H₁=+247.1kJ•mol^-1 B . 压强越大，Ra降低越快，其主要原因是反应①平衡逆向移动 C . 保持其他条件不变，适当增大投料时 $\text{[math]}$ ，可减缓Ra的衰减 D . 研究表明“通入适量O₂有利于重整反应”，因为O₂能与C反应并放出热量

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2. (2022·海淀模拟) 工业上利用碳热还原BaSO₄制得BaS，进而生产各种含钡化合物。温度对反应后组分的影响如图。
已知：碳热还原BaSO₄过程中可能发生下列反应。
i.BaSO₄(s)+2C(s)=2CO₂(g)+BaS(s) △H₁
ii.BaSO₄(s)+4C(s)=4CO(g)+BaS(s) △H₂=+571.2kJ·mol^-1
iii.BaSO₄(s)+4CO(g)=4CO₂(g)+BaS(s) △H₃=-118.8kJ·mol^-1
下列关于碳热还原BaSO₄过程的说法正确的是（）

A . △H₁=+113.1kJ·mol^-1 B . 400℃后，反应后组分的变化是由C(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)的移动导致的 C . 温度升高，C(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)的平衡常数K减小 D . 反应过程中，生成的CO₂和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量

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3. (2022·泰州模拟) CH₄—CO₂重整反应能够有效去除大气中 CO₂ ，是实现“碳中和”的重要途径之一，发生的反应如下：
重整反应 CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g) ΔH
积炭反应Ⅰ 2CO(g)=CO₂(g)+C(s) ΔH₁=―172 kJ·mol^-1
积炭反应Ⅱ CH₄(g)=C(s)+2H₂(g) ΔH₂=+75kJ·mol^-1
在恒压、起始投料比 $\text{[math]}$ =1条件下，体系中含碳组分平衡时的物质的量随温度变化关系曲线如图所示。下列说法正确的是（）

A . 重整反应的反应热ΔH=-247 kJ·mol^-1 B . 曲线B表示CH₄平衡时物质的量随温度的变化 C . 积炭会导致催化剂失活，降低CH₄的平衡转化率 D . 低于600℃时，降低温度有利于减少积炭的量并去除CO₂气体

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4. (2022·南开模拟) Fe³⁺可与H₂O、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等配体形成配位数为6的配离子，如[Fe(H₂O)₆]³⁺(浅紫色)、 $\text{[math]}$ (红色)、 $\text{[math]}$ (无色)，但不能与 $\text{[math]}$ 形成配离子。某同学完成如下实验：
下列有关叙述错误的是（）

A . [Fe(H₂O)₆]³⁺为浅紫色，但溶液I却呈黄色，是Fe³⁺水解的产物所致 B . 溶液II、III的颜色分别为红色和无色，说明其中不存在[Fe(H₂O)₆]³⁺ C . 为了观察到溶液I中[Fe(H₂O)₆]³⁺的浅紫色，可向溶液中加入硝酸 D . 已知Fe³⁺与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的反应在溶液中存在以下平衡： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ ，溶液II→溶液III，颜色由红色变为无色。若该反应是可逆反应，其平衡常数为 $\text{[math]}$

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5. (2022·秦皇岛模拟) 在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，除主反应(反应Ⅰ)外，还会发生副反应(反应Ⅱ)。
反应Ⅰ： $\text{[math]}$     $\text{[math]}$ ：
反应Ⅱ： $\text{[math]}$     $\text{[math]}$
一定压强下，向某容积可变的密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的混合气体(其中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为1∶4)，在某催化剂的作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得 $\text{[math]}$ 的转化率、 $\text{[math]}$ 的选择性、CO的选择性随反应温度的变化情况如图所示。
已知： $\text{[math]}$ 或CO的选择性指反应生成 $\text{[math]}$ 或CO时所消耗的 $\text{[math]}$ 的物质的量占参与反应的 $\text{[math]}$ 总物质的量的百分比。
下列说法正确的是（   ）

A . 相同温度下，反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ B . 温度升高，反应Ⅰ的平衡常数 $\text{[math]}$ 和反应Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ 都增大 C . 通过控制反应温度、调节压强等措施可提高 $\text{[math]}$ 的选择性 D . 500℃时，反应达到平衡后，增大压强，体系中CO和 $\text{[math]}$ 的体积分数均减小

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6. (2022·绍兴模拟) 我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子，脱附后催化剂复原)催化水煤气变换反应. CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g) ΔH＜0，低温获得高转化率与高反应速率。反应过程示意如图
下列说法正确的是（）

A . ΔH₁=ΔH₂>0 B . 若未使用催化剂时水煤气变换反应的焓变为 ΔH'，则ΔH'＜ΔH C . 图示显示.状态Ⅰ的H₂O 分子在变换过程中均参与了反应 D . ΔH=ΔH₁+ΔH₂+ΔH₃

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二、多选题

7. (2021·德州模拟) 在恒温条件下，向盛有足量NaCl(s)的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO₂、0.2molNO和0.1molCl₂ ，发生如下两个反应：
①2NO₂(g)+NaCl(s) $\text{[math]}$ NaNO₃(s)+ClNO(g)    △H₁<0    K₁

②2NO(g)+Cl₂(g) $\text{[math]}$ 2ClNO(g)    △H₂<0    K₂

10分钟时反应达到平衡，测得体系的压强减少20%，10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10^-3mol·L^-1·min^-1。下列说法正确的是（   ）

A . 平衡后c(NO)=2.5×10^-2mol·L^-1 B . 平衡时NO₂的转化率为50% C . 其它条件保持不变，反应在绝热条件下进行，则平衡常数K₂增大 D . 反应4NO₂(g)+2NaCl(s) $\text{[math]}$ 2NaNO₃(s)+2NO(g)+Cl₂(g)的平衡常数为 $\text{[math]}$

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8. (2021高三上·廊坊月考) CO₂催化重整CH₄的反应：(Ⅰ)CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g)；ΔH₁ ，
主要副反应：(Ⅱ)H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)；ΔH₂>0，

(Ⅲ)4H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g)；ΔH₃<0。

在恒容反应器中按体积分数V(CH₄)∶V(CO₂)=50%∶50%充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是（）

