2023届高考化学二轮复习《化学反应原理》大题专练04

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已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：
① ；
② ；
③ ；
则反应的△H=_______kJ/ml。
(2)甲醇在工业上利用水煤气合成，反应为CO(g)＋2H2 (g)CH3OH (g)△H＜0。在一定条件下，将2ml CO和4mlH2通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件（温度或压强）时，反应达到平衡时CH3OH的体积分数φ(CH3OH )变化趋势如图1所示。
①M点CO的转化率为____________。
②X轴上点的数值比点_________（填“大”或“小”）。某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是________________________________。
(3)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)△H＜0。m代表起始时的投料比，即。时，该反应达到平衡状态后MPa，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2所示。T温度时，反应达到平衡时物质d的分压__________。
(4)科学家利用图3所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO（电解质溶液为稀硫酸），该装置工作时，导线中通过2ml电子后，假定体积不变，M极电解质溶液的pH___________（填“增大”“减小”或“不变”），N极电解质溶液变化的质量△m=__________g。
答案：(1)2a＋2b＋c (2)①25% ②小
该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡正移，φ(CH3OH )将增大
(3)2.5aMPa (4)不变 18
解析：(1)根据盖斯定律：
(1)①CO＋2H2CH3OH
解得，
②由于该反应正反应是放热反应，温度越低，平衡正移，φ(CH3OH )将增大，故点的值小于点。
(3)温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量逐渐增大，由题图2可知，曲线a代表的物质为H2，b表示CO2，c为H2O，d为C2H5OH。m=3，设n(CO2)＝3ml，n(H2)＝9ml，生成的C2H5OH的物质的量为ml，列三段式如下： 2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)
根据图示n(CO2)＝n(C2H5OH)，即3-2x =x，解得，则C2H5OH的体积分数，。
(4)由图可知，电子由M极到N极，说明M极为负极；M极电极反应为，N极电极反应为，导线中通过2ml电子后，则负极产生2ml H+，通过质子交换膜的H+为2ml，即M极电解质溶液中H+没有改变，M极电解质溶液的pH不变；N极增加的实际是O和H。增加O原子的物质的量为1m，转移过来的H+为2ml，则N极电解质溶液。
2．二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。
Ⅰ.从热力学角度研究反应
(1)C(s)+O2(g)＝CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·ml-1
CO2(g)+C(s)＝2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·ml-1
S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·ml-1
写出CO 还原SO2的热化学方程式:_________________。
(2)关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。
A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态
B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)
C.其他条件不变，增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大
D.在恒温恒压的容器中，向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变
Ⅱ．NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：
反应a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=－34.0kJ/ml
反应b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=－64.2kJ/ml
(3)对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：
①0~10min内，NO的平均反应速率v(NO)=___________，当升高反应温度，该反应的平衡常数K___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________(填字母)。
A．加入一定量的活性炭 B．通入一定量的NO
C．适当缩小容器的体积 D．加入合适的催化剂
(4)①某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_____________；在1100kPa时，NO2的体积分数为___________。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)；在T2℃、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___________(计算表达式表示)；已知：气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。
答案：2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s) ΔH=-270.0 kJ·ml-1 (2)AC
