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2023年高考化学真题与模拟题分项汇编专题14 化学反应原理综合题（含解析）
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这是一份2023年高考化学真题与模拟题分项汇编专题14 化学反应原理综合题（含解析），共42页。
(1)已知下列反应的热化学方程式：
① SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
反应③ SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 ，平衡常数 SKIPIF 1 < 0 _______(用 SKIPIF 1 < 0 表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 等)与 SKIPIF 1 < 0 反应可得 SKIPIF 1 < 0 。 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应能高选择性地生成甲醇。分别在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 下(其他反应条件相同)进行反应 SKIPIF 1 < 0 ，结果如下图所示。图中 SKIPIF 1 < 0 的曲线是_______(填“a”或“b”。 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 的转化率为_______(列出算式)。
(3) SKIPIF 1 < 0 分别与 SKIPIF 1 < 0 反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以 SKIPIF 1 < 0 示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应的能量变化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。
(ⅲ) SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应，氘代甲醇的产量 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 (填“＞”“＜”或“=”)。若 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应，生成的氘代甲醇有_______种。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2) b SKIPIF 1 < 0
(3)Ⅰ c ＜ 2
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应③= SKIPIF 1 < 0 (反应②-①)，所以对应 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ，故答案为： SKIPIF 1 < 0 ； SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）根据图示信息可知，纵坐标表示-lg( SKIPIF 1 < 0 )，即与MO+的微粒分布系数成反比，与M+的微粒分布系数成正比。则同一时间内，b曲线生成M+的物质的量浓度比a曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，所以曲线b表示的是300 K条件下的反应；
根据上述分析结合图像可知， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 时-lg( SKIPIF 1 < 0 )=0.1，则 SKIPIF 1 < 0 =10-0.1，利用数学关系式可求出 SKIPIF 1 < 0 ，根据反应 SKIPIF 1 < 0 可知，生成的M+即为转化的 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 的转化率为 SKIPIF 1 < 0 ；故答案为：b； SKIPIF 1 < 0 ；
（3）(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤Ⅰ；
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知， SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应的能量变化应为图中曲线c；
(ⅲ) SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量 SKIPIF 1 < 0 ＜ SKIPIF 1 < 0 ；根据反应机理可知，若 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应，生成的氘代甲醇可能为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 共2种，故答案为：＜；2。
2．（2023·全国乙卷）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在 SKIPIF 1 < 0 气氛中， SKIPIF 1 < 0 的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知 SKIPIF 1 < 0 _______， SKIPIF 1 < 0 _______。
(2)已知下列热化学方程式：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。
(3)将 SKIPIF 1 < 0 置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： SKIPIF 1 < 0 (Ⅰ)。平衡时 SKIPIF 1 < 0 的关系如下图所示。 SKIPIF 1 < 0 时，该反应的平衡总压 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 、平衡常数 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。 SKIPIF 1 < 0 随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应 SKIPIF 1 < 0 (Ⅱ)，平衡时 SKIPIF 1 < 0 _______(用 SKIPIF 1 < 0 表示)。在 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 (列出计算式)。
【答案】(1) 4 1
(2)(a+c-2b)
(3) 3 SKIPIF 1 < 0 增大
(4) SKIPIF 1 < 0 46.26 SKIPIF 1 < 0
【详解】（1）由图中信息可知，当失重比为19.4%时， SKIPIF 1 < 0 转化为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，解之得 SKIPIF 1 < 0 =4；当失重比为38.8%时， SKIPIF 1 < 0 转化为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，解之得y=1。
（2）① SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
③ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
根据盖斯定律可知，①+③-② SKIPIF 1 < 0 2可得 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 (a+c-2b) SKIPIF 1 < 0 。
（3）将 SKIPIF 1 < 0 置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： SKIPIF 1 < 0 (Ⅰ)。由平衡时 SKIPIF 1 < 0 的关系图可知, SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，因此，该反应的平衡总压 SKIPIF 1 < 0 3 SKIPIF 1 < 0 、平衡常数 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。由图中信息可知， SKIPIF 1 < 0 随着温度升高而增大，因此， SKIPIF 1 < 0 随反应温度升高而增大。
（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应 SKIPIF 1 < 0 (Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，因此，平衡时 SKIPIF 1 < 0 。在 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，联立方程组消去 SKIPIF 1 < 0 ，可得 SKIPIF 1 < 0 ，代入相关数据可求出 SKIPIF 1 < 0 46.26 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
3．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
(1)根据图1数据计算反应 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。
(2)研究表明，合成氨反应在 SKIPIF 1 < 0 催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位， SKIPIF 1 < 0 表示被吸附于催化剂表面的 SKIPIF 1 < 0 )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为 SKIPIF 1 < 0 )使用前经 SKIPIF 1 < 0 还原，生成 SKIPIF 1 < 0 包裹的 SKIPIF 1 < 0 。已知 SKIPIF 1 < 0 属于立方晶系，晶胞参数 SKIPIF 1 < 0 ，密度为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 晶胞中含有 SKIPIF 1 < 0 的原子数为_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为 SKIPIF 1 < 0 )。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为 SKIPIF 1 < 0 ，另一种为 SKIPIF 1 < 0 。(物质i的摩尔分数： SKIPIF 1 < 0 )
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。
②进料组成中含有惰性气体 SKIPIF 1 < 0 的图是_______。
③图3中，当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 时，氮气的转化率 SKIPIF 1 < 0 _______。该温度时，反应 SKIPIF 1 < 0 的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 (化为最简式)。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) (ⅱ) 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于 SKIPIF 1 < 0 的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)
(3) SKIPIF 1 < 0
(4) SKIPIF 1 < 0 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 图4 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【详解】（1）在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
（2）由图1中信息可知， SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 的键能为 SKIPIF 1 < 0 ； SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 ，则H-H键的键能为 SKIPIF 1 < 0 。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于 SKIPIF 1 < 0 的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。
（3）已知 SKIPIF 1 < 0 属于立方晶系，晶胞参数 SKIPIF 1 < 0 ，密度为 SKIPIF 1 < 0 ，设其晶胞中含有 SKIPIF 1 < 0 的原子数为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 晶体密度 SKIPIF 1 < 0 ，解之得 SKIPIF 1 < 0 ，即 SKIPIF 1 < 0 晶胞中含有 SKIPIF 1 < 0 的原子数为 SKIPIF 1 < 0 。
（4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数 SKIPIF 1 < 0 ，因此，图中压强由小到大的顺序为 SKIPIF 1 < 0 ，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。
②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入情性气体 SKIPIF 1 < 0 ，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入情性气体 SKIPIF 1 < 0 不利于合成氨，进料组成中含有情性气体 SKIPIF 1 < 0 的图是图4。
③图3中，进料组成为 SKIPIF 1 < 0 两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3ml和1ml，达到平衡时氮气的变化量为x ml，则有：
SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，解之得 SKIPIF 1 < 0 ，则氮气的转化率 SKIPIF 1 < 0 ，平衡时 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的物质的量分别为 SKIPIF 1 < 0 、2 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，其物质的量分数分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，则该温度下 SKIPIF 1 < 0 因此，该温度时，反应 SKIPIF 1 < 0 的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
4．（2023·山东卷）一定条件下，水气变换反应 SKIPIF 1 < 0 的中间产物是 SKIPIF 1 < 0 。为探究该反应过程，研究 SKIPIF 1 < 0 水溶液在密封石英管中的分子反应：
Ⅰ． SKIPIF 1 < 0
Ⅱ． SKIPIF 1 < 0
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中， SKIPIF 1 < 0 仅对反应Ⅰ有催加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：
(1)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，则该条件下水气变换反应的焓变 SKIPIF 1 < 0 _____(用含 SKIPIF 1 < 0 的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为： SKIPIF 1 < 0 ，k为反应速率常数。 SKIPIF 1 < 0 温度下， SKIPIF 1 < 0 电离平衡常数为 SKIPIF 1 < 0 ，当 SKIPIF 1 < 0 平衡浓度为 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 浓度为_____ SKIPIF 1 < 0 ，此时反应Ⅰ应速率 SKIPIF 1 < 0 _____ SKIPIF 1 < 0 (用含 SKIPIF 1 < 0 和k的代数式表示)。
(3) SKIPIF 1 < 0 温度下，在密封石英管内完全充满 SKIPIF 1 < 0 水溶液，使 SKIPIF 1 < 0 分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。 SKIPIF 1 < 0 时刻测得 SKIPIF 1 < 0 的浓度分别为 SKIPIF 1 < 0 ，反应Ⅱ达平衡时，测得 SKIPIF 1 < 0 的浓度为 SKIPIF 1 < 0 。体系达平衡后 SKIPIF 1 < 0 _____(用含y的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为_____。