A . ΔH₁=2ΔH₂-ΔH₃<0 B . 其他条件不变，适当增大起始时V(CH₄)∶V(CO₂)，可抑制副反应(Ⅱ)、(Ⅲ)的进行 C . 300～580℃时，H₂O的体积分数不断增大，是由于反应(Ⅲ)生成H₂O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量 D . T℃时，在2.0L容器中加入2mol CH₄、2mol CO₂以及催化剂进行重整反应，测得CO₂的平衡转化率为75%，则反应(Ⅰ)的平衡常数小于81

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9. (2022高二上·沂水期中) 中国科学家在淀粉人工光合成方面取得重大突破性进展，该实验方法首先将 $\text{[math]}$ 催化还原为 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 催化加氢的主要反应有：
① $\text{[math]}$      $\text{[math]}$
② $\text{[math]}$      $\text{[math]}$
其他条件不变时，在相同时间内温度对 $\text{[math]}$ 催化加氢的影响如图。
下列说法错误的是（   ）

A . $\text{[math]}$      $\text{[math]}$ B . 使用催化剂，能降低反应的活化能，增大活化分子百分数 C . 220～240℃，升高温度，对反应②速率的影响比对反应①的小 D . 其他条件不变，增大压强，不利于反应向生成 $\text{[math]}$ 的方向进行

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10. (2021高二上·河北期中) 关于如图所示转化关系(X代表卤素)，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅱ吸收的热量依次增多 D . Cl₂(g)、I₂(g)分别发生反应Ⅰ，同一温度下的平衡常数分别为K₁、K₃ ，则 $\text{[math]}$

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11. (2021高二上·薛城期中) 下列各组热化学方程式中，∆H的比较正确的是（   ）
①C(s)+O₂(g)=CO₂(g)     ∆H₁       C(s)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=CO (g)     ∆H₂
②S(s)+O₂(g)=SO₂(g)     ∆H₃             S(g)+O₂(g)=SO₂(g)     ∆H₄
③H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂O(l)     ∆H₅       2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)     ∆H₆
④CaO(s)+H₂O(l)=Ca(OH)₂(s)     ∆H₇       CaCO₃(s)=CaO(s)+CO₂(g)     ∆H₈

A . ∆H₁<∆H₂ B . ∆H₃<∆H₄ C . ∆H₅>∆H₆ D . ∆H₇>∆H₈

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12. (2021高二上·湖南期中) 以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原料合成 $\text{[math]}$ 涉及的主要反应如下：
① $\text{[math]}$     $\text{[math]}$
② $\text{[math]}$       $\text{[math]}$
③ $\text{[math]}$       $\text{[math]}$
不同压强下，按照 $\text{[math]}$ 投料， $\text{[math]}$ 平衡转化率随温度变化关系如图所示。下列说法正确的是（   ）

A . 根据盖斯定律计算 $\text{[math]}$ B . 选择合适的催化剂可以提高反应①的选择性，从而提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率 C . 为同时提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率和 $\text{[math]}$ 的平衡产率，反应条件应选择高温、高压 D . $\text{[math]}$ 温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是：该温度下，主要发生反应③

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13. (2018高三上·盐城期中) MAN公司提出的“VHRO”系统（V、H、R、O表示相应部位的某种催化剂）是一种净化柴油机尾气的模型，其示意图及相应热化学方程式如下图所示：

①（V）2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g) ∆H₁ =－114.0 kJ·mol^－1

②（H）CO(NH₂)₂(aq) + H₂O (l) 2NH₃(g)+CO₂(g)∆H₂ = 119.2kJ·mol^－1

③（R）2NH₃(g)+NO(g)+NO₂(g) = 2N₂(g)+3H₂O(g) ∆H₃=－759.0kJ·mol^－1

④（O）4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g) + 6H₂O(g) ∆H₄ =－1530.0 kJ·mol^－1

下列说法正确的是（）

A . 反应②为放热反应，其余为吸热反应 B . 反应N₂(g)+O₂(g) 2NO(g)的∆H＞0 C . 反应4NH₃(g)+4NO(g)+O₂(g)=4N₂(g)+6H₂O(g)的∆H=－1632.0kJ·mol^－1 D . 设计反应④是为了提高“VHRO”系统所需的工作温度

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三、非选择题

14. (2019·全国Ⅱ卷) 环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
1. （1）已知： (g) = (g)+H₂(g) ΔH₁=100.3 kJ·mol⁻¹①
  H₂(g)+ I₂(g) =2HI(g) ΔH₂=−11.0 kJ·mol⁻¹②
  
  对于反应： (g)+ I₂(g) = (g)+2HI(g) ③ ΔH₃=kJ·mol⁻¹。
2. （2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应③，起始总压为10⁵Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为，该反应的平衡常数K_p=Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有（填标号）。
  A．通入惰性气体 B．提高温度
  
  C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
3. （3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________（填标号）。
  
  A . T₁＞T₂ B . a点的反应速率小于c点的反应速率 C . a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D . b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L⁻¹
4. （4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C₅H₅)₂结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。
  