(3)①0.042ml/(L·min) 减小 ②BC
(4)1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2转化率提高 50%
②或
解析：(1)CO与SO2的反应方程式为2CO＋SO2=2CO2＋S，① C(s)+O2(g)= CO2(g)，②CO2(g)+C(s) =2CO(g)，③S(s)+O2(g)= SO2(g)，因此有①－②－③得出2CO(g)＋SO2(g)=2CO2(g)＋S(s) △H=－270.0kJ·ml－1；
(2)A．根据反应方程式，硫为固体，其余为气体，反应前后气体分子数之和不相等，因此当压强不再改变，说明反应达到平衡，故A正确；
B．不同物质的速率表示达到平衡，要求反应的方向一正一逆，且反应速率之比等于系数之比，即v正(CO)=2v逆(SO2)，故B错误；
C．其他条件不变，增大SO2的浓度，增加反应物的浓度，平衡向正反应反应移动，CO的转化率增大，故C正确；
D．恒温恒压下，通入非反应气体，容器的体积增大，物质的量浓度降低，平衡向逆反应方向进行，SO2的转化率的降低，故D错误；答案为AC；
(3)①根据反应速率数学表达式，v(NO)=(1.00－0.58)ml/L÷10min=0.042ml/(L·min)；反应a和b都是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，平衡常数K减小；
②A．活性炭为固体，加入活性炭，不影响化学平衡，故A不符合题意；
B．通入一定量的NO，NO浓度增大，平衡向正反应方向移动，N2浓度增大，故B符合题意；
C．适当缩小容器的体积，所有气体的浓度均增大，故C符合题意；
D．加入合适的催化剂，不影响化学平衡，故D不符合题意；答案为BC；
(4)①根据示意图，1050kPa前，反应未达到平衡，随着压强增大，反应速率增大，NO2的转化率加快；假设通入1mlNO2，2C(s)＋2NO2(g) N2(g)＋2CO2(g)
起始： 1 0 0
变化： 0.4 0.2 0.4
平衡： 0.6 0.2 0.4
1100kPa时，NO2的体积分数为0.6ml/(0.6＋0.2＋0.4)ml×100%=50%；
②NO2的体积分数为1/2，N2的体积分数为0.2ml/(0.6＋0.2＋0.4)ml=1/6，CO2的体积分数为1/3，Kp==或。
3．减少污染、保护环境是人们关注的最主要问题之一，请回答以下问题。
Ⅰ.减少空气中SO2的排放，常采取的措施有：
(1)将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH1=－241.8 kJ∙ml−1
C(s)＋O2(g)=CO(g) ΔH2=－110.5 kJ∙ml−1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为_____________________________。
(2)洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是________________(填序号)：
a.NaHSO3 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.Ca(OH)2
Ⅱ.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) △H＜0
(3)一定温度下，在恒容密闭容器中按照n(NH3)︰n(NO)=2︰3充入反应物，发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是________________。
A．c(NH3)︰c(NO)=2︰3 B．n(NH3)︰n(N2)不变
C．容器内压强不变 D．容器内混合气体的密度不变
E．气体的平均相对分子质量不变 F．1mlN—H键断裂的同时，生成2mlO—H键
(4)已知该反应速率υ正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，υ逆=k逆·cx(N2)·cy(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K=，则x=________________，y=_________________。
(5)某研究小组将2mlNH3、3mlNO和一定量的O2充入3L密闭容器中，在Ag2O催化剂表面发生上述反应，NO的转化率随温度变化的情况如图所示：
①有氧条件下，在10min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率υ(NO)=_________；
②在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是_________________。
答案：(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ∙ml−1 (2) bd (3)AF (4) 5 0 (5)0.057 ml∙L−1∙min−1 平衡逆向移动
解析：(1)将第一个方程式减去第二个方程式得到焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ∙ml−1；
(2)a．NaHSO3和SO2不反应，不能做洗涤剂，故a不符合题意；b．Na2CO3和SO2反应生成亚硫酸钠和二氧化碳，可做洗涤剂，故b符合题意；c．CaCl2和SO2不反应，不能做洗涤剂，故c不符合题意；d．Ca(OH)2和SO2反应生成亚硫酸钙，可做洗涤剂，故d符合题意；综上所述，答案为：bd。
(3)n(NH3)︰n(NO)=2︰3充入反应物，其浓度比值始终是c(NH3)︰c(NO)=2︰3，因此不能作为判断平衡的标志，故A符合题意；氮气是生成物，氨气是反应物，当n(NH3)︰n(N2)不变，则能作为判断平衡的标志，故B不符合题意；该反应是体积减小的反应，容器内压强不断减小，当容器内压强不变，则可以作为判断平衡的标志，故C不符合题意；密度等于气体质量除以容器的体积，正向反应，气体质量减少，容器体积不变，当容器内混合气体的密度不变，则可以作为判断平衡的标志，故D不符合题意；气体摩尔质量等于气体质量除以气体的物质的量，正向反应，气体质量不变，气体物质的量减小，则气体摩尔质量增大，当气体的平均相对分子质量不变，则可以作为判断平衡的标志，故E不符合题意；1ml N—H键断裂，正向反应，生成2ml O—H键，逆向反应，1ml N—H键断裂与1ml O—H键断裂才能作为判断平衡的标志，因此1mlN—H键断裂的同时，生成2mlO—H键，不能作为判断平衡的标志，故F符合题意；综上所述，答案为AF。