相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有 SKIPIF 1 < 0 盐酸，则图示点 SKIPIF 1 < 0 中， SKIPIF 1 < 0 的浓度峰值点可能是_____(填标号)。与不同盐酸相比， SKIPIF 1 < 0 达浓度峰值时， SKIPIF 1 < 0 浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)， SKIPIF 1 < 0 的反应_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 － SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
(3) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 a 减小 不变
【详解】（1）根据盖斯定律，反应II-反应I＝水气变换反应，故水气变换反应的焓变 SKIPIF 1 < 0 ＝ SKIPIF 1 < 0 － SKIPIF 1 < 0 ；
（2）T1温度时，HCOOH建立电离平衡：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ，c(HCOO－)＝c(H＋)，故c(H＋)＝ SKIPIF 1 < 0 。
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
（3）t1时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I达平衡状态。此时
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
故t1时刻c(HCOOH)＝1.0－0.70－0.16＝0.14 ml·L－1，K(I)＝ SKIPIF 1 < 0 。t1时刻→反应II达平衡过程，
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
则c(H2)＝b＋0.16＝y，b＝(y－0.16)ml·L－1，c(HCOOH)＝0.14－a－b＝0.3－a－y，c(CO)＝a＋0.7，K(I)＝ SKIPIF 1 < 0 ，a＝ SKIPIF 1 < 0 。故 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ＝ SKIPIF 1 < 0 ，K(II)＝ SKIPIF 1 < 0 。
加入0.1 ml·L－1盐酸后，H＋对反应I起催化作用，加快反应I的反应速率，缩短到达平衡所需时间，故CO浓度峰值提前，由于时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH减小，体系中HCOOH浓度增大，导致CO浓度大于t1时刻的峰值，故c(CO)最有可能在a处达到峰值。此时c(CO2)会小于不含盐酸的浓度， SKIPIF 1 < 0 ＝K(I)，温度不变，平衡常数不变，则 SKIPIF 1 < 0 的值不变。
5．（2023·浙江卷）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应： SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
该反应分两步完成：
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
请回答：
(1) SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。
(2)恒定总压 SKIPIF 1 < 0 和水碳比[ SKIPIF 1 < 0 ]投料，在不同条件下达到平衡时 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 ___________。
②对比条件1，条件2中 SKIPIF 1 < 0 产率下降是因为发生了一个不涉及 SKIPIF 1 < 0 的副反应，写出该反应方程式____。
(3)下列说法正确的是______。
A．通入反应器的原料气中应避免混入 SKIPIF 1 < 0
B．恒定水碳比 SKIPIF 1 < 0 ，增加体系总压可提高 SKIPIF 1 < 0 的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止 SKIPIF 1 < 0 被进一步还原为 SKIPIF 1 < 0
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是______。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出 SKIPIF 1 < 0 平衡转化率随温度变化的曲线____。
(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________。
【答案】(1)6
(2) 2 CO+3H2⇌CH4+H2O
(3)AC
(4) AC
(5)温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小
【详解】（1）设方程式① SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
③ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
根据盖斯定律可知，③=①-②，则 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）①条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12ml和5ml，参加反应的一氧化碳为xml，根据已知信息可得以下三段式：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ，解得x=4；
则平衡常数 SKIPIF 1 < 0 ；
②根据表格中的数据可知，有甲烷生成，且该副反应没有二氧化碳参与，且氢气的产率降低，则该方程式为：CO+3H2⇌CH4+H2O；
（3）A．一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入 SKIPIF 1 < 0 ，A正确；
B．该反应前后气体计量系数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B错误；
C．通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁，水蒸气不能将铁的氧化物还原为单质铁，但过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C正确；
D．若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误；
故选AC；
（4）①A．按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，A正确；
B．喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致CO的转化率增大，与图中变化不符，B错误；
C．通过热交换器换热，可以降低温度，且不改变投料比，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，C正确；
故选AC；
②增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，则一氧化碳的的平衡转化率增大，会高于原平衡线，故图像为： ；
（5）反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小。
6．（2023·北京卷）尿素 SKIPIF 1 < 0 合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初，用氰酸银 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 在一定条件下反应制得 SKIPIF 1 < 0 ，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是____________________。
(2)二十世纪初，工业上以 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ． SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 生成 SKIPIF 1 < 0 ；
ⅱ． SKIPIF 1 < 0 分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是__________(填序号)。
a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b．ⅰ放热反应，ⅱ为吸热反应
c． SKIPIF 1 < 0
(3)近年研究发现，电催化 SKIPIF 1 < 0 和含氮物质( SKIPIF 1 < 0 等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的 SKIPIF 1 < 0 溶液通 SKIPIF 1 < 0 至饱和，在电极上反应生成 SKIPIF 1 < 0 ，电解原理如图所示。
①电极 SKIPIF 1 < 0 是电解池的__________极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________。
(4)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知：溶液中 SKIPIF 1 < 0 不能直接用 SKIPIF 1 < 0 溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是__________。
②步骤ⅳ中标准 SKIPIF 1 < 0 溶液的浓度和消耗的体积分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，计算样品含氮量还需要的实验数据有__________。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)ab
(3) 阳 SKIPIF 1 < 0
(4) SKIPIF 1 < 0 样品的质量、步骤Ⅲ所加入 SKIPIF 1 < 0 溶液的体积和浓度
【详解】（1）根据原子守恒分析，二者反应生成尿素和氯化银，化学方程式是 SKIPIF 1 < 0 。答案为 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）a．反应ⅰ的活化能是 SKIPIF 1 < 0 ，反应ⅱ活化能是 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，a项正确；
b．从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b项正确；
c．总反应的： SKIPIF 1 < 0 ，c项错误；
故选ab。
（3）①电极b上发生 SKIPIF 1 < 0 失电子生成 SKIPIF 1 < 0 的氧化反应，是电解池的阳极。②a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为 SKIPIF 1 < 0 。答案为阳极； SKIPIF 1 < 0 ；
（4）①尿素消化分解生成 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，由于反应中存在浓 SKIPIF 1 < 0 ，则消化液中含氮粒子为 SKIPIF 1 < 0 。②除了已知数据外，还需要的是样品的质量、步骤ⅲ所加入 SKIPIF 1 < 0 溶液的体积和浓度。答案为 SKIPIF 1 < 0 ；样品的质量、步骤Ⅲ所加入H2SO4溶液的体积和浓度。
7．（2023·湖北卷）纳米碗 SKIPIF 1 < 0 是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下， SKIPIF 1 < 0 可以由 SKIPIF 1 < 0 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。 SKIPIF 1 < 0 的反应机理和能量变化如下：
回答下列问题：
(1)已知 SKIPIF 1 < 0 中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，H-H键能为 SKIPIF 1 < 0 。估算 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。
(2)图示历程包含_______个基元反应，其中速率最慢的是第_______个。
(3) SKIPIF 1 < 0 纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
(4)1200K时，假定体系内只有反应 SKIPIF 1 < 0 发生，反应过程中压强恒定为 SKIPIF 1 < 0 (即 SKIPIF 1 < 0 的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(5) SKIPIF 1 < 0 及 SKIPIF 1 < 0 反应的 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下， SKIPIF 1 < 0 (R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成 SKIPIF 1 < 0 的反应速率的是_______(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
【答案】(1)128
(2) 3 3
(3) 6 10
(4) SKIPIF 1 < 0
(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同
(6)a
【详解】（1）由 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的结构式和反应历程可以看出， SKIPIF 1 < 0 中断裂了2根碳氢键， SKIPIF 1 < 0 形成了1根碳碳键，所以 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，故答案为：128；
（2）由反应历程可知，包含3个基元反应，分别为： SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,其中第三个的活化能最大，反应速率最慢，故答案为：3；3；
（3）由 SKIPIF 1 < 0 的结构分析，可知其中含有1个五元环，10个六元环，每脱两个氢形成一个五元环，则 SKIPIF 1 < 0 总共含有6个五元环，10个六元环，故答案为：6；10；
（4）1200K时，假定体系内只有反应 SKIPIF 1 < 0 发生，反应过程中压强恒定为 SKIPIF 1 < 0 (即 SKIPIF 1 < 0 的初始压强)，平衡转化率为α，设起始量为1ml，则根据信息列出三段式为：
SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，该反应的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，故答案为： SKIPIF 1 < 0 ；
（5） SKIPIF 1 < 0 及 SKIPIF 1 < 0 反应的 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据 SKIPIF 1 < 0 (R为理想气体常数，c为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同，故答案为：在反应过程中，断裂和形成的化学键相同；
（6）a．由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转化率反应速率也加快，a符合题意；
b．由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了平衡转化率，b不符合题意；
c．加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意；
故答案为：a。
8．（2023·湖南卷）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式：
① SKIPIF 1 < 0
② SKIPIF 1 < 0
③ SKIPIF 1 < 0
计算反应④ SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 ；
(2)在某温度、 SKIPIF 1 < 0 下，向反应器中充入 SKIPIF 1 < 0 气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______ SKIPIF 1 < 0 水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
(3)在 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 下，以水蒸气作稀释气。 SKIPIF 1 < 0 作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：