  该电解池的阳极为，总反应为。电解制备需要在无水条件下进行，原因为。
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15. (2018·海南) 过氧化氢(H₂O₂)是重要的化工产品，广泛应用于绿色化学合成、医疗消毒等领域。回答下列问题：
1. （1）已知：
         H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂0(1) △H₁=－286kJ·mol^-1
         H₂(g)+ O₂(g)=H₂O₂(l)   △H₂=－188 kJ·mol^-1
      过氧化氢分解反应2H₂O₂(l)=2H₂O(l)+O₂(g)的△H=kJ·mol^-1。不同温度下
  过氧化氢分解反应的平衡常数K_313KK_298K (填“大于"“小于”或“等于”)。
2. （2） 100℃时，在不同金属离子存在下，纯过氧化氢24h的分解率见下表：
  离子
  加入量/(mg·L^-1)
  分解率/%
  离子
  加入量／(mg·L^-1)
  分解率/％
  无
  __
  2
  Fe³^＋
  1.O
  15
  Al³^＋
  10
  2
  Cu²^＋
  O.1
  86
  Zn²^＋
  10
  10
  Cr³^＋
  0.1
  96
  由上表数据可知，能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是。贮运过氧化氢时，可选用的容器材质为(填标号)。
  A．不锈钢 B．纯铝 C．黄铜 D．铸铁
3. （3）过氧化氢的Ka₁=2.24×10^-12 ， H₂O₂的酸性H₂O(填“大于”“小于”或“等于”)。研究表明，过氧化氢溶液中HO₂^-的浓度越大，过氧化氢的分解速率越快。常温下，不同浓度的过氧化氢分解率与pH求的关系如图所示。一定浓度的过氧化氢，pH增大分解率增大的原因是：相同pH下，过氧化氢浓度越大分解率越低的原因是。
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16. (2023·梅州模拟) 除去废水中Cr(Ⅵ)的方法有多种。请按要求回答下列问题。
1. （1）室温下，含Cr(Ⅵ)的微粒在水溶液中存在如下平衡：
  $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$    $\text{[math]}$
  ①室温下，反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 的代数式表示)。
  ②基态 $\text{[math]}$ 核外电子排布式为。
  ③室温下，初始浓度为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液中 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 的变化如图所示。
  根据A点数据计算反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ，下列关于该反应的说法不正确的是。
  A．加水稀释，平衡右移，K值增大
  B．若达到A点的时间为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$
  C．若升高温度，溶液中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率减小，则该反应的 $\text{[math]}$
2. （2） $\text{[math]}$ 与熟石灰除Cr(VI)法：向酸性废水中加入 $\text{[math]}$ ，再加入熟石灰，使 $\text{[math]}$ 沉淀。
  ①实验中的 $\text{[math]}$ 作用是。
  ②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图所示。当 $\text{[math]}$ 时，Cr(Ⅲ)去除率下降的原因可用离子方程式表示为。
3. （3）微生物法：
  ①用硫酸盐还原菌(SRB)处理含Cr(Ⅵ)废水时，Cr(Ⅵ)去除率随温度的变化如图所示。 $\text{[math]}$ 时，Cr(Ⅵ)的去除率很低的原因是。
  ②水体中，Fe合金在SRB存在条件下腐蚀的机理如图所示。Fe腐蚀后生成FeS的过程可描述为：Fe失去电子转化为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 得到电子转化为H，。
4. （4）可用电解法将废水中铬酸钾溶液制成重铬酸钾，其工作原理如图所示：
  