(4)根据题意得到，该反应的平衡常数，因此得到x=5，y=0；
(5)①有氧条件下，在10min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率；
②在有氧条件下，温度580K之后，由于该反应是放热反应，因此升高温度，平衡向吸热反应即逆向移动，因此NO生成N2的转化率降低。
4．汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。
I．(1)氧化还原法消除NOx的转化：NOeq \(———→,\s\up7(O3),\s\d5(反应Ⅰ))NO2eq \(————→,\s\up7(CO(NH2)2),\s\d5(反应Ⅱ))N2
①反应I为NO＋O3=NO2＋O2，生成标准状况下11.2LO2时，转移电子的物质的量是_______ml。
②反应II中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时，氧化产物与还原产物的质量比为___________________。
II．吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)：
(2)装置II中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3-、NO2，写出只生成NO3-的离子方程式________________________________________________________________________；
(3)装置III的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示。
①生成的Ce4+从电解槽的_______(填字母序号)口流出；
②生成S2O42-的电极反应式为___________________________；
(4)从装置Ⅳ中得到的粗产品NH4NO3的实验操作是_____________________，过滤、洗涤等。
答案：(1)1 4：3 (2)NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3+++4H+
(3) a 2H++2HSO3-+2e-= S2O42-+2H2O (4)蒸发浓缩
解析：I．(1)①由反应方程式NO+O3═NO2+O2可知，N元素的化合价从+2价升高到+4价，生成1ml氧气转移电子2ml，则生成11.2L O2(标准状况)的物质的量为=0.5ml时，转移电子的物质的量是0.5ml×2=1ml；
②当n(NO2)：n[CO(NH2)2]=3：2时，即NO2和CO(NH2)2的化学计量数之比是3：2，反应方程式可表示为：6NO2+4CO(NH2)2=7N2+8H2O+4CO2，该反应中只有N元素的化合价变化，氮气既是氧化产物也是还原产物，氧化产物是化合价升高被氧化而生成的产物，还原产物则为化合价降低被还原而生成的产物，由N原子守恒可知氧化产物与还原产物的质量比为8：6=4：3；
II．(2)由流程图可知，装置II中只生成时，Ce4+被还原为Ce3+，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++ NO3-+4H+；
(3)①由Ce3+生成Ce4+为氧化反应，所以再生时生成的Ce4+在电解槽的阳极，即从a出口流出，故答案为：a；
②在电解槽的阴极HSO3-被还原成S2O42-，电极反应式为：2H++2HSO3-+2e-= S2O42-+2H2O；
(4)在氧化池Ⅵ中得到NH4NO3溶液，从NH4NO3溶液中得到硝酸铵可以通过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤等操作获得。
5．研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)亚硝酰氯(Cl—N=O)气体是有机合成的重要试剂，它可由Cl2和NO在通常条件下反应制得，该反应的热化学方程式为_______________________________________________。
相关化学键的键能如下表所示：
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g) △H=－681.8kJ∙ml−1，对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应，在T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：
①0~10min内，平均反应速率υ(O2)________________________ml·L-1·min-1；当升高温度，该反应的平衡常数K_________________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是___(填字母)。
A．加入一定量的粉状碳酸钙 B．适当缩小容器的体积
C．通入一定量的O2 D．加入合适的催化剂
(3)NOx的排放主要来自汽车尾气，利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=－34.0kJ∙ml−1，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：
由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，其原因为_________________。
(4)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－746.8kJ∙ml−1，生成无毒的N2和CO2.实验测得，υ正=k正·c2(NO)·c2(CO)，υ逆=k逆·c(N2)c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。
①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_______(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1mlCO和1mlNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则=_______(保留小数点后两位)。