⑤ SKIPIF 1 < 0
⑥ SKIPIF 1 < 0
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S( SKIPIF 1 < 0 )随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是_______，理由是_______；
(4)关于本反应体系中催化剂 SKIPIF 1 < 0 的描述错误的是_______；
A．X射线衍射技术可测定 SKIPIF 1 < 0 晶体结构
B． SKIPIF 1 < 0 可改变乙苯平衡转化率
C． SKIPIF 1 < 0 降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．改变 SKIPIF 1 < 0 颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ．苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某 SKIPIF 1 < 0 (Ⅰ)的配合物促进 SKIPIF 1 < 0 (引发剂，X表示卤素)生成自由基 SKIPIF 1 < 0 ，实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂 SKIPIF 1 < 0 中活性最高的是_______；
(6)室温下，① SKIPIF 1 < 0 在配体L的水溶液中形成 SKIPIF 1 < 0 ，其反应平衡常数为K；② SKIPIF 1 < 0 在水中的溶度积常数为 SKIPIF 1 < 0 。由此可知， SKIPIF 1 < 0 在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
【答案】(1)+118
(2)5
(3) 苯 反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温恒压下，随乙苯转化率的增大，反应⑤正向移动，反应⑥不移动，则曲线b代表产物苯
(4)BD
(5)C6H5CH2Cl
(6)K∙Ksp
【详解】（1）根据盖斯定律，将①-②-③可得C6H5C2H5(g)⇌C6H5CH=CH2(g)+H2(g) ∆H4=-4386.9kJ/ml-(-4263.1kJ/ml)-(-241.8kJ/ml)=+118kJ/ml；答案为：+118；
（2）设充入H2O(g)物质的量为xml；在某温度、100kPa下，向反应器中充入1ml气态乙苯发生反应④。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式 SKIPIF 1 < 0 ，此时平衡时混合气体总物质的量为1.5ml，此时容器的体积为V；当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式 SKIPIF 1 < 0 ，此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75ml，混合气的总物质的量为(1.75+x)ml，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，此时容器的体积为 SKIPIF 1 < 0 ；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，解得x=5；答案为：5；
（3）曲线a芳香烃产物的选择性大于曲线b、c芳香烃产物的选择性，反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，则曲线a代表产物苯乙烯的选择性；反应④⑤的正反应为气体分子数增大的反应，反应⑥的正反应是气体分子数不变的反应；在913K、100kPa（即恒温恒压）下以水蒸气作稀释气，乙苯的转化率增大，即减小压强，反应④⑤都向正反应方向移动，反应⑥平衡不移动，故曲线b代表的产物是苯；答案为：苯；反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温恒压下，随乙苯转化率的增大，反应⑤正向移动，反应⑥不移动，则曲线b代表产物苯；
（4）A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，即用X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构，A项正确；
B．催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯的平衡转化率，B项错误；
C．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，故Fe2O3可降低乙苯脱氢反应的活化能，C项正确；
D．催化剂颗粒大小会影响接触面积，会影响反应速率，D项错误；
答案选BD。
（5）电负性Cl＞Br＞I，则极性C—Cl键＞C—Br键＞C—I键，则C6H5CH2Cl更易生成自由基，即活性最高的是C6H5CH2Cl；答案为：C6H5CH2Cl；
（6）Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+，则Cu++2L⇌[Cu(L)2]+的平衡常数K= SKIPIF 1 < 0 ；CuBr在水中的溶度积常数Ksp=c(Cu+)∙c(Br-)；CuBr在配体L的水溶液中溶解反应为CuBr+2L⇌[Cu(L)2]++Br-，该反应的平衡常数为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 =K∙Ksp；答案为：K∙Ksp。
9．（2023·辽宁卷）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、_______和_______(填化学式)。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为_______。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是_______(答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：
SO2(g)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 SO3(g) ΔH=-98.9kJ·ml-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是_______。
a．温度越高，反应速率越大
b．α=0.88的曲线代表平衡转化率
c．α越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同 SKIPIF 1 < 0 下的最大速率，选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是_______(填标号)。
(ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】(1) CuO SO3
(2)催化剂 反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高（答案合理即可）
(3) cd d SKIPIF 1 < 0
【详解】（1）根据图示的热重曲线所示，在700℃左右会出现两个吸热峰，说明此时CuSO4发生热分解反应，从TG图像可以看出，质量减少量为原CuSO4质量的一半，说明有固体CuO剩余，还有其他气体产出，此时气体产物为SO2、SO3、O2，可能出现的化学方程式为3CuSO4 SKIPIF 1 < 0 3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定，该反应的产物为CuO、SO2、SO3、O2，故答案为CuO、SO3。
（2）(i)根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中线消耗再生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用；
(ii)近年来，铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高（答案合理即可）。
（3）(i)a．根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误；
b．从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%的时的反应速率图像并没有给出，无法判断α=0.88的条件下是平衡转化率，b错误；
c．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确；
d．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确；
故答案选cd；
(ii)为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好，产率最佳，故答案选d；
(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ；设SO2初始量为m ml，则平衡时n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe)，n(SO3)=m·αe，Kp= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，故答案为 SKIPIF 1 < 0 。
1．（2023·全国·模拟预测）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志，乙烯作为现代有机合成的重要原料，研究其合成方法受到科学家的青睐。回答下列问题：
(1)乙烷裂解法
298 K时，乙烷的裂解反应历程如图1，可能发生反应的平衡常数的对数值(lg K)与温度的倒数( SKIPIF 1 < 0 )的关系如图2。
①图1反应的决速步骤是___________(填“反应a”或“反应b”)，写出乙烷裂解制乙烯的热化学方程式___________。
②工业上一般选择温度在1000 K左右，可能的原因是___________。
(2) SKIPIF 1 < 0 催化加氢法
反应原理为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。向2 L的恒容密闭容器中加入1 ml SKIPIF 1 < 0 和3 ml SKIPIF 1 < 0 ，在催化剂作用下发生反应，测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图3所示。
①图中曲线代表乙烯的物质的量随温度的变化关系的是___________(填字母)。
②下列说法正确的是___________(填标号)。
A．使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，提高平衡产率
B．其他条件不变时，若扩大容器容积，则平衡逆向移动， SKIPIF 1 < 0 减小， SKIPIF 1 < 0 增大
C．若容器内混合气体的密度不再随时间改变时，说明反应已达到平衡状态
D．保持温度不变，再通入3 ml SKIPIF 1 < 0 ，达到平衡时的 SKIPIF 1 < 0 转化率增大，平衡常数K保持不变
③ SKIPIF 1 < 0 时，化学平衡常数K=___________， SKIPIF 1 < 0 的平衡转化率为___________%。
(3)柴油裂解法
实验测得柴油裂解得到乙烯和丙烯的收率与温度、柴油在裂解设备内的停留时间的关系如图4所示。工业上应选择的温度和停留时间分别为___________K和___________s。
【答案】(1)①反应a SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ②温度太低，乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小，反应速率太慢；反应温度太高，副反应增多，容易产生积碳
(2)①q ②D ③ SKIPIF 1 < 0 33.3
(3)1120 0.4
【解析】（1）①活化能越大，反应速率越小，故该反应的决速步骤是反应a；
由图可知，乙烷裂解制乙烯的反应是吸热反应，故该反应的热化学方程式为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ；
②工业上一般选择温度在1000 K左右，因为温度太低，乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小，反应速率太慢；反应温度太高，副反应增多，容易产生积碳；
（2）①题给反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则随温度升高，物质的量增大的曲线m、n代表反应物随温度的变化关系，随温度升高，物质的量减小的曲线p、q代表生成物随温度的变化关系，结合化学计量数关系可知，m代表 SKIPIF 1 < 0 的物质的量随温度的变化，n代表 SKIPIF 1 < 0 的物质的量随温度的变化，p代表 SKIPIF 1 < 0 的物质的量随温度的变化，q代表 SKIPIF 1 < 0 的物质的量随温度的变化；
②A．使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，但不能提高平衡产率，选项A错误；B．扩大容器容积相当于减小压强，则 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 均减小，选项B错误；C．容器体积不变，气体总质量不变，混合气体的密度一直不变，无法判断反应已达到平衡状态，选项C错误；D．再通入3 ml SKIPIF 1 < 0 ，平衡正向移动，达到平衡时的 SKIPIF 1 < 0 转化率增大，但平衡常数K只与温度有关，故K保持不变，选项D正确；答案选D；
③设 SKIPIF 1 < 0 反应达到平衡时生成x ml SKIPIF 1 < 0 ，根据反应方程式，列三段式：
SKIPIF 1 < 0
由图可知 SKIPIF 1 < 0 ，解得 SKIPIF 1 < 0 ，平衡时 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ；平衡时，氢气的转化率为 SKIPIF 1 < 0 ；
（3）由图像可知，停留时间在0.4 s时乙烯的收率最高，在1120 K附近，乙烯的收率比较高，且此温度下丙烯的收率比较低。
2．（2023·安徽蚌埠·统考三模）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)在298K、100kPa时，已知：
C(s，石墨) +O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·ml-1
H2(g) + SKIPIF 1 < 0 O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· ml-1
2C2H2(g) +5O2 (g)= 4CO2(g) +2H2O(1) ΔH3= -2599.0 kJ·ml-1
在298K时由C(s，石墨)和H2(g)反应生成1 ml C2H2(g) 的热化学方程式为___________________。
(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) CH4(g) +2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ· ml-1
副反应：CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·ml -1
工业合成甲烷通常控制温度为500°C左右，其主要原因为_____________________________。
(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) 2N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) ΔH <0。
当 SKIPIF 1 < 0 =1时，NO的平衡转化率~ SKIPIF 1 < 0 ；T2时NO平衡转化率~ SKIPIF 1 < 0 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． SKIPIF 1 < 0 不再变化
②表示T2时NO平衡转化率~ SKIPIF 1 < 0 的关系是___________(填“I”或“II”)，T1_________________T2(填“>”或“<”)。
③在 SKIPIF 1 < 0 =1、T2时，CH4的平衡分压为____ 。已知：该反应的标准平衡常数 SKIPIF 1 < 0 ，其中 SKIPIF 1 < 0 =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 SKIPIF 1 < 0 =_________________。(分压=总压 ×物质的量分数。计算结果用分数表示)。
【答案】(1)2C(s，石墨) + H2(g)=C2H2(g) ΔH= +226.7kJ·ml-1
(2)温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成
(3)①C ②II > ③45 kPa SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）设①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g) △H1=－393.5kJ·ml－1；