  ①该制备过程总反应的化学方程式为。
  
  ②电解一段时间后，阳极区溶液中 $\text{[math]}$ 的物质的量由 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 变成 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，则生成的重铬酸钾的物质的量为 $\text{[math]}$ 。
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17. (2023·佛山模拟) 工业利用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 催化合成氨实现了人类“向空气中要面包”的梦想。
1. （1）原料气(含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、CO)中的CO能被催化剂吸附，需经过铜氨液处理除去，反应为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
  ①除去原料气中CO的理由是。
  ②为提高CO吸收率，应选择的条件为。
  A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压
  ③ $\text{[math]}$ 中的配体为
2. （2）研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在铁催化剂表面上的物种用*标注。
  ①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为。合成氨反应： $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用图中字母表示)。
  ②铁催化合成氨时 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 需吸附在催化剂表面活性位点进行反应，由合成氨反应的速率方程 $\text{[math]}$ (k为速率常数)可知， $\text{[math]}$ 越大，反应速率越小。原因是。
3. （3）反应 $\text{[math]}$ 的标准平衡常数可表达为： $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为标准压强(0.1MPa)， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别为各组分的平衡分压(分压=总压×物质的量分数)。若 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 起始物质的量之比为1∶3，反应在恒温、恒压(10MPa)下进行，平衡时 $\text{[math]}$ 转化率为50%，则 $\text{[math]}$ (写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
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18. (2023·马鞍山模拟) 我国力争2030年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。CO₂的综合利用是实现碳中和的措施之一。
1. （1） Ⅰ． CO₂和CH₄在催化剂表面可以合成CH₃COOH，该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面，H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上，TS表示过渡态)：
  决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为。
2. （2）下列说法正确的有。
  a．增大催化剂表面积可提高CO₂在催化剂表面的吸附速率
  b． CH₃COOH* 比CH₃COOH(g)能量高
  c．催化效果更好的是催化剂2
  d．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
3. （3） Ⅱ． CO₂和 H₂在一定条件下也可以合成甲醇，该过程存在副反应ii。
  反应i： CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH₁ = -49.3 kJ·mol^-1
  反应ii： CO₂(g) + H₂(g $\text{[math]}$ CO(g)+ H₂O(g) ΔH₂
  有关物质能量变化如图所示，稳定单质的焓(H)为0，则ΔH₂= kJ·mol^-1
4. （4）恒温恒容条件下，仅发生反应ii，反应达到平衡的标志是。
  a． CO的分压不再发生变化
  b．气体平均相对分子质量不再发生变化
  c．气体密度不再发生变化
  d． $\text{[math]}$ 比值不再发生变化
5. （5）在5.0MPa，将n(CO₂) ： n(H₂)=5 ： 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH₃OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO₂的转化率随温度的变化如图所示。
  ①表示平衡时CH₃OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是 (填“a”或“b”)。
  ②CO₂平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是。
  ③250℃时反应i： CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)的 K_p=(MPa)^-2(用最简分数表示)。
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19. (2023·深圳模拟) “ $\text{[math]}$ 氧化法”和“光催化氧化法”常用于烟气脱硫、脱硝，对环境保护意义重大。回答下列问题：
1. （1） Ⅰ. $\text{[math]}$ 氧化法
  用 $\text{[math]}$ 氧化烟气中的 $\text{[math]}$ 时，体系中存在以下反应：
  a) $\text{[math]}$       $\text{[math]}$
  b) $\text{[math]}$      $\text{[math]}$
  c) $\text{[math]}$      $\text{[math]}$
  根据盖斯定律， $\text{[math]}$ 。
2. （2）在密闭容器中充入 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，发生以下反应：
  d) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  e) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  不同压强(p)下， $\text{[math]}$ 的平衡转化率 $\text{[math]}$ 随反应温度(T)的变化关系如下图所示：
  ①由图可知， $\text{[math]}$ 0(填“大于”或“小于”下同)， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
  ②下列有关该反应体系的说法正确的是(填标号)。
  A．恒压下，混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
  B．任意时刻，存在 $\text{[math]}$
  C．恒容下，升高温度，该体系中气体颜色变浅
  D．恒容下，增大 $\text{[math]}$ 的浓度，反应d、e的正反应速率均增大
  ③某温度下，平衡时 $\text{[math]}$ 的物质的量分数为 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量分数相等，此时 $\text{[math]}$ mol。
3. （3） Ⅱ.光催化氧化法
  光照条件下，催化剂 $\text{[math]}$ 表面产生电子( $\text{[math]}$ )和空穴( $\text{[math]}$ )。电子与 $\text{[math]}$ 作用生成离子自由基( $\text{[math]}$ )，空穴与水电离出的 $\text{[math]}$ 作用生成羟基自由基( $\text{[math]}$ )， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 。变化过程如下图所示：
  一定范围内，NO脱除速率随烟气湿度的增大而增大，结合催化剂的作用机理，分析可能的原因。
4. （4）已知该过程中生成的 $\text{[math]}$ 可继续与 $\text{[math]}$ 发生反应： $\text{[math]}$ ；该反应可分两步进行，请补充反应ⅰ：
  ⅰ.；
  ⅱ. $\text{[math]}$ 。
5. （5）理论上“光催化氧化法”中，消耗的 $\text{[math]}$ 与生成的 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为。
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20. (2023·邯郸模拟) 2023年全国政府工作报告指出，推动重点领域节能降碳减污。一种太空生命保障系统利用电解水供氧，生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷，水可循环使用。
1. （1）已知 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的燃烧热分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，写出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的热化学方程式。