答案：(1)Cl2(g)＋2NO(g)＝2ClNO(g) △H＝－111kJ∙ml−1 (2) 0.021 减小 BC
(3) 1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大
(4) ＜
解析：(1)根据题意，焓变等于断键吸收的总能量减去成键放出的总能量，因此该反应的热化学方程式为Cl2(g)＋2NO(g)＝2ClNO(g) △H＝243kJ∙ml−1＋630kJ∙ml−1×2－200 kJ∙ml−1×2－607kJ∙ml−1×2＝－111kJ∙ml−1。
(2)①0~10min内，平均反应速率；该反应是放热反应，当升高温度，平衡逆向移动，因此该反应的平衡常数K减小；故答案为：0.021；减小。
②根据题中表格信息，30min后氧气、二氧化碳浓度都增大；加入一定量的粉状碳酸钙，平衡不移动，故A不符合题意；适当缩小容器的体积，浓度增大，相当于加压，由于该反应是体积减小的反应，平衡正向移动，故B符合题意；通入一定量的O2，O2浓度增大，平衡正向移动，二氧化碳浓度也增大，故B符合题意；加入合适的催化剂，平衡不移动，故D不符合题意；综上所述，答案为BC。
(3)由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，其原因为1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大；
(4)①达到平衡后，该反应是放热反应，仅升高温度，平衡逆向移动，因此k正增大的倍数＜k逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1mlCO和1mlNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，，
则=。
6．用化学反应原理研究N、S元素的化合物有着重要的意义。
(1)已知：一定温度下
△Hl=－196．6kJ·ml-1
△H2=－113．8kJ·ml-1
写出NO2(g)和SO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式_______________________
(2)一定温度下，分别向A、B容器中充入5ml NO和2．5ml O2，A保持恒容，B保持恒压。发生反应 [不考虑]，起始时A、B的体积均为2 L。
①下列能说明A、B容器均达到平衡状态的是__________。
a．A、B容器的压强均不发生变化 b．A、B容器中气体颜色均不发生变化
c．A、B容器中气体的密度不再发生变化 d．A、B容器中气体的平均摩尔质量不再发生变化
②T℃时，A、B容器均达到平衡状态时，A中O2的浓度为0．5ml·L-1，则NO的转化率为__________，B中反应的平衡常数KB=____________________。
(3)将一定量的SO2和O2通入A容器中，测得SO2的浓度随时间变化如图实线所示。
①ab、bc、cd三段平均反应速率最大的是________；de段平均反应速率为_________。
②仅改变某一个条件，测得SO2的浓度随时间变化如图中虚线所示，则改变的条件是___________________________________________________________________________。
③图装置可将雾霾中的NO、SO2转化为(NH4)2SO4，则阴极的电极反应为__________。
答案：(1)NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H= —41.4kJ•ml-1
(2) ①bd ②60% 4.5
(3)①ab 0 ②加入催化剂 ③NO+6H++5e-=NH4++H2O
解析：(1)① 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △Hl=－196．6kJ·ml-1
② 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H2=－113.8kJ·ml-1
根据盖斯定律①－②得：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=－41.4kJ•ml-1；
答案：NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=－41.4kJ•ml-1
(2)①变量不再发生变化，证明达到了平衡；注意A保持恒容，B保持恒压；
a．B容器的压强是定值，不是变量，故不选a；
b．A、B容器中气体的颜色均不发生变化，说明NO2的浓度不在发生变化，故选b；
c．A容器中气体的密度是定值，不是变量，故不选c；
d．因为M=m/n，m是定值，n是变量，所以平均摩尔质量是变量，故选d；
②列A容器中反应的三行式：
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
c(起始) 2.5 1.25 0
△c(变化) 1.5 0.75 1.5
c(末) 1 0.5 1.5
则NO的转化率：=60% ，k==4.5，因为A、B容器温度相同,所以平衡常数相等；
(3)①因为单位时间内变化越大反应速率越快，所以ab段平均反应速率最大；de段已达平衡，故平均反应速率为0；
②对于反应前后物质的量发生变化的反应来说，只是加快反应速率，并未影响平衡，应该是加入催化剂；
③阴极发生的应该是化合价降低，得电子的反应，因此NO生成NH4+，三步法配平①根据化合价变化，标明转移电子数NO+5e-=NH4+②根据左右两边电荷守恒确定氢离子的位置和系数NO+6H++5e-=NH4+③根据原子守恒确定水分子的位置和系数NO+6H++5e-=NH4++H2O；因此电极反应式为NO+6H++5e-=NH4++H2O；
7．合成氨反应[N2(g)+3H2(g)2NH3(g)]是人工固氮的主要手段，对人类生存、社会进步和经济发展都有着重大意义。
回答下列问题：
(1)合成氨反应的反应历程和能量变化如图所示：
①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=____________。
②对总反应速率影响较小的步骤的能垒(活化能)为_______kJ/ml，该步骤的化学方程式为______________。