②H2(g) + SKIPIF 1 < 0 O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· ml-1；
③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=－2599kJ·ml－1；
利用盖斯定律将①×2+②-③× SKIPIF 1 < 0 可得：
2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=（-393.5kJ/ml）×2+ SKIPIF 1 < 0 ×（-571.6kJ/ml）- SKIPIF 1 < 0 ×（-2599 kJ/ml）=+226.7kJ/ml；
（2）加氢合成甲烷时，温度低于500℃时，反应速率低，温度高于500℃，对于副反应CO2(g) +H2(g) SKIPIF 1 < 0 CO(g)+H2O(g)，正反应吸热，平衡向生成CO的方向移动程度增大，都不利于甲烷的生成，故答案为：温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成；
（3）①A．该反应前后气体计量系数不变，故气体体积也始终不变，则气体总体积保持不变不能证明反应达到平衡，A错误；B．由选项A可知，该反应前后气体计量系数不变，且所有的反应物和产物都是气体，则该反应体系的密度始终不变，则混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能证明反应达到平衡，B错误；C．随着反应的进行一氧化氮在减少，氮气在增大，则 SKIPIF 1 < 0 一直在变化，故 SKIPIF 1 < 0 不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；故选C；
②由反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知，随着 SKIPIF 1 < 0 的增大，即增大NO的投入量，平衡正向移动，CH4的转化率增大而NO的转化率却减小，由图3所示信息可知，曲线II表示T3K下NO平衡转化率～ SKIPIF 1 < 0 的关系，由题干反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H<0可知，升高温度平衡逆向移动，则NO的转化率减小，由图中曲线I表示 SKIPIF 1 < 0 =1时NO平衡转化率～ SKIPIF 1 < 0 关系图，从图中所示信息可知，T越大，则 SKIPIF 1 < 0 越小，NO的转化率越小，故Tl＞T2，故答案为：II；＞；
由题干图示信息可知，在 SKIPIF 1 < 0 =1、T2K下，NO的转化率为40%，根据三段式分析可知， SKIPIF 1 < 0 ，则该反应平衡时CH4的体积分数为 SKIPIF 1 < 0 =10%，则此时CH4的平衡分压分别为：p(CH4)= SKIPIF 1 < 0 =45kPa，p(NO)= SKIPIF 1 < 0 =30kPa，p(CO2)= SKIPIF 1 < 0 =5kPa，p(N2)= SKIPIF 1 < 0 =10kPa，p(H2O)= SKIPIF 1 < 0 =10kPa，故该反应的标准平衡常数 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，故答案为：45kPa； SKIPIF 1 < 0 。
3．（2023·河南·校联考三模）丙烯是合成有机物的基本原料之一，工业上可以通过石油裂化和裂解获得。
(1)用于合成异丙醇。
已知：①2CH3CH(OH)CH3(g)+9O2(g) SKIPIF 1 < 0 6CO2(g)+8H2O(g) ΔH1=—akJ·ml-1
②2CH3CH=CH2(g)+9O2(g) SKIPIF 1 < 0 6CO2(g)+6H2O(g) ΔH2=—bkJ·ml-1(a>b)
若CH3CH=CH2(g)+H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CH3CH(OH)CH3(g) ΔH，该反应逆反应的活化能为ckJ·ml-1，则正反应的活化能为___________kJ·ml-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 C3H6(g)+H2O(g)ΔH<0。一定条件下，恒压密闭容器中C3H8与O2起始物质的量比分别为2：1、1：1、1：2、1：3，平衡时C3H8的体积分数[φ(C3H8)]随温度、 SKIPIF 1 < 0 的变化关系如图所示。
①表示 SKIPIF 1 < 0 =1：2的曲线是___________(填“I”“II”“III”或“IV”)。
②T3___________T4(填“>”或“<”)，原因是___________。
③M点时，O2的转化率是___________(保留三位有效数字)。
(3)在HZSM-5催化下用甲醇可制取丙烯，反应为3CH3OH(g) SKIPIF 1 < 0 C3H6(g)+3H2O(g) ΔH，一定温度下，向2L恒容密闭容器中通入3mlCH3OH(g)，平衡时，n(C3H6)=0.6ml，下列说法正确的是___________(填字母)。
A．HZSM-5能提高该反应的平衡转化率
B．达到平衡时，再向容器中通入1.5mlCH3OH(g)，重新达到平衡时C3H6的浓度增大
C．达到平衡后，再通入物质的量均为0.6ml的CH3OH(g)、C3H6(g)、H2O(g)，此时平衡逆向移动
D．若起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3mlCH3OH(g)，平衡时，n(H2O)=1.6ml，则ΔH<0
(4)工业上用“丙烯氨氧化法”制备丙烯腈(CH2=CHCN)包括如下反应：
I．C3H6(g)+NH3(g)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 CH2=CHCN(g)+3H2O(g)
II．C3H6(g)+O2(g) SKIPIF 1 < 0 CH2=CHCHO(g)+H2O(g)(副反应)
向T°C、压强为28MPa的恒压密闭容器中通入1ml丙烯、1ml氨气和4.8ml氧气发生反应I、II，容器内H2O(g)、CH2=CHCN(g)、C3H6(g)的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图所示：
①图中表示CH2=CHCN(g)的曲线是___________(填“a”“b”或“c”)。
②平衡时，CH2=CHCHO(g)的分压p(CH2=CHCHO)=___________MPa。
③反应II的压强平衡常数Kp=___________(Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)( SKIPIF 1 < 0 )
(2)①I ②< 该反应是放热反应，C3H8与O2起始物质的量比相同时，升高温度，平衡逆向移动，C3H8体积分数增大，故横坐标向左是升高温度，所以T3(3)BC
(4)①a ②0.8 ③0.175
【解析】（1）由盖斯定律可知，反应 SKIPIF 1 < 0 得到反应CH3CH=CH2(g)+H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CH3CH(OH)CH3(g)，则反应ΔH= SKIPIF 1 < 0 kJ/ml，所以正反应的活化能为( SKIPIF 1 < 0 )kJ/ml，故答案为： SKIPIF 1 < 0 ；
（2）① SKIPIF 1 < 0 减小相当于增大氧气的浓度，平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，体积分数减小，则表示 SKIPIF 1 < 0 =1：2的曲线是II，故答案为：II；
②该反应为放热反应， SKIPIF 1 < 0 一定时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，丙烷的体积分数增大，则由图可知，横坐标向左是升高温度，反应温度T3小于T4，故答案为：<；该反应是放热反应，C3H8与O2起始物质的量比相同时，升高温度，平衡逆向移动，C3H8体积分数增大，故横坐标向左是升高温度，所以T3③由图可知， M点时，起始 SKIPIF 1 < 0 =1：1，丙烷的体积分数为20%，设丙烷和氧气的物质的量都为1ml，平衡时生成aml丙烯，由题意可建立如下三段式：
SKIPIF 1 < 0
由丙烷的体积分数可得： SKIPIF 1 < 0 ×100%=20%，解得a= SKIPIF 1 < 0 ，则氧气的转化率为 SKIPIF 1 < 0 ×100%≈27.3%，故答案为：27.3%；
（3）由题意可知，平衡时，丙烯的物质的量为0.6ml，由方程式可知，丙醇、水蒸气的物质的量分别为3ml—0.6ml×3=1.2ml、0.6ml×3=1.8ml，则反应的平衡常数K= SKIPIF 1 < 0 =1.1025；
A．催化剂HZSM-5能加快反应速率，但化学平衡不移动，反应的平衡转化率不变，故错误；B．达到平衡时，向恒容密闭容器中通入1.5ml丙醇相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，平衡向逆反应方向移动，则重新达到平衡时丙烯的浓度增大，故正确；C．达到平衡后，再通入物质的量均为0.6ml的丙醇、丙烯、水蒸气，反应的浓度熵Qc= SKIPIF 1 < 0 ≈1.42＞K，则平衡向逆反应方向移动，故正确；D．若起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3ml丙醇，平衡时水蒸气的物质的量为1.6ml说明平衡向逆反应方向移动，若该反应为放热反应，反应放出的热量使反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，若该反应为吸热反应，反应吸收热量使反应温度降低，平衡向逆反应方向移动，则起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3ml丙醇，平衡时水蒸气的物质的量为1.6ml不能确定该反应是放热反应还是吸热反应，故错误；故选BC；
（4）由方程式可知，三种物质中，丙烯是反应物、CH2=CHCN(g)和水蒸气是生成物，所以图中表示丙烯的曲线是b，CH2=CHCN(g)的物质的量小于水蒸气，则图中表示CH2=CHCN(g)、水蒸气的曲线分别是a、c，设平衡时生成CH2=CHCN(g)、CH2=CHCHO(g)的物质的量分别为aml、bml，由题给数据可建立如下三段式：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由图可知，水蒸气的物质的量为1.4ml，丙烯和CH2=CHCN(g)的物质的量相等，则由题意可得：①3a+b=1.4，②1—a—b=a，解得a=0.4、b=0.2，总物质的量为7ml；
①由分析可知，图中表示CH2=CHCN(g)的曲线是b，故答案为：b；
②由三段式数据可知，平衡时，丙烯醛的分压p(CH2=CHCHO)= SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=0.8MPa，故答案为：0.8；
③由三段式数据可知，平衡时，丙烯、氧气、丙烯醛、水蒸气的平衡分压分别为 SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=1.6MPa、 SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=16MPa、 SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=0.8MPa、 SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=5.6MPa，反应II的压强平衡常数Kp= SKIPIF 1 < 0 =0.175，故答案为：0.175。
4．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模）全球大气CO2浓度升高对人类生产生活产生了影响，研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义，碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题：
(1)已知25℃时，大气中的CO2溶于水存在以下过程：
①CO2(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l) SKIPIF 1 < 0 H+(aq)+ SKIPIF 1 < 0 (aq) K
溶液中CO2的浓度与其在大气中的分压(分压=总压×物质的量分数)成正比，比例系数为yml•L-1•kPa-1。当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+的浓度为_____ml•L-1(忽略 SKIPIF 1 < 0 和水的电离)。
(2)已知CH4的生成焓(由稳定单质生成该物质)为△H=-71.7kJ•ml-1
反应I：C(s)+H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ•ml-1 K1
反应II：C(s)+2H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ•ml-1 K2
反应III：CO(g)+H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+H2(g) △H3=-41.0kJ•ml-1 K3
①写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：_____。
②研究表明，反应III的速率方程为v=k[x(CO)x(H2O)- SKIPIF 1 < 0 ]，x表示相应气体的物质的量分数，Kp为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算)，k为反应的速率常数。在气体物质的量分数和催化剂一定的情况下，反应速率随温度的变化如图所示，根据速率方程分析T＞Tm时，v逐渐下降的原因是_____。
(3)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，其反应原理为：2CO2(g)+6H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H。
①通过表格中的数值可以推断：该反应在______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②CO2的平衡转化率与氢碳比m[m= SKIPIF 1 < 0 ]及压强、温度的关系分别如图a和图b所示。
图a中氢碳比m从大到小的顺序为______。
图b中压强从大到小的顺序为_____，判断依据为______。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)①CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ•ml-1 ②升高温度，k增大使v提高，Kp减小使v时，T＞Tm时，Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高
(3)①低温 ②m1＞m2＞m3 ③p1＞p2＞p3 其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，因此p1＞p2＞p3
【解析】（1）大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中二氧化碳的浓度为 SKIPIF 1 < 0 ，根据反应②，其平衡常数 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ，因 SKIPIF 1 < 0 ，故 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）①已知CH4的生成焓(由稳定单质生成该物质)为△H=-71.7kJ•ml-1，可得到反应ⅣC(s)+2H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g) △H4=-71.7kJ•ml-1；
反应II：C(s)+2H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ•ml-1
根据盖斯定律，由Ⅳ-II得CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式为：CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ•ml-1，答案为CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ•ml-1；
②k随着温度的升高而增大，Kp随温度的升高而减小。T< Tm时，升高温度，k增大使v提高，Kp减小使v降低。T>Tm时，Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高；
（3）①温度升高平衡常数K减小，则为放热反应，△H<0，该反应是气体体积缩小的反应，则△S<0，△H-T△S<0，反应才能自发进行，则△H<0，其正反应在低温下能自发进行；
②图a可以理解为CO2物质的量不变，H2量不断增加，平衡正向移动，CO2转化率不断增大，因此氢碳比从大到小的顺序为m1＞m2＞m3；