2. （2）一定温度下，在恒容密闭容器中 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。
  ①能说明该反应达到平衡状态的是(填字母)。
  A． $\text{[math]}$ 　　　B．容器内压强一定　　　C．气体平均相对分子质量一定
  D．气体密度一定　　　　　E． $\text{[math]}$ 的体积分数一定
  ②已知容器的容积为5 L，初始加入 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，反应平衡后测得 $\text{[math]}$ 的转化率为50%，则该反应的平衡常数为。
  ③温度不变，再加入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 各 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。
3. （3）工业上在一定条件下利用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 可直接合成有机中间体二甲醚： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。当 $\text{[math]}$ 时，实验测得 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度及压强变化如图所示。
  ①该反应的 $\text{[math]}$ (填“>”或“<”)0。
  ②图中压强(p)由大到小的顺序是。
4. （4）科学家研发出一种新系统，通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图所示。
  ①系统工作时，a极为极，b极区的电极反应式为。
  ②系统工作时b极区有少量固体析出，可能的原因是。
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21. (2023·运城模拟) 加深对含氮氧化物的研究，有利于为环境污染提供有效决策。回答下列问题：
1. （1）已知：2NO(g) +O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g) ΔH₁=-114 kJ·mol^-1；
  C(s)+O₂(g) $\text{[math]}$ CO₂(g) ΔH₂= - 393.5 kJ·mol^-1；
  2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+O₂(g) ΔH₃=-181 kJ·mol ^-1。
  C(s)与NO₂(g)反应生成N₂(g)和CO₂(g)的热化学方程式为；关于该可逆反应，改变下列条件，一段时间后，正反应速率增大的是 (填字母)。
  A．恒温下，缩小反应容器体积
  B．恒容下，降低反应温度
  C．恒温恒容下，通入一定量的N₂
  D．恒温恒容下，将CO₂移出容器
2. （2） T ℃时，存在如下平衡：2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂O₄(g)。该反应正、逆反应速率与NO₂、N₂O₄的浓度关系为：v_正= k_正c² (NO₂)，v_逆=k_逆c(N₂O₄) (k_正、k_逆为速率常数，仅与温度有关)，且lg v_正~lg c(NO₂)与lg v_逆~lg c(N₂O₄)的关系如图所示。
  ①表示v_正的直线是 (填“A”或“B")。
  ②T ℃时，该反应的平衡常数K=。
  ③T ℃时，向刚性容器中充入一定量NO₂ ，平衡后测得c(NO₂)为0.1 mol·L^-1 ，平衡时NO₂的转化率为(保留一位小数)。平衡后v_逆=(用含a的表达式表示)。
  ④上题③中的反应达到平衡后，其他条件不变，继续通定量入一的NO₂ ， NO₂的平衡浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
3. （3）为减少汽车尾气中NO_x的排放，某研究小组在实验室以耐高温催化剂催化NO转化为N₂ ，测得NO转化为N₂的转化率随温度变化情况如图所示。结合(1)中的反应，若不使用CO，温度超过775K，发现NO转化为N₂的转化率降低，其可能的原因是；用平衡移动原理解释加入CO后，NO转化为N₂的转化率增大的原因：。
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22. (2023·汉中模拟) 有效去除大气中的H₂S、SO₂以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
1. （1）氨水可以脱除烟气中的SO_2.氨水脱硫的相关热化学方程式如下：
  2NH₃(g) + H₂O(1) + SO₂(g)=(NH₄)₂SO₃(aq) ΔH=akJ/mol
  2NH₄HSO₃(aq)=((NH₄)₂SO₃ (aq) + H₂O(l) + SO₂(g) ΔH =bkJ/mol
  2(NH₄)₂SO₃(aq) + O₂(g)= 2(NH₄)₂SO₄ (aq) ΔH = ckJ/mol
  反应2NH₃(g) + 2NH₄HSO₃(aq)+O₂(g)= 2(NH₄)₂SO₄+(aq)的 ΔH = kJ/mol(用含a、 b、c的代数式表示)。
2. （2） H₂S与CO₂在高温下发生反应： H₂S(g) + CO₂(g) $\text{[math]}$ COS(g)+ H₂O(g)。在610K时，将。0.40 mol H₂S与0.20 mol CO₂充入5 L的空钢瓶中，反应达到平衡后水的物质的量分数为0.2。
  ①上述条件下H₂S的平衡转化事α₁= %。
  ②若在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.3，该反应的ΔH 0(填“<” “>”“<或=”)。
  ③在610 K时反应H₂S(g) + CO₂(g) $\text{[math]}$ COS(g) + H₂O(g)平衡建立的基础上，改变下列一种条件，能使H₂S平衡转化率增大的是 (填标号)。
  A．向容器中通入H₂S B．向容器中通入CO₂
  C．加入催化剂 D．缩小容器的体积
3. （3）在气体总压强分别为p₁和p₂时，反应2SO₃(g) $\text{[math]}$ 2SO₂ g) + O₂(g)在不同温度下达到平衡，测得SO₃(g)及SO₂(g)的物质的量分数如图所示：
  ①压强： p₂ p₁(填：“>”或”<”) ：判断的理由是。
  ②若p₁=8.1MPa，起始时充入a mol的SO₃(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数K_p= MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压-总压×物质的量分数)。
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23. (2023·聊城模拟) 甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制备及用途在工业上有重要的意义
1. （1）一种重要的工业制备甲醇的反应为
  ① $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ H
  ② $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ H₁=+40.9kJ/mol
  ③ $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ H₂=-90.4kJ/mol
  试计算 $\text{[math]}$ HkJ/mol。
2. （2）对于反应 $\text{[math]}$ ， v_正=k_正·p(CO²)·p³(H₂)，v_逆=k_逆·p(CH₃OH)·p(H₂)。其中k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在540K下，分别按初始投料比n(CO₂)：n(H₂)=3：1，n(CO₂)：n(H₂)=1：l、n(CO₂)：n(H₂)=1：3进行反应，测得H₂的平衡转化率随压强变化的关系如图所示：
  ①投料比n(CO₂)：n(H₂)=l：3的曲线是。(填“a”、“b”或“c”)
  ②已知点N在曲线b上，计算该温度下压强平衡常数Kp=(MPa)^-2.(用平衡分压代替平衡浓度计算)
  ③该温度下，测得某时刻p(CO₂)=0.2MPa，p(CH₃OH)=p(H₂O)=0.1MPa，p(H₂)=0.4MPa，此时v_正：v_逆=。(保留2位有效数字)
3. （3）甲醇催化制取丙烯的反应为： $\text{[math]}$ 。已知Arrhenius经验公式为 $\text{[math]}$ (其中E_a为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示：
  ①该反应的活化能E_a=kJ/mol。
  ②当用更高效催化剂时，请在图中画出Rlnk与 $\text{[math]}$ 关系的曲线。
4. （4）目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO反应来制备： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ H<0。在恒压密闭容器中通入一定量的CH₃OH和CO气体，测得甲醇的转化率随温度变化关系如图所示：
  ①温度为T₁时，该反应的正反应速率v(B)_正v(A)_逆(填“>”，“=”或“<”)。
  ②B、C、D三点逆反应速率由大到小的顺序为。[用“v(D)”、“v(C)”、“v(B)”表示]
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24. (2023·邢台模拟) 氨是化肥工业和有机化工的主要原料，历史上在合成氨的理论可行性、工业化及机理等方面的研究上产生过三位诺贝尔奖得主。回答下列问题：
1. （1）科学家基于不同的催化体系提出了相应的反应机理。
  ①基于铁催化体系(添加了氧化铝和氧化钾)的反应机理及能量变化如图所示，据此计算反应 $\text{[math]}$ 的ΔΗ=。
  