(2)一定温度下，向10 L恒容密闭容器中充入1 ml N2(g)和3 ml H2(g)，发生合成氨反应。10 min末达到平衡，测得NH3的体积分数为60%。
①N2的平衡体积分数为_____________________________。
②0~10 min内，用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=_______________________________。
(3)合成氨反应中，正反应速率v正=k正∙c(N2)∙c3(H2)，逆反应速率v逆=k逆∙c2(NH3)，k正、k逆为速率常数。正反应和逆反应的平衡常数与温度的关系如图所示：
①表示逆反应的平衡常数与温度变化关系的曲线为_____(填“L1”或 “L2")，理由为_________________。
②T0°C时，= _________________。
答案：(1)-92 kJ/ml 124 ∙N2+3∙H2=2∙N+6∙H (2) 10% 0.0225 ml/(L∙min)
(3) L2 该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，逆反应的平衡常数增大 1
解析：(1)①根据反应历程图可知，以2∙N2+6∙H 的能量为基准，N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=生成物总能量-反应物总能量=(100+308)-500=-92kJ•ml-1；
②根据图像，对总反应速率影响较小的步骤为∙N2+3∙H2=2∙N+6∙H，该步骤的能垒为(90+34)kJ/ml=124 kJ/ml；
(2)假设达到平衡时生成的NH3的物质的量为2xml，

10 min末达到平衡，测得NH3的体积分数为60%，即×100%=60%，解得：x=0.75。
①N2的平衡体积分数为×100%=10%；
②0~10 min内，用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)== 0.0225 ml/(L∙min)；
(3)①合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= -92kJ•ml-1，正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，逆反应的平衡常数增大，因此表示逆反应的平衡常数与温度变化关系的曲线为L2；
②根据图像，T0°C时正反应的平衡常数和逆反应的平衡常数相等，即=，因此c(N2)∙c3(H2)=c2(NH3)，而平衡时v正=v逆，因此===1。
8．碳的化合物在工业上应用广泛，下面有几种碳的化合物的具体应用：
(1)已知下列热化学方程式:
i. CH2=CHCH3(g)+ Cl2(g)=CH2ClCHClCH3(g) △H1= -133 kJ·ml-1
ii. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)=CH2 =CHCH2Cl(g)+HCl(g) △H2= -100 kJ·ml-1
又已知在相同条件下，CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)=CH2ClCHClCH3(g) 的正反应的活化能Ea(正)为132 kJ∙ml-1，则逆反应的活化能Ea(逆)为________kJ∙ml-1。
(2)查阅资料得知，反应CH3CHO(aq)=CH4(g)+CO(g)在含有少量I2的溶液中分两步进行：
第I步反应为CH3CHO(aq)+I2(aq)→CH3I(l) +HI(aq)+CO(g)(慢反应)；
第II步为快反应。增大I2的浓度________(填“能”或“ 不能”)明显增大总反应的平均速率，理由为__________________________________。
(3)用催化剂Fe3(CO)12/ZSM -5催化CO2加氢合成乙烯的反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3(CO)12/ZSM -5中添加__________助剂效果最好；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是______________________________________。
(4)在一密闭容器中，起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S):n(CH4) =2:1，发生反应：CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。0. 11MPa时，温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如下图所示：
为提高H2S的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是___________________(列举一条)。N点对应温度下，该反应的Kp=__________________________ ( MPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(5)合成碳酸二甲酯的工作原理如下图所示。
阳极的电极反应式为___________________________，离子交换膜a为__________(填“阳膜”、“阴膜”)。
答案：(1)165 (2) 能 总反应的平均速率由慢反应决定，I2 为慢反应的反应物，增大I2的浓度，慢反应的反应速率增大，则总反应的反应速率增大(或根据总反应可知I2可为该反应的催化剂，增大I2的浓度，可以增大总反应的平均反应速率)
(3) K 降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响 (4)减小体系压强，或及时分离出产物，或减小起始时等(任写一条) 8×10-4
(5) 2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+ 阳膜
解析：(1)已知：i. CH2=CHCH3(g)+C12(g)=CH2ClCHClCH3(g) △H1= -133 kJ·ml -1
ii. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)=CH2 =CHCH2Cl(g)+HCl(g) △H2= -100 kJ·ml -1