③该反应是气体体积减小的反应，由图b可知，同一温度条件下，从下往上看，转化率增大，说明平衡正向移动，向体积减小方向移动即加压，压强从大到小的顺序为p1＞p2＞p3，答案为：其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，因此p1＞p2＞p3。
5．（2023·浙江温州·统考二模）甲醇和二甲醚是可再生能源，具有广泛的发展前景。相关的主要反应有：
制备合成气：I. SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
制备甲醇和二甲醚：Ⅱ. SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
Ⅲ. SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
请回答：
(1)有利于制备合成气(反应I)的条件是___________。
A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压
(2)一定条件下，相关物质的相对能量与反应过程如下图：
① SKIPIF 1 < 0 ___________ SKIPIF 1 < 0 。
②在某温度下，在体积为1L的恒容容器中，投料为1mlCO和2mlH2，仅发生反应Ⅱ和Ⅲ SKIPIF 1 < 0 ，在 SKIPIF 1 < 0 时达到平衡状态，请画出 SKIPIF 1 < 0 之间 SKIPIF 1 < 0 的变化趋势___________。
(3)甲醇生成二甲醚的转化率 SKIPIF 1 < 0 可以根据冷凝液中的 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的相对百分含量来计算(忽略副反应和各物质的挥发)。冷凝液中 SKIPIF 1 < 0 的质量分数为 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 的质量分数为 SKIPIF 1 < 0 ，则甲醇的转化率 SKIPIF 1 < 0 ___________。(用含 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的式子表示)
(4)制备合成气(反应I)时，还存在反应 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ，该过程可用于热化学能的储存。已知：储能效率 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 是通过化学反应吸收的热量， SKIPIF 1 < 0 是设备的加热功率)。反应物气体流速、 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 转化率 SKIPIF 1 < 0 、储能效率( SKIPIF 1 < 0 )的影响，部分数据如下表：
①下列说法不正确的是___________。
A．反应I可以储能的原因是该反应是吸热反应，将热量储存在高热值物质CO、H2中
B．其他条件不变，反应物气体流速越小，CH4转化率越大，有利于热化学能储存
C．其他条件不变， SKIPIF 1 < 0 越小，CH4转化率越大
D．反应物气体流速越大，CH4转化率越低的可能原因是反应物与催化剂未充分接触
②在实验2和3中，经过相同的时间，混合气中CO2占比越低，储能效率越高，说明其可能的原因___________。(该条件下设备的加热功率视为不变)
【答案】(1)C
(2)205.4
(3) SKIPIF 1 < 0
(4)①B ②反应物气体流量一定的情况下，经过相同的时间，实验2种CH4转化的物质的量相对较多，因此吸收的能量较多
【解析】（1）该反应为吸热且气体分子数增加的反应，升温或减小压强均能使平衡正向移动，故选C；
（2）E1为2mlCO和4mlH2的总能量，E3为1mlCH3OCH3和1mlH2O的总E1-E3为能量。由反应2×Ⅱ+Ⅲ得到： 2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-181.4 kJ⋅mL-1+(−24.0kJ⋅mL-1)=-205.4 kJ⋅mL-1=E生成物-E反应物=E3-E1，E1-E3=205.4 kJ⋅mL-1。由于K2>K3，CH3OH的变化由反应Ⅱ决定，CH3OH在反应Ⅱ中作为产物浓度不断增加，而t1-t2达平衡浓度不发生改变， SKIPIF 1 < 0 之间 SKIPIF 1 < 0 的变化趋势为：；
（3）设冷凝液总质量为mg，水的物质的量为： SKIPIF 1 < 0 ，甲醇的物质的量为： SKIPIF 1 < 0 ，根据反应2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)可知，生成 SKIPIF 1 < 0 水，需要消耗甲醇的物质的量为：2× SKIPIF 1 < 0 ，甲醇的转化率为： SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ；
（4）A．反应吸热反应，即产物CO+H2的总能量高于CO2+CH4，反应体系储能是由于高能的CO和H2，A项正确；B．由表格知气流速度快比值为1:1储能效率最高，而1、2实验对比，CH4的转化率高储能效率低，B项错误；C．由实验2、3对比，实验3的转化率高，即比值小转化率高(相当于增加CO2平衡正向，CH4的转化率增大)，C项正确；D．气流太快，CH4未及时参与反应，没法与催化剂充分接触，D项正确；故选B。
对比实验2、3发现，混合气中CO2占比越低，储能效率越高，原因可能是气体流量一定的情况下，实验2中CH4转化的物质的量相对较多，因此反应得到的热量较多。
6．（2023·湖南岳阳·统考二模）合成氨反应 SKIPIF 1 < 0 是目前最有效的工业固氮方法，解决数亿人口生存问题。
(1)反应历程中各步势能变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
该历程中反应速率最慢的步骤的方程式为_______
(2)在 SKIPIF 1 < 0 、压强为0.9MPa条件下，向一恒压密闭容器中通入 SKIPIF 1 < 0 的混合气体，体系中各气体的含量与时间变化关系如图所示：
①以下叙述不能说明该条件下反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a．氨气的体积分数保持不变
b．容器中 SKIPIF 1 < 0 保持不变
c．气体平均相对分子质量保持不变
d．气体密度保持不变
e． SKIPIF 1 < 0
②反应20min时达到平衡，则0～20min内 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 ，该反应的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 (保留小数点后两位)。( SKIPIF 1 < 0 为以分压表示的平衡常数)
③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时 SKIPIF 1 < 0 的含量符合图中_______点(填“d”“e”“f”或“g”)。
(3)氨化脱硝过程发生反应 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ，分析420℃的脱硝效率低于390℃的脱硝效率可能的原因_______
(4)25℃用甲酸吸收氨气可得到 SKIPIF 1 < 0 溶液。已知：25℃时甲酸的 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 。则反应 SKIPIF 1 < 0 的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 _______。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2)①b e ②0.00375 SKIPIF 1 < 0 ③g
(3)420℃催化剂活性差，催化效率低，反应速率较慢，脱硝效率降低
(4) SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）能垒越大，反应速率越慢。反应历程中反应速率最慢的步骤是势能最大的步骤，即N*+3H*=NH*+2H* 或N*+H*=NH*。
（2）①a．反应从氮气和氢气开始，随着反应进行，氨气的体积分数不断增大，当氨气的体积分数不变时，反应达到了平衡状态，故a不选；b．起始投入的氢气和氮气的物质的量之比为3：1，消耗的氢气和氮气的物质的量之比也为3：1，所以容器中氢气和氮气的物质的量之比一直保持不变，所以当 SKIPIF 1 < 0 保持不变时，不能说明反应达到了平衡状态，故b选；c．气体平均相对分子质量等于气体总质量除以气体总物质的量，混合气体总质量是不变的，但气体总物质的量是变化的，未平衡前，气体的平均相对分子质量是变量，当气体平均相对分子质量保持不变时，反应达到了平衡状态，故c不选；d．气体密度等于气体总质量除以容器的体积，气体总质量是不变的，由于气体物质的量是变量，所以容器体积在未平衡前是变化的，当气体密度保持不变时，反应达到了平衡状态，故d不选；e．3v(H2)=v(N2)不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应是否达到了平衡状态，故e选；故选be。
②由于起始时 SKIPIF 1 < 0 ，所以起始时氢气的分压是氮气的3倍，则起始时氢气的分压为0.9MPa× SKIPIF 1 < 0 ，根据图像可知，反应20min达到平衡时氢气的分压为0.9MPa× SKIPIF 1 < 0 ，所以用氢气表示的速率为 SKIPIF 1 < 0 =0.00375 SKIPIF 1 < 0 ；根据图像，平衡时氮气、氢气、氨气的分压之比为2：6：1，氨气的分压为0.9MPa× SKIPIF 1 < 0 =0.1MPa，所以氮气和氢气的分压分别为0.2MPa和0.6MPa，则该反应的 SKIPIF 1 < 0 。
③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，相当于在恒压达到平衡后扩大容器体积，则平衡向逆向移动，所以氢气的体积分数会增大，由于扩大了容器体积，各物质浓度降低，所以反应速率减慢，达到平衡所需时间变长，所以达到平衡时 H2的含量符合g点。
（3）该反应使用了催化剂，催化剂有其活性温度，温度过高，可能会导致催化剂失活。420℃催化剂活性差，催化效率低，反应速率较慢，脱硝效率降低。
（4）反应 SKIPIF 1 < 0 的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 。
7．（2023·河南新乡·统考二模）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：CO(g)+3H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+H2O(g) ΔH1=- 206.2kJ·ml-1
反应Ⅱ：CO(g)+ H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+H2(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) ΔH3=-165 kJ ·ml-1
积碳反应(CO的歧化反应和CH4的裂解反应是催化剂积碳的主要成因)：2CO(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g) +C(s)(反应Ⅳ)：CH4(g) SKIPIF 1 < 0 C(s) +2H2(g)(反应Ⅴ)。
回答下列问题：
(1)ΔH2=_______kJ ·ml-1。
(2)在360°C时，在固定容积的容器中进行上述反应(不考虑积碳反应)，平衡时CO和H2的转化率及CH4和CO2的产率随 SKIPIF 1 < 0 变化的情况如图1所示。
①图中表示CO转化率、CH4产率变化的曲线分别是_______、_______ (填标号)，A、C两点 SKIPIF 1 < 0 的值相同，C点通过改变温度达到A点，则A、B、C三点温度由大到小的顺序是_______。
②按 SKIPIF 1 < 0 =3： 1向恒容容器内投料，初始压强为p0，若仅发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，达到平衡时总压为 SKIPIF 1 < 0 ，CO的平衡转化率为a，则CH4的选择性=_______%，[CH4的选择性= SKIPIF 1 < 0 ]反应Ⅰ的Kp=_______ (用分压表示，分压=总压 ×物质的量分数)。
(3)已知各反应的平衡常数随温度的变化曲线如图2所示，相同时间内甲烷产率随温度升高的变化曲线如图3。
由图2可知，CO的歧化反应属于_______ (填“吸热”或“ 放热”)反应，相同时间内CH4的产率在温度高于330°C时降低的可能原因之一是催化剂活性降低，高温导致催化剂活性降低的原因是_______。
【答案】(1)-41.2
(2)①b c B=C>A ② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
(3)放热 高温时，积碳反应主要发生CH4裂解，导致催化剂积碳，活性降低
【解析】（1）反应Ⅰ：CO(g)+3H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+H2O(g) ΔH1=- 206.2kJ·ml-1
反应Ⅱ：CO(g)+ H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+H2(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) ΔH3=-165 kJ ·ml-1
根据盖斯定律，反应Ⅱ=反应Ⅰ-反应Ⅲ，ΔH2=ΔH1-ΔH3= - 206.2kJ·ml-1-（-165 kJ ·ml-1）=-41.2 kJ ·ml-1；
（2）①结合反应， SKIPIF 1 < 0 越大，CO转化率越大，直到接近100%，故b表示CO转化率；随着 SKIPIF 1 < 0 的增大，CO接近完全转化，CH4产率逐渐增大，直到接近100%，故c表示CH4产率变化的曲线；b表示CO转化率，B、C均在曲线b上，温度B=C，结合反应Ⅰ、Ⅱ，两反应均为放热反应，则温度越低CO转化率越高，A点转化率高于c，故温度B=C>A；
②设n（CO）=n，则n（H2）=3n，列出反应Ⅰ三段式：
SKIPIF 1 < 0
反应Ⅱ前后气体体积不变，反应Ⅰ前后总物质的量减少2x，根据初始压强为p0，达到平衡时总压为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，解得x=0.5n；
CO的平衡转化率为a，列出反应Ⅱ三段式为：
SKIPIF 1 < 0
则CH4的选择性= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 %；平衡时，CO的分压为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 、H2分压为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 、CH4的分压为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 、H2O分压为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，Ⅰ的Kp= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 。
（3）甲烷的产率随着温度升高逐渐增大，达到平衡后升高温度，甲烷的产率逐渐减小，说明反应逆向进行，则CO的歧化反应属于放热反应，相同时间内CH4的产率在温度高于330°C时降低的可能原因之一是催化剂活性降低，高温导致催化剂活性降低的原因是高温时，积碳反应主要发生CH4裂解，导致催化剂积碳，活性降低。
8．（2023·四川自贡·统考二模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中CO2转换为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ/ml
反应II：CO2(g)+H2(g) SKIPIF 1 < 0 CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
请回答下列问题：
(1)若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为___________。
(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1(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：OH*+ SKIPIF 1 < 0 H2(g)=___________；以TS3为过渡态的反应，其正反应活化能为___________eV。
(3)在恒温恒压下，CO2和H2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：
②CH3OH的选择性= SKIPIF 1 < 0
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．v正(CO2)=3v逆(H2) 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___________；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是：___________。