  ②中科院大连化学物理研究所科研团队构筑了“过渡金属—LiH”双活性中心催化体系，显著提高了传统金属催化剂在温和条件下的合成氨性能，其反应过程分为以下三步(*表示催化剂的活性位点)，据此写出Ⅱ的化学方程式。
  
  I． $\text{[math]}$ ；Ⅱ．；Ⅲ． $\text{[math]}$ 。
2. （2）研究表明，反应 $\text{[math]}$ 在不同压强(p)和氮氢比[ $\text{[math]}$ ]下，平衡体系中氨的体积分数[ $\text{[math]}$ ]随温度(T)的变化曲线如图所示。
  ①a点对应的转化率： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”，下同)； $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
  ②c点对应的 $\text{[math]}$ 小于a点对应的 $\text{[math]}$ ，解释其原因为。
  ③a、b、e三点对应的压强平衡常数( $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ )的大小关系为；a点对应的压强平衡常数 $\text{[math]}$ (用体系中各气体的分压来表示，分压=总压×物质的量分数)
3. （3）合成氨动力学研究表明，反应 $\text{[math]}$ 达到平衡时，正反应的速率方程为 $\text{[math]}$ 。已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为速率常数。据此计算， $\text{[math]}$ 中β=；γ=。
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25. (2023·沧州模拟) 氢能作为一种高热值、零污染的能源，对于促进全球经济脱碳，特别是在工业和交通领域将发挥不可或缺的替代作用。甲烷水蒸气催化重整制氢气是目前工业上比较常见的制氢工艺。回答下列问题：
1. （1）已知： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，甲烷、一氧化碳和氢气的燃烧热分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，在催化剂作用下，甲烷水蒸气催化重整制氢气 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 为。
2. （2）该反应易在(填“较高温度”或“较低温度”)下自发进行。
3. （3）氧化钴 $\text{[math]}$ 催化作用下，在体积分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的密闭容器中，各充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生甲烷水蒸气催化重整制氢气的反应，达到平衡时，该反应的正反应速率可表示为 $\text{[math]}$ ，逆反应速率可表示为 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为速率常数，且只与温度有关)，反应达到平衡时，甲烷的转化率随温度的变化曲线如图所示。
  ①氧化钴中 $\text{[math]}$ 的最外层电子排布式为。
  ②图中a、b、c三点所对应的平衡常数K的大小顺序为(用字母表示，下同)，逆反应速率的大小关系为。
  ③ $\text{[math]}$ 时，图中a点对应的正反应速率 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
  ④ $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 的密闭容器中，该反应的 $\text{[math]}$ 。
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26. (2023·武汉模拟) 我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
1. （1） I．CO₂在Pb催化剂作用下，通过电催化还原为CO、HCOOH等物质被认为是一种具有前景的利用CO₂的方式。
  Pb催化剂中引入Bi能够提高它的选择性。Bi的价电子排布式为6s²6p³ ，其在元素周期表中的位置为。
2. （2）在Pb催化剂表面，CO₂转化为CO和HCOOH是通过两种平行的反应途径进行的。CO₂还原生成CO、HCOOH的关键中间体分别为*COOH、HCOO*。Pb催化剂催化CO₂转化为CO和HCOOH的反应历程如图所示。(*表示吸附在催化剂表面)
  ①写出CO₂在酸性介质中电催化还原为HCOOH的电极反应式。
  ②产物的选择性是由催化剂对两种关键中间体的结合强度决定的。在Pb催化剂表面更利于生成
3. （3） II．CH₄与CO₂重整是CO₂再利用的研究热点之一，该重整反应体系主要涉及以下反应：
  反应①：CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g) ΔH₁
  反应②：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=+41.2kJ·mol^-1
  反应③：2CO(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+C(s) ΔH₃=-172.5kJ·mol^-1
  已知25℃时，CH₄、CO和H₂的燃烧热分别为890 kJ·mol^-1、283kJ·mol^-1和285.8kJ·mol^-1则ΔH₁=。
4. （4） 1.01×10⁵ Pa下，将n(CO₂)：n(CH₄)=1：1的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中CH₄和CO₂的平衡转化率如图所示。
  ①800℃时CO₂的平衡转化率远大于600℃时CO₂的平衡转化率，其原因是。
  ②CH₄的还原能力(R)可用于衡量CO₂的转化效率，R= $\text{[math]}$ (平衡时CO₂与CH₄的物质的量变化量之比)。600℃时，R=；随温度的升高，R变化趋势为(填“增大”、“减小”、“先减小后增大”)。
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27. (2023·银川模拟) 氨是现代工业、农业生产最基础的化工原料之一。
I.传统的“哈伯法”反应原理为：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) ΔH=-92.4kJ•mol^-1 ΔS=-200J•K^-1•mol^-1
1. （1）上述反应在常温下(填“能”或“不能”)自发进行，理由是。
2. （2）以NH₃、CO₂为原料生产重要的高效氮肥一一尿素[CO(NH₂)₂]，两步反应的能量变化如图所示。
  2NH₃(g)+CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)的ΔH=(用Ea₁、Ea₂、Ea₃、Ea₄表示)。已知Ea₁＜Ea₃ ，则两步反应中(填“第一步”或“第二步”)反应决定了生产尿素的反应速率。
3. （3）某小组模拟不同条件下的合成氨反应，向容器中充入1molN₂和3molH₂在不同温度和压强下平衡混合物中氨的体积分数与温度的关系如图所示。
  ①B、C点化学平衡常数K(B)K(C)(填“＞”“＜”或“=”)。
  ②在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氨气的平均速率v(A)v(B)(填“＞”“＜”或“=”)。
4. （4） II.“哈伯法”的原料H₂来自于化石燃料，该过程会产生大量温室气体CO₂。近年来有科学家提出通过电解氮气和水来合成氨(NRR反应)。
  一种常温常压下NRR反应的装置如图所示，阴极的电极反应式为。
5. （5）合成氨的捷姆金和佩热夫速率方程式为γ=k₁•p(N₂)• $\text{[math]}$ -k₂• $\text{[math]}$ ， γ为反应的瞬时总速率(正反应和逆反应速率之差)，k₁、k₂是正、逆反应速率常数。合成氨反应N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)的平衡常数K_p=(用k₁ ， k₂表示)。
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28. (2023·蚌埠模拟) 能源的合理开发和利用，低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023 年2月21日，中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖，以表彰他在全球生态保护中做出的贡献
1. （1）在298K、100kPa时，已知：
  C(s，石墨) +O₂(g)=CO₂(g) ΔH₁= -393.5 kJ·mol^-1
  H₂(g) + $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂O(1) ΔH₂= -285.8 kJ· mol^-1
  2C₂H₂(g) +5O₂ (g)= 4CO₂(g) +2H₂O(1) ΔH₃= -2599.0 kJ·mol^-1
  在298K时由C(s，石墨)和H₂(g)反应生成1 mol C₂H₂(g) 的热化学方程式为。
2. （2）在固相催化剂作用下CO₂加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
  主反应：CO₂(g) +4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g) +2H₂O(g) ΔH₁=-156.9kJ· mol^-1
  副反应：CO₂(g) +H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g) + H₂O(g) ΔH₂= +41.1 kJ·mol^-1
  工业合成甲烷通常控制温度为500℃左右，其主要原因为。
3. （3）向密闭容器中充入一定量的CH₄(g)和NO(g) ，保持总压为100kPa发生反应：
  CH₄(g) +4NO(g) $\text{[math]}$ 2N₂(g) +CO₂(g) +2H₂O(g) ΔH <0。