根据盖斯定律，将i-ii得CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)=CH2ClCHClCH3(g) △H=-133 kJ·ml -1-(-100 kJ·ml -1)=-33 kJ·ml -1，△H=Ea(正)-Ea(逆)，则逆反应的活化能Ea(逆)为132 kJ∙ml -1+33 kJ·ml -1=165 kJ·ml -1；
(2)根据题意，第II步反应=总反应-第I步反应，则第II步反应为CH3I(l) +HI(aq)= I2(aq)+ CH4(g)，总反应的平均速率由慢反应决定，I2为慢反应的反应物，增大I2的浓度，慢反应的反应速率增大，则总反应的反应速率增大(或根据总反应和两步反应可知，I2可为该反应的催化剂，增大I2的浓度，可以增大总反应的平均反应速率)；
(3)由表中数据可知，添加Na助剂时其他副反应占比大，添加Cu助剂时CO2转化率低，兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响，选择添加K助剂效果最好，不仅能提高单位时间内乙烯产量，并且其他副反应占比少，根本原因是降低反应的活化能、加快乙烯生成速率；
(4)根据图示，升高温度，CH4的物质的量分数减小，说明升高温度，平衡正移，正反应为吸热反应，△H＞0；为提高H2S的平衡转化率，即平衡正移，除改变温度外，还可减小体系压强、及时分离出产物、减小起始时等；N点时，n(H2S)%=n(H2)%，设起始加入甲烷物质的量为3ml，转化甲烷物质的量为xml，列“三段式”：

6-2x=4x，解出x＝1，平衡时体系总物质的量为(2+4+1+4)ml=11ml，平衡常数KP===8×10-4( MPa)2；
(5)该装置为电解池，根据图示，O2在电极表面转化为H2O，氧元素的化合价降低，得电子，发生还原反应，则通入氧气的一极为阴极，电源电极B为负极，A为正极，故通入一氧化碳和甲醇的一极为阳极，阳极的电极反应为2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，阴极的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，根据阴极反应，氧气和氢离子结合产生水，氢离子来自于阳极反应的产物，则H+透过交换膜向阴极移动，则离子交换膜a为阳膜。
9．氮、碳氧化物的排放会对环境造成污染。多年来化学工作者对氮、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。
I．已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：
第一步：2NO(g)N2O2(g)(快) ∆H1<0；v1正=k1正c2(NO)； v1逆=k1逆c(N2O2)
第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢 )∆H2<0；v2正=k2正c(N2O2)c(O2)； v2逆=k2逆c2(NO2)
①在两步的反应中，哪一步反应的活化能更大________________________(填“第一步”或“第二步”)。
②一定温度下，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=_________________________；
II．(1)利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2)，还可减少温室气体的排放。已知重整过程中部分反应的热化方程式为：
①CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH1＞0
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2＞0
③CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH3＜0
则反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=_____________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1ml的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图所示。
y点：v(正)_____v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=____________。
III．设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中电解制备过程的总反应化学方程式为__________________________。
答案：I．第二步 II． (1) ΔH1＋ΔH2—ΔH3 (2) 大于 III． 4Na2CrO4+4H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑
解析：I．①．①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的两步反应历程中第一步快、第二步慢，慢反应活化能更大，所以第二步反应活化能更大；
②反应达到平衡状态，则v1正=v1逆，v2正=v2逆，即k1正c2(NO)=k1逆c(N2O2)，k2正c(N2O2)•c(O2)=k2逆c2(NO2)，，2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K=；
II．(1)已知：
①CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH1＞0
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2＞0
③CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH3＜0
根据盖斯定律，反应①+反应②-反应③即可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=ΔH1+ΔH2-ΔH3；
(2) 由图乙可知，y点在x点的正下方，x点在CH4的平衡转化率曲线上，相同条件下，平衡时物质的转化率最大，而转化率：y＜x，则y点的反应正向进行，即v(正)大于v(逆)；由图乙可知，x点对应温度下CH4的平衡转化率为50%，根据三段式：