③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1ml，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)=___________ml/s；反应II的化学平衡常数Kp(II)=___________(用最简的分数表示)；
(4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示。请写出Cu电极上的电极反应式：___________。
【答案】(1)H2O(g) SKIPIF 1 < 0 H2O(l)的ΔH
(2)H2O* 1.40
(3)①BD ②反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动 在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动 ③0.02 SKIPIF 1 < 0
(4) SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 ml物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热量；反应II中生成H2O(g)，若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为H2O(g) SKIPIF 1 < 0 H2O(l)的ΔH；
（2）由图可知，该反应机理中：OH*+ SKIPIF 1 < 0 H2(g)= H2 O*；过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，TS3为过渡态的反应，其正反应活化能为0.40ev-(-1.00ev)=1.40ev；
（3）①A．在恒温恒压下进行反应，压强为常量，A不符合题意；B．在恒温恒压下进行反应，容器体积为变量，气体总质量始终不变，则混合气体的密度为变量，其不变说明反应已达平衡，B符合题意；C．v正(CO2)=3v逆(H2)，此时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，C不符合题意；D．各物质浓度比不再改变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，D符合题意；故选BD；
②反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动，导致甲醇的选择性随温度升高而降低；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，故导致在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动，使得CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)；
③在恒温恒压下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)反应，若反应器(A)中初始时n(CO2)=1ml，则氢气投料3ml；CO2平衡转化率为25%，则反应二氧化碳0.25ml，甲醇的选择性80%，则生成甲醇0.25ml×80%=0.2ml，则：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
反应I从开始到平衡态的平均反应速率 SKIPIF 1 < 0 ；
平衡时总的物质的量为3.6ml，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.75ml、2.35ml、0.05ml、0.25ml，则二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分压分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，反应II为等气体分子数的反应，则化学平衡常数Kp(II)= SKIPIF 1 < 0 ；
（4）由图可知，铜极为阴极，二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲醇，反应为 SKIPIF 1 < 0 。
9．（2023·江苏·统考二模）苯乙烯是合成橡胶和塑料的重要原料，可由乙苯为原料制得。
(1)利用“乙苯脱氢反应”可制备苯乙烯。
C6H5C2H5(g) SKIPIF 1 < 0 C6H5CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=akJ•ml-1
保持气体总压不变，原料气按以下A、B、C三种投料方式进行：
A．乙苯
B．n(乙苯)：n(N2)=1：10
C．n(乙苯)：n(CO2)=1：10
三种投料分别达到平衡时，乙苯转化为苯乙烯的转化率[ SKIPIF 1 < 0 ×100%]与温度的关系如图1所示。
①α_____0(填“＞”、“＜”或“不能确定”)。
②相同温度下，投料方式B乙苯的平衡转化率比投料方式A的高，其原因是_____。
③相同温度下，投料方式C乙苯的平衡转化率比投料方式B的高，其可能原因是_____。
④工业上利用“乙苯脱氢反应”生产苯乙烯时，会产生少量积碳。使用相同条件下的水蒸气代替N2，可较长时间内保持催化剂的催化活性，其原因是_____。
(2)CO2用于制备苯乙烯有助于实现“碳中和”。
①在催化剂X作用下，CO2参与反应的机理如图2所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，其中A位点带部分正电荷，B1、B2位点带部分负电荷)。根据元素电负性的变化规律，图2所示的反应机理中步骤I和步骤II可描述为_____。
②保持混合气体总压(p)等其他条件不变，CO2的分压[p(CO2)= SKIPIF 1 < 0 ×p]与乙苯转化率的关系如图3所示。p(CO2)＞14kPa时，乙苯转化率下降的原因是_____。
【答案】(1)①＞②加入一定量N2使“乙苯脱氢反应”的Qc＜Kc(或Qp＜Kp)，反应平衡时正向进行程度更大 CO2与C6H5C2H5反应生成C6H5CH=CH2；③CO2与H2反应[H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)]使H2浓度减小，“乙苯脱氢反应”平衡时正向进行程度更大④水蒸气与积碳发生反应H2O(g)+C(s)=CO(g)+H2(g)，可消除催化剂表面的积碳
(2)①乙苯α－H带部分正电荷，被带部分负电荷的B1位点吸引，随后解离出H+并吸附在B1位点上；(B1位点上的)H+与B2位点上CO2中带部分负电荷的O作用生成，带部分正电荷的C吸附在带部分负电荷的B2位点上 ②过多的CO2占据了带部分负电荷的B1位点，使得乙苯α－H的脱除速率降低，乙苯转化率下降
【解析】（1）①根据图像可知转化率是大于0的，故α＞0。
②相同温度下，投料方式B乙苯的平衡转化率比投料方式A的高，其原因是加入一定量N2使“乙苯脱氢反应”的Qc＜Kc(或Qp＜Kp)，反应平衡时正向进行程度更大。
③相同温度下，投料方式C乙苯的平衡转化率比投料方式B的高，其可能原因是CO2与C6H5C2H5反应生成C6H5CH=CH2；CO2与H2反应[H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)]使H2浓度减小，“乙苯脱氢反应”平衡时正向进行程度更大。
④工业上利用“乙苯脱氢反应”生产苯乙烯时，会产生少量积碳。使用相同条件下的水蒸气代替N2，可较长时间内保持催化剂的催化活性，其原因是水蒸气与积碳发生反应H2O(g)+C(s)=CO(g)+H2(g)，可消除催化剂表面的积碳。
（2）①图2所示的反应机理中步骤I和步骤II可描述为乙苯α－H带部分正电荷，被带部分负电荷的B1位点吸引，随后解离出H+并吸附在B1位点上；(B1位点上的)H+与B2位点上CO2中带部分负电荷的O作用生成，带部分正电荷的C吸附在带部分负电荷的B2位点上。
②CO2的分压[p(CO2)= SKIPIF 1 < 0 ×p]与乙苯转化率的关系如图3所示，p(CO2)＞14kPa时，乙苯转化率下降的原因是过多的CO2占据了带部分负电荷的B1位点，使得乙苯α－H的脱除速率降低，乙苯转化率下降。
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
温度/K
400
500
平衡常数K
9
5.3
序号
加热温度/℃
反应物气体流速/ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
1
800
4
1：1
79.6
52.2
2
800
6
1：1
64.2
61.9
3
800
6
1：2
81.1
41.6
1.8MPa260°C
CO2平衡转化率
甲醇的选择性
达到平衡时间(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)已知下列反应的热化学方程式：
① SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
反应③ SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 ，平衡常数 SKIPIF 1 < 0 _______(用 SKIPIF 1 < 0 表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 等)与 SKIPIF 1 < 0 反应可得 SKIPIF 1 < 0 。 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应能高选择性地生成甲醇。分别在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 下(其他反应条件相同)进行反应 SKIPIF 1 < 0 ，结果如下图所示。图中 SKIPIF 1 < 0 的曲线是_______(填“a”或“b”。 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 的转化率为_______(列出算式)。
(3) SKIPIF 1 < 0 分别与 SKIPIF 1 < 0 反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以 SKIPIF 1 < 0 示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应的能量变化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。
(ⅲ) SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应，氘代甲醇的产量 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 (填“＞”“＜”或“=”)。若 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应，生成的氘代甲醇有_______种。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2) b SKIPIF 1 < 0
(3)Ⅰ c ＜ 2
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应③= SKIPIF 1 < 0 (反应②-①)，所以对应 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ，故答案为： SKIPIF 1 < 0 ； SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）根据图示信息可知，纵坐标表示-lg( SKIPIF 1 < 0 )，即与MO+的微粒分布系数成反比，与M+的微粒分布系数成正比。则同一时间内，b曲线生成M+的物质的量浓度比a曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，所以曲线b表示的是300 K条件下的反应；
根据上述分析结合图像可知， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 时-lg( SKIPIF 1 < 0 )=0.1，则 SKIPIF 1 < 0 =10-0.1，利用数学关系式可求出 SKIPIF 1 < 0 ，根据反应 SKIPIF 1 < 0 可知，生成的M+即为转化的 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 的转化率为 SKIPIF 1 < 0 ；故答案为：b； SKIPIF 1 < 0 ；
（3）(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤Ⅰ；
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知， SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应的能量变化应为图中曲线c；
(ⅲ) SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量 SKIPIF 1 < 0 ＜ SKIPIF 1 < 0 ；根据反应机理可知，若 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 反应，生成的氘代甲醇可能为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 共2种，故答案为：＜；2。
2．（2023·全国乙卷）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在 SKIPIF 1 < 0 气氛中， SKIPIF 1 < 0 的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知 SKIPIF 1 < 0 _______， SKIPIF 1 < 0 _______。
(2)已知下列热化学方程式：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。
(3)将 SKIPIF 1 < 0 置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： SKIPIF 1 < 0 (Ⅰ)。平衡时 SKIPIF 1 < 0 的关系如下图所示。 SKIPIF 1 < 0 时，该反应的平衡总压 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 、平衡常数 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。 SKIPIF 1 < 0 随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应 SKIPIF 1 < 0 (Ⅱ)，平衡时 SKIPIF 1 < 0 _______(用 SKIPIF 1 < 0 表示)。在 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 (列出计算式)。
【答案】(1) 4 1
(2)(a+c-2b)
(3) 3 SKIPIF 1 < 0 增大
(4) SKIPIF 1 < 0 46.26 SKIPIF 1 < 0
【详解】（1）由图中信息可知，当失重比为19.4%时， SKIPIF 1 < 0 转化为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，解之得 SKIPIF 1 < 0 =4；当失重比为38.8%时， SKIPIF 1 < 0 转化为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，解之得y=1。
（2）① SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
③ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
根据盖斯定律可知，①+③-② SKIPIF 1 < 0 2可得 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 (a+c-2b) SKIPIF 1 < 0 。
（3）将 SKIPIF 1 < 0 置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： SKIPIF 1 < 0 (Ⅰ)。由平衡时 SKIPIF 1 < 0 的关系图可知, SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，因此，该反应的平衡总压 SKIPIF 1 < 0 3 SKIPIF 1 < 0 、平衡常数 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。由图中信息可知， SKIPIF 1 < 0 随着温度升高而增大，因此， SKIPIF 1 < 0 随反应温度升高而增大。
（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应 SKIPIF 1 < 0 (Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，因此，平衡时 SKIPIF 1 < 0 。在 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，联立方程组消去 SKIPIF 1 < 0 ，可得 SKIPIF 1 < 0 ，代入相关数据可求出 SKIPIF 1 < 0 46.26 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