  当 $\text{[math]}$ =1时，NO的平衡转化率~ $\text{[math]}$ ；T₂时NO平衡转化率~ $\text{[math]}$ 的关系如图
  ①能表示此反应已经达到平衡的是。
  A．气体总体积保持不变
  B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
  C． $\text{[math]}$ 不再变化
  ②表示T₂时NO平衡转化率~ $\text{[math]}$ 的关系是(填“I”或“II”)，T₁T₂(填“>”或“<”)。
  ③在 $\text{[math]}$ =1、T₂时，CH₄的平衡分压为。已知：该反应的标准平衡常数 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ =100 kPa，p(CH₄)、p(NO)、p(CO)₂、 p(N₂)和p( H₂O)为各组分的平衡分压，则该温度下 $\text{[math]}$ =。(分压=总压 ×物质的量分数。计算结果用分数表示)。
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29. (2023·福州模拟) $\text{[math]}$ 常用作脱硝催化剂，采用共沉淀法等比掺入金属 $\text{[math]}$ 后，催化剂 $\text{[math]}$ 的脱硝性能及抗硫中毒性能会发生改变。烟气脱硝主要副产物为 $\text{[math]}$ ，主反应如下：
反应I： $\text{[math]}$ ；
反应II： $\text{[math]}$
1. （1）已知： $\text{[math]}$ 。则 $\text{[math]}$ 。
2. （2）某条件下对于反应I， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， k_正、k_逆为速率常数。升高温度时，k_正增大m倍，k_逆增大n倍，则m n(填“>”“<”或“=”)。
3. （3）将模拟烟气按一定流速通到催化剂表面，不同温度下气体出口处测定相关物质浓度，得出NO的转化率、 $\text{[math]}$ 的选择性、 $\text{[math]}$ 的生成量随温度变化关系如下图。
  ①选择 $\text{[math]}$ 时，温度高于260℃时NO转化率下降的原因为。
  ②综合分析，该脱硝过程应选择的最佳催化剂中M为。
  ③选用合适的催化剂还能抑制催化剂表面出现NH₄HSO₄结晶现象，结晶会导致。
4. （4） 273℃，P₀kPa下，向恒温恒压密闭的容器中(假设仅发生反应I、II)通入4molNH₃、4molNO、2molO_2。
  ①下列选项不能说明反应I、Ⅱ均达到化学平衡状态的是。
  A．混合气体的平均摩尔质量保持不变 B．n(NH₃)∶n(NO)保持不变
  C．有1molN-H键断裂的同时，有 $\text{[math]}$ 键断裂 D．NO的分压保持不变
  ②达到平衡后测定O₂转化率为30%，体系中NH₃为1.2mol。则NO的转化率为，反应I的K_p=(写出计算式即可)(分压=总压×物质的量分数)。
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30. (2023·安庆模拟) 低碳烯烃是最重要和最基本的有机化工原料，利用合成气间接或直接制取低碳烯烃是极具开发前景的合成气制烯烃技术。回答下列问题：
1. （1）乙烯(C₂H₄)分子中σ键和 $\text{[math]}$ 键数目之比。
2. （2）已知下列反应的热化学方程式：
  ①CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(l)　ΔH₁=-116kJ/mol
  ②CO(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+H₂O(l)　ΔH₂=-206kJ/mol
  ③2CH₃OH(l) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+2H₂O(l)　ΔH₃=-35kJ/mol
  计算④2CO(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+2H₂O(l)的ΔH=
3. （3）目前较普遍采用的合成气间接制低碳烯烃过程可简化为反应①②③，另一种方法是费托合成直接制烯烃即反应④，相比费托合成反应，合成气间接制低碳烯烃方法的优点是，缺点是。
4. （4）我国科学家发明的Fe基费托合成催化剂Fe@Si/S-34能抑制水煤气变换反应，具有更高的低碳烯烃选择性，使费托合成直接制烯烃具有很大开发前景。其中Fe基催化剂以铁的氧化物为主，其晶胞如下图所示：Fe在晶胞中的配位数是，该晶胞的化学式为。
5. （5）在温度260℃，压强2MPa反应条件下，将n(H₂)：n(CO)：n(N₂)=2：1：1的混合气体进行反应2CO(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+2H₂O(g)，平衡时CO的转化率为30%，该温度下反应的平衡常数Kp=(MPa)^-3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
6. （6）经研究反应④过程有副产物CO₂、CH₄、C₂H₆等生成。CO转化率以及产物选择性随温度的变化如下图所示。
  该条件下生成乙烯最适宜的温度是。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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31. (2023·宜宾模拟) 将CO₂转化为更有价值的化工原料，正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题：
1. （1）已知：①2H₂(g)＋O₂(g) ＝2H₂O(g) ΔH＝ − 484 kJ∙mol⁻¹
  ②2CH₃OH(g)＋ 3O₂(g) ＝2CO₂(g)＋4H₂O(g) ΔH ＝−1353 kJ∙mol⁻¹
  则CO₂(g)＋ 3H₂(g) ＝ CH₃OH(g)＋H₂O(g) ΔH ＝ kJ∙mol⁻¹。
2. （2）在恒压密闭容器中通入CO₂和H₂的混合气体，制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表：
  T/℃
  170
  180
  1 90
  200
  210
  220
  230
  STY/[mol/(mol·h)]
  0.10
  0.15
  0.20
  0.25
  0.28
  0.20
  0.15
  ①该反应最适宜的温度是。
  ②在220℃和170 ℃条件下，该反应速率之比： υ(220℃)： υ(170℃)＝。
  ③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是。
3. （3） CO₂催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是： CO₂(g)＋H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)＋H₂O(g) ΔH ＝＋41 kJ∙mol⁻¹。在恒温密闭容器中，CO₂的平衡转化率[α(CO₂)%]和甲醇选择性[(CH₃OH)%＝ $\text{[math]}$ ×100%]随着温度变化关系如下图所示。
  ①分析温度高于236℃时图中曲线下降的原因。
  ②按1 mol CO₂(g)、3 mol H₂(g)投料反应，计算 244℃时反应生成CH₃OH的物质的量为mol。 (保留两位有效数字)
  ③在压强为p的反应条件下，1 mol CO₂(g)和3 mol H₂(g)反应并达到平衡状态，CO₂平衡转化率为20%，甲醇选择性为50%，该温度下主反应的平衡常数K_p＝。 ( 列出计算式即可)
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32. (2023·沈阳模拟) 我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。 $\text{[math]}$ 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
1. （1）生产尿素：
  ①尿素的合成分两步进行：
  a. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  b. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  则总反应 $\text{[math]}$ 的ΔH=。
  ②如图为 $\text{[math]}$ 时，温度对 $\text{[math]}$ 的转化率的影响。解释温度升高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率增大的原因：
2. （2）已知制备甲醇的有关化学反应如下： $\text{[math]}$
  ①甲醇还可以与乙酸反应制香料，反应方程式为 $\text{[math]}$ ，制香料反应的平衡常数K的表达式为。
  ②850℃时，反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数K=160，在密闭容器中进行该反应，开始时只加入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，反应10min后测得各组分的浓度如下表。比较正、逆反应的速率的大小：v(正) v(逆)(填“>”“＜”或“=”)。
  物质
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  浓度/( $\text{[math]}$ )
  0.2
  0.2
  0.4
  0.4
3. （3）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入4mol CO(g)和4mol $\text{[math]}$ (g)发生反应 $\text{[math]}$ ，测得CO(g)和 $\text{[math]}$ (g)的物质的量随时间的变化如图所示：