平衡常数K=；
III．CrO在酸性条件下转化为Cr2O，电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，应在酸性条件下进行，即右侧电极生成H+，则消耗OH-，发生氧化反应，右侧为阳极，连接电源正极，左侧为阴极，连接电源负极；电解制备过程总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。
10．十九大报告指出：“坚持全民共治、源头防治，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战！”以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
Ⅰ．汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生如下反应：
反应①2NO(g)+ 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g) ΔH1。
(1)已知：反应②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH2= +180.5 kJ·ml-1，CO的燃烧热为283.0 kJ·ml-1，则ΔH1=____。
(2)在密闭容器中充入5mlCO和4mlNO，发生上述反应①，图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
①温度：T1____T2(填“＜”或“＞”) 。
②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的 点。
(3)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图2所示。若低于200℃，图2中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为 ；a点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率，说明其理由 。
II．N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：
第一步I2(g)2I(g) (快反应)
第二步I(g)+N2O(g) → N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g) → N2(g)+O2(g)+I2(g) (快反应)
实验表明，含碘时N2O分解速率方程v = k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是____。
A．I2浓度与N2O分解速无关 B．第二步对总反应速率起决定作用
C．第二步活化能比第三步小 D．IO为反应的中间产物
答案：(1)—746.5kJ/ml (2)①＞ ②A
(3)温度较低时，催化剂的活性偏低 不是 该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高 (4)BD
解析：(1)CO燃烧热的△H1=-283.0kJ•ml-l，热化学方程式为：
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJ•ml-l，
②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H2=+180.5kJ•ml-1，根据盖斯定律，将①×2-②得：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/ml，故答案为：-746.5kJ/ml；
(2)①根据反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•ml-1，升高温度，平衡逆向移动，所以NO的体积分数会增大，即T1＞T2，故答案为：＞；
②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，则平衡会逆向移动，NO的体积分数增加，重新达到的平衡状态可能是图中A点，故答案为：A。
(3)根据图像可知，温度较低时，催化剂的活性偏低，因此温度低于200℃，曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大；a点不是对应温度下的平衡脱氮率，因为该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高，故答案为：温度较低时，催化剂的活性偏低；不是；该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高；
(4)A．N2O分解反应中，实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•[c(I2)]0.5(k为速率常数)，和碘蒸气有关，故A错误；
B．第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)，在整个反应过程中起到决定性作用，故B正确；
C．第二步反应慢说明活化能比第三步大，故C错误；
D．第一步I2(g)2I(g)(快反应)，第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)，第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+H(g)(快反应)，过程中IO为反应的中间产物，故D正确；故答案为：BD。
起始量
2
4
0
变化量
平衡量
起始/（ml）
3
9
0
0
转化/（ml）
2x
6 x
x
3x
平衡/（ml）
3-2x
9-6x
x
3x
时间(min)浓度(ml·L-1)
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
化学键
Cl—Cl
N≡O(NO气体)
Cl—N
N=O
键能/(kJ∙ml−1)
243
630
200
607
时间/min
浓度/ml·L-1
0
10
20
30
40
50
O2
1.00
0.79
0.60
0.60
0.64
0.64
CO2
0
0.42
0.80
0.80
0.88
0.88