3．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
(1)根据图1数据计算反应 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。
(2)研究表明，合成氨反应在 SKIPIF 1 < 0 催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位， SKIPIF 1 < 0 表示被吸附于催化剂表面的 SKIPIF 1 < 0 )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为 SKIPIF 1 < 0 )使用前经 SKIPIF 1 < 0 还原，生成 SKIPIF 1 < 0 包裹的 SKIPIF 1 < 0 。已知 SKIPIF 1 < 0 属于立方晶系，晶胞参数 SKIPIF 1 < 0 ，密度为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 晶胞中含有 SKIPIF 1 < 0 的原子数为_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为 SKIPIF 1 < 0 )。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为 SKIPIF 1 < 0 ，另一种为 SKIPIF 1 < 0 。(物质i的摩尔分数： SKIPIF 1 < 0 )
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。
②进料组成中含有惰性气体 SKIPIF 1 < 0 的图是_______。
③图3中，当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 时，氮气的转化率 SKIPIF 1 < 0 _______。该温度时，反应 SKIPIF 1 < 0 的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 (化为最简式)。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) (ⅱ) 在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于 SKIPIF 1 < 0 的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)
(3) SKIPIF 1 < 0
(4) SKIPIF 1 < 0 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 图4 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【详解】（1）在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
（2）由图1中信息可知， SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 的键能为 SKIPIF 1 < 0 ； SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 ，则H-H键的键能为 SKIPIF 1 < 0 。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于 SKIPIF 1 < 0 的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)。
（3）已知 SKIPIF 1 < 0 属于立方晶系，晶胞参数 SKIPIF 1 < 0 ，密度为 SKIPIF 1 < 0 ，设其晶胞中含有 SKIPIF 1 < 0 的原子数为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 晶体密度 SKIPIF 1 < 0 ，解之得 SKIPIF 1 < 0 ，即 SKIPIF 1 < 0 晶胞中含有 SKIPIF 1 < 0 的原子数为 SKIPIF 1 < 0 。
（4）①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数 SKIPIF 1 < 0 ，因此，图中压强由小到大的顺序为 SKIPIF 1 < 0 ，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。
②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入情性气体 SKIPIF 1 < 0 ，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入情性气体 SKIPIF 1 < 0 不利于合成氨，进料组成中含有情性气体 SKIPIF 1 < 0 的图是图4。
③图3中，进料组成为 SKIPIF 1 < 0 两者物质的量之比为3:1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3ml和1ml，达到平衡时氮气的变化量为x ml，则有：
SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 ，解之得 SKIPIF 1 < 0 ，则氮气的转化率 SKIPIF 1 < 0 ，平衡时 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的物质的量分别为 SKIPIF 1 < 0 、2 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，其物质的量分数分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，则该温度下 SKIPIF 1 < 0 因此，该温度时，反应 SKIPIF 1 < 0 的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
4．（2023·山东卷）一定条件下，水气变换反应 SKIPIF 1 < 0 的中间产物是 SKIPIF 1 < 0 。为探究该反应过程，研究 SKIPIF 1 < 0 水溶液在密封石英管中的分子反应：
Ⅰ． SKIPIF 1 < 0
Ⅱ． SKIPIF 1 < 0
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中， SKIPIF 1 < 0 仅对反应Ⅰ有催加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：
(1)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，则该条件下水气变换反应的焓变 SKIPIF 1 < 0 _____(用含 SKIPIF 1 < 0 的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为： SKIPIF 1 < 0 ，k为反应速率常数。 SKIPIF 1 < 0 温度下， SKIPIF 1 < 0 电离平衡常数为 SKIPIF 1 < 0 ，当 SKIPIF 1 < 0 平衡浓度为 SKIPIF 1 < 0 时， SKIPIF 1 < 0 浓度为_____ SKIPIF 1 < 0 ，此时反应Ⅰ应速率 SKIPIF 1 < 0 _____ SKIPIF 1 < 0 (用含 SKIPIF 1 < 0 和k的代数式表示)。
(3) SKIPIF 1 < 0 温度下，在密封石英管内完全充满 SKIPIF 1 < 0 水溶液，使 SKIPIF 1 < 0 分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。 SKIPIF 1 < 0 时刻测得 SKIPIF 1 < 0 的浓度分别为 SKIPIF 1 < 0 ，反应Ⅱ达平衡时，测得 SKIPIF 1 < 0 的浓度为 SKIPIF 1 < 0 。体系达平衡后 SKIPIF 1 < 0 _____(用含y的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为_____。
相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有 SKIPIF 1 < 0 盐酸，则图示点 SKIPIF 1 < 0 中， SKIPIF 1 < 0 的浓度峰值点可能是_____(填标号)。与不同盐酸相比， SKIPIF 1 < 0 达浓度峰值时， SKIPIF 1 < 0 浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)， SKIPIF 1 < 0 的反应_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 － SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
(3) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 a 减小 不变
【详解】（1）根据盖斯定律，反应II-反应I＝水气变换反应，故水气变换反应的焓变 SKIPIF 1 < 0 ＝ SKIPIF 1 < 0 － SKIPIF 1 < 0 ；
（2）T1温度时，HCOOH建立电离平衡：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ，c(HCOO－)＝c(H＋)，故c(H＋)＝ SKIPIF 1 < 0 。
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
（3）t1时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I达平衡状态。此时
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
故t1时刻c(HCOOH)＝1.0－0.70－0.16＝0.14 ml·L－1，K(I)＝ SKIPIF 1 < 0 。t1时刻→反应II达平衡过程，
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
则c(H2)＝b＋0.16＝y，b＝(y－0.16)ml·L－1，c(HCOOH)＝0.14－a－b＝0.3－a－y，c(CO)＝a＋0.7，K(I)＝ SKIPIF 1 < 0 ，a＝ SKIPIF 1 < 0 。故 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ＝ SKIPIF 1 < 0 ，K(II)＝ SKIPIF 1 < 0 。
加入0.1 ml·L－1盐酸后，H＋对反应I起催化作用，加快反应I的反应速率，缩短到达平衡所需时间，故CO浓度峰值提前，由于时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH减小，体系中HCOOH浓度增大，导致CO浓度大于t1时刻的峰值，故c(CO)最有可能在a处达到峰值。此时c(CO2)会小于不含盐酸的浓度， SKIPIF 1 < 0 ＝K(I)，温度不变，平衡常数不变，则 SKIPIF 1 < 0 的值不变。
5．（2023·浙江卷）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应： SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
该反应分两步完成：
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
请回答：
(1) SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。
(2)恒定总压 SKIPIF 1 < 0 和水碳比[ SKIPIF 1 < 0 ]投料，在不同条件下达到平衡时 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 ___________。
②对比条件1，条件2中 SKIPIF 1 < 0 产率下降是因为发生了一个不涉及 SKIPIF 1 < 0 的副反应，写出该反应方程式____。
(3)下列说法正确的是______。
A．通入反应器的原料气中应避免混入 SKIPIF 1 < 0
B．恒定水碳比 SKIPIF 1 < 0 ，增加体系总压可提高 SKIPIF 1 < 0 的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止 SKIPIF 1 < 0 被进一步还原为 SKIPIF 1 < 0
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是______。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出 SKIPIF 1 < 0 平衡转化率随温度变化的曲线____。
(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________。
【答案】(1)6
(2) 2 CO+3H2⇌CH4+H2O
(3)AC
(4) AC
(5)温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小
【详解】（1）设方程式① SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
③ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
根据盖斯定律可知，③=①-②，则 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）①条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12ml和5ml，参加反应的一氧化碳为xml，根据已知信息可得以下三段式：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ，解得x=4；
则平衡常数 SKIPIF 1 < 0 ；
②根据表格中的数据可知，有甲烷生成，且该副反应没有二氧化碳参与，且氢气的产率降低，则该方程式为：CO+3H2⇌CH4+H2O；
（3）A．一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入 SKIPIF 1 < 0 ，A正确；
B．该反应前后气体计量系数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B错误；
C．通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁，水蒸气不能将铁的氧化物还原为单质铁，但过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C正确；
D．若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误；
故选AC；
（4）①A．按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，A正确；
B．喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致CO的转化率增大，与图中变化不符，B错误；
C．通过热交换器换热，可以降低温度，且不改变投料比，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，C正确；
故选AC；
②增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，则一氧化碳的的平衡转化率增大，会高于原平衡线，故图像为： ；
（5）反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小。
6．（2023·北京卷）尿素 SKIPIF 1 < 0 合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初，用氰酸银 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 在一定条件下反应制得 SKIPIF 1 < 0 ，实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是____________________。
(2)二十世纪初，工业上以 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ． SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 生成 SKIPIF 1 < 0 ；
ⅱ． SKIPIF 1 < 0 分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是__________(填序号)。
a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b．ⅰ放热反应，ⅱ为吸热反应
c． SKIPIF 1 < 0
(3)近年研究发现，电催化 SKIPIF 1 < 0 和含氮物质( SKIPIF 1 < 0 等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的 SKIPIF 1 < 0 溶液通 SKIPIF 1 < 0 至饱和，在电极上反应生成 SKIPIF 1 < 0 ，电解原理如图所示。