  ①从反应开始至达到化学平衡时，以 $\text{[math]}$ 表示的平均化学反应速率为 $\text{[math]}$ 。
  ②若该反应的正、逆反应速率分别可表示为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为正、逆反应速率常数， A、B两点对应的时刻，该反应的正反应速率之比 $\text{[math]}$ 。
  ③若平衡时总压强为pkPa，用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数 $\text{[math]}$ [已知：气体分压( $\text{[math]}$ )=气体总压( $\text{[math]}$ )×该气体的体积分数]。
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33. (2023·房山模拟) 氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
1. （1） Ⅰ.制取氢气
  甲醇和水蒸气制取氢气的过程中有下列反应：
  $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ·mol $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ·mol $\text{[math]}$
  写出以甲醇为原料制取氢气的热化学方程式。
2. （2）理论上，能提高 $\text{[math]}$ 平衡产率的措施有(写出一条即可)。
3. （3） Ⅱ.储存氢气
  硼氢化钠( $\text{[math]}$ )是研究最广泛的储氢材料之一
  已知：
  i．B的电负性为2.0，H的电负性为2.1
  ii.25℃下 $\text{[math]}$ 在水中的溶解度为55 g， $\text{[math]}$ 在水中的溶解度为0.28 g
  在配制 $\text{[math]}$ 溶液时，为了防止发生水解反应，可以加入少量的(填写化学式)。
4. （4）向 $\text{[math]}$ 水溶液中加入催化剂Ru/NGR后，能够迅速反应，生成偏硼酸钠( $\text{[math]}$ )和氢气。写出该反应的化学方程式。
5. （5）在研究浓度对催化剂Ru/NGR活性的影响时，发现B点后(见图1)增加 $\text{[math]}$ 的浓度，制氢速率反而下降，推断可能的原因是。
6. （6）用惰性电极电解 $\text{[math]}$ 溶液可制得 $\text{[math]}$ ，实现物质的循环使用，制备装置如图2所示。
  ①钛电极的电极反应式是。
  ②电解过程中，阴极区溶液pH(填“增大”“减小”或“不变”)
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34. (2023·南通模拟) 乙硫醇( $\text{[math]}$ )的综合利用及治理是当前环境领域关注的焦点之一。
1. （1）家用煤气中可掺入微量具有难闻气味的乙硫醇。
  已知： $\text{[math]}$    $\text{[math]}$ kJ·mol $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$    $\text{[math]}$ kJ·mol $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$    $\text{[math]}$ kJ·mol $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。
2. （2） $\text{[math]}$ 是一种高效多功能的新型绿色水处理剂，可用于除去废水中的 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 水溶液中的物种分布分数如图所示。
  ①已知 $\text{[math]}$ ，比较 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 酸性强弱并从结构的角度说明理由：。
  ②写出工业废水 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 氧化 $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的离子方程式：。
  ③一种采用电化学方法制取 $\text{[math]}$ 的装置原理如图所示。阳极使用的是易被氧化的活性铁电极。电解池阳极室中KOH溶液的浓度为14 mol·L $\text{[math]}$ 、电解60 min，调节不同的电压，测得反应后溶液中 $\text{[math]}$ 的浓度与电流密度(其他条件一定，电压与电流密度大小成正比)的关系如图所示。
  I 写出制取 $\text{[math]}$ 的电极反应式：。
  II 电流密度大于4 mA·cm $\text{[math]}$ 时，所得反应后溶液中 $\text{[math]}$ 的浓度上升幅度变小的原因是。
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35. (2023·广东模拟) 甲烷的直接转化具有较高的经济价值，因此备受科学家关注。请回答下列问题：
1. （1）用丝光沸石作催化剂可实现甲烷直接转化制备甲醇，合成方法有以下两种：
  方法I：CH₄(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H₁=-126.4kJ•mol^-1
  方法II：CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂(g) △H₂
  已知H₂的燃烧热为285.8kJ/mol，H₂O(l)=H₂O(g) △H=+44kJ•mol^-1 ，则△H₂=。
2. （2）某工厂采用方法Ⅰ生产甲醇。在200℃下，向容积为5L的恒容密闭反应器中加入催化剂，并充入6.0kPaCH₄、4.8kPaO₂和一定量He使反应充分进行，体系的总压强随时间的变化如图所示。
  ①下列措施可以提高CH₄的平衡转化率的是(填标号)。
  A．升高温度
  B．反应达到平衡后，再充入一定量He
  C．投料比不变，增大反应物浓度
  ②达到平衡时体系中CH₃OH的体积分数为(精确到0.1%)。
  ③该反应温度下，方法I的标准压力平衡常数 $\text{[math]}$ =(列出计算式)。[已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g) $\text{[math]}$ gG(g)+hH(g)， $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ，其中p^θ=100kPa，p_C、p_H、p_D、p_E为各组分的平衡分压。]
  ④若将容器改为绝热容器，初始温度为200℃，其他条件不变，达到新平衡时，甲醇产率降低，原因是。
3. （3）为提高生产效率，利用方法Ⅱ进行连续生产时采用如图所示的步骤控制体系温度和通入气体(各阶段气体流速相同)。
  已知大多数气体分子在催化剂表面的吸附过程是放热的，He不会在催化剂表面吸附，吸附和解吸附不会导致体系温度的变化。通入CH₄发生反应前，要往反应器中通入O₂从而活化催化剂，活化催化剂后持续通入He一段时间的目的是；请从反应速率的角度说明，通入CH₄后反应温度维持在200℃的原因：。
4. （4）用ZrO₂/NiCo₂O₄作电解催化剂也可以实现甲烷的直接转化，装置如图所示。
  写出ZrO₂/NiCo₂O₄电极的反应式：。
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36. (2023·河南模拟) 氨是具有潜力的载氢代氢清洁燃料。研究掺氨丙烷混合燃料的燃烧对于实现碳达峰、碳中和的目标具有现实意义。一定条件下，氨、丙烷充分燃烧的反应如下：
4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g) ΔH₁
C₃H₈(g)+5O₂(g)=3CO₂(g)+4H₂O(g) ΔH₂=-2044kJ•mol^-1
对于不同配比的燃料，定义过量空气系数 $\text{[math]}$ 为完全燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量与所需的理论空气质量的比值。
请回答下列问题：
1. （1）已知在一定温度和压强下，由最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应，称为该物质的生成焓(ΔH)。常温常压下，相关物质的生成焓如下表所示：
  物质
  NH₃(g)
  H₂O(g)
  ΔH(kJ•mol^-1)
  -46
  -242
  则ΔH₁=kJ•mol^-1
2. （2）在100kPa下，10mol混合燃料在 $\text{[math]}$ =1的条件下完全燃烧，产物只有CO₂(g)、H₂O(g)、N₂(g)。若混合燃料中氨的体积分数为20%，则反应后混合气体中 $\text{[math]}$ =kPa(保留3位有效数字)；若10mol混合燃料中氨的体积分数为10%，计算同样条件下燃烧后释放的热量将增加kJ。(忽略温度变化对焓变的影响，假设空气中O₂的体积分数为20%)
3. （3）研究表明，氨和丙烷混合燃烧排放的引起大气污染的气体主要是CO和NO。相关反应如下：
  I.4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) ΔH₃<0，K₁=8.5×10²³(2065K)
  II.4NH₃(g)+6NO(g)=5N₂(g)+6H₂O(g) ΔH₄<0，K₂=7.0×10⁴⁶(2065K)
  III.N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ΔH₅>0，ΔS>0
  ①反应III能自发进行的条件是。
  ②α分别为0.9、1.0、1.1时，烟气中CO排放浓度随氨体积分数变化的关系如图甲所示。α=0.9对应的曲线是(填“X”“Y”或“Z”)，理由是。
  ③烟气中NO排放浓度随着氨的体积分数变化的关系如图乙所示。氨的体积分数大于10%时，NO排放浓度逐渐减低的原因为。
  ④丙烷中掺氨燃烧的优点是。
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