①电极 SKIPIF 1 < 0 是电解池的__________极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________。
(4)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知：溶液中 SKIPIF 1 < 0 不能直接用 SKIPIF 1 < 0 溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是__________。
②步骤ⅳ中标准 SKIPIF 1 < 0 溶液的浓度和消耗的体积分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，计算样品含氮量还需要的实验数据有__________。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)ab
(3) 阳 SKIPIF 1 < 0
(4) SKIPIF 1 < 0 样品的质量、步骤Ⅲ所加入 SKIPIF 1 < 0 溶液的体积和浓度
【详解】（1）根据原子守恒分析，二者反应生成尿素和氯化银，化学方程式是 SKIPIF 1 < 0 。答案为 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）a．反应ⅰ的活化能是 SKIPIF 1 < 0 ，反应ⅱ活化能是 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，a项正确；
b．从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b项正确；
c．总反应的： SKIPIF 1 < 0 ，c项错误；
故选ab。
（3）①电极b上发生 SKIPIF 1 < 0 失电子生成 SKIPIF 1 < 0 的氧化反应，是电解池的阳极。②a极硝酸根离子得电子转化为尿素，再结合酸性环境可分析出电极反应式为 SKIPIF 1 < 0 。答案为阳极； SKIPIF 1 < 0 ；
（4）①尿素消化分解生成 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，由于反应中存在浓 SKIPIF 1 < 0 ，则消化液中含氮粒子为 SKIPIF 1 < 0 。②除了已知数据外，还需要的是样品的质量、步骤ⅲ所加入 SKIPIF 1 < 0 溶液的体积和浓度。答案为 SKIPIF 1 < 0 ；样品的质量、步骤Ⅲ所加入H2SO4溶液的体积和浓度。
7．（2023·湖北卷）纳米碗 SKIPIF 1 < 0 是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下， SKIPIF 1 < 0 可以由 SKIPIF 1 < 0 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。 SKIPIF 1 < 0 的反应机理和能量变化如下：
回答下列问题：
(1)已知 SKIPIF 1 < 0 中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，H-H键能为 SKIPIF 1 < 0 。估算 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 。
(2)图示历程包含_______个基元反应，其中速率最慢的是第_______个。
(3) SKIPIF 1 < 0 纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
(4)1200K时，假定体系内只有反应 SKIPIF 1 < 0 发生，反应过程中压强恒定为 SKIPIF 1 < 0 (即 SKIPIF 1 < 0 的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(5) SKIPIF 1 < 0 及 SKIPIF 1 < 0 反应的 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下， SKIPIF 1 < 0 (R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成 SKIPIF 1 < 0 的反应速率的是_______(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
【答案】(1)128
(2) 3 3
(3) 6 10
(4) SKIPIF 1 < 0
(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同
(6)a
【详解】（1）由 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的结构式和反应历程可以看出， SKIPIF 1 < 0 中断裂了2根碳氢键， SKIPIF 1 < 0 形成了1根碳碳键，所以 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，故答案为：128；
（2）由反应历程可知，包含3个基元反应，分别为： SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,其中第三个的活化能最大，反应速率最慢，故答案为：3；3；
（3）由 SKIPIF 1 < 0 的结构分析，可知其中含有1个五元环，10个六元环，每脱两个氢形成一个五元环，则 SKIPIF 1 < 0 总共含有6个五元环，10个六元环，故答案为：6；10；
（4）1200K时，假定体系内只有反应 SKIPIF 1 < 0 发生，反应过程中压强恒定为 SKIPIF 1 < 0 (即 SKIPIF 1 < 0 的初始压强)，平衡转化率为α，设起始量为1ml，则根据信息列出三段式为：
SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，该反应的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，故答案为： SKIPIF 1 < 0 ；
（5） SKIPIF 1 < 0 及 SKIPIF 1 < 0 反应的 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据 SKIPIF 1 < 0 (R为理想气体常数，c为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同，故答案为：在反应过程中，断裂和形成的化学键相同；
（6）a．由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转化率反应速率也加快，a符合题意；
b．由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了平衡转化率，b不符合题意；
c．加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意；
故答案为：a。
8．（2023·湖南卷）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式：
① SKIPIF 1 < 0
② SKIPIF 1 < 0
③ SKIPIF 1 < 0
计算反应④ SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 ；
(2)在某温度、 SKIPIF 1 < 0 下，向反应器中充入 SKIPIF 1 < 0 气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______ SKIPIF 1 < 0 水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
(3)在 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 下，以水蒸气作稀释气。 SKIPIF 1 < 0 作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：
⑤ SKIPIF 1 < 0
⑥ SKIPIF 1 < 0
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S( SKIPIF 1 < 0 )随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是_______，理由是_______；
(4)关于本反应体系中催化剂 SKIPIF 1 < 0 的描述错误的是_______；
A．X射线衍射技术可测定 SKIPIF 1 < 0 晶体结构
B． SKIPIF 1 < 0 可改变乙苯平衡转化率
C． SKIPIF 1 < 0 降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．改变 SKIPIF 1 < 0 颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ．苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某 SKIPIF 1 < 0 (Ⅰ)的配合物促进 SKIPIF 1 < 0 (引发剂，X表示卤素)生成自由基 SKIPIF 1 < 0 ，实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂 SKIPIF 1 < 0 中活性最高的是_______；
(6)室温下，① SKIPIF 1 < 0 在配体L的水溶液中形成 SKIPIF 1 < 0 ，其反应平衡常数为K；② SKIPIF 1 < 0 在水中的溶度积常数为 SKIPIF 1 < 0 。由此可知， SKIPIF 1 < 0 在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
【答案】(1)+118
(2)5
(3) 苯 反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温恒压下，随乙苯转化率的增大，反应⑤正向移动，反应⑥不移动，则曲线b代表产物苯
(4)BD
(5)C6H5CH2Cl
(6)K∙Ksp
【详解】（1）根据盖斯定律，将①-②-③可得C6H5C2H5(g)⇌C6H5CH=CH2(g)+H2(g) ∆H4=-4386.9kJ/ml-(-4263.1kJ/ml)-(-241.8kJ/ml)=+118kJ/ml；答案为：+118；
（2）设充入H2O(g)物质的量为xml；在某温度、100kPa下，向反应器中充入1ml气态乙苯发生反应④。乙苯的平衡转化率为50%，可列三段式 SKIPIF 1 < 0 ，此时平衡时混合气体总物质的量为1.5ml，此时容器的体积为V；当乙苯的平衡转化率为75%，可列三段式 SKIPIF 1 < 0 ，此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为1.75ml，混合气的总物质的量为(1.75+x)ml，在恒温、恒压时，体积之比等于物质的量之比，此时容器的体积为 SKIPIF 1 < 0 ；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，解得x=5；答案为：5；
（3）曲线a芳香烃产物的选择性大于曲线b、c芳香烃产物的选择性，反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，则曲线a代表产物苯乙烯的选择性；反应④⑤的正反应为气体分子数增大的反应，反应⑥的正反应是气体分子数不变的反应；在913K、100kPa（即恒温恒压）下以水蒸气作稀释气，乙苯的转化率增大，即减小压强，反应④⑤都向正反应方向移动，反应⑥平衡不移动，故曲线b代表的产物是苯；答案为：苯；反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温恒压下，随乙苯转化率的增大，反应⑤正向移动，反应⑥不移动，则曲线b代表产物苯；
（4）A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，即用X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构，A项正确；
B．催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯的平衡转化率，B项错误；
C．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，故Fe2O3可降低乙苯脱氢反应的活化能，C项正确；
D．催化剂颗粒大小会影响接触面积，会影响反应速率，D项错误；
答案选BD。
（5）电负性Cl＞Br＞I，则极性C—Cl键＞C—Br键＞C—I键，则C6H5CH2Cl更易生成自由基，即活性最高的是C6H5CH2Cl；答案为：C6H5CH2Cl；
（6）Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+，则Cu++2L⇌[Cu(L)2]+的平衡常数K= SKIPIF 1 < 0 ；CuBr在水中的溶度积常数Ksp=c(Cu+)∙c(Br-)；CuBr在配体L的水溶液中溶解反应为CuBr+2L⇌[Cu(L)2]++Br-，该反应的平衡常数为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 =K∙Ksp；答案为：K∙Ksp。
9．（2023·辽宁卷）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、_______和_______(填化学式)。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为_______。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是_______(答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：
SO2(g)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 SO3(g) ΔH=-98.9kJ·ml-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是_______。
a．温度越高，反应速率越大
b．α=0.88的曲线代表平衡转化率
c．α越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同 SKIPIF 1 < 0 下的最大速率，选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是_______(填标号)。
(ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】(1) CuO SO3
(2)催化剂 反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高（答案合理即可）
(3) cd d SKIPIF 1 < 0
【详解】（1）根据图示的热重曲线所示，在700℃左右会出现两个吸热峰，说明此时CuSO4发生热分解反应，从TG图像可以看出，质量减少量为原CuSO4质量的一半，说明有固体CuO剩余，还有其他气体产出，此时气体产物为SO2、SO3、O2，可能出现的化学方程式为3CuSO4 SKIPIF 1 < 0 3CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑，结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定，该反应的产物为CuO、SO2、SO3、O2，故答案为CuO、SO3。
（2）(i)根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中线消耗再生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用；
(ii)近年来，铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高（答案合理即可）。
（3）(i)a．根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误；
b．从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%的时的反应速率图像并没有给出，无法判断α=0.88的条件下是平衡转化率，b错误；
c．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确；
d．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确；
故答案选cd；
(ii)为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好，产率最佳，故答案选d；
(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ；设SO2初始量为m ml，则平衡时n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe)，n(SO3)=m·αe，Kp= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，故答案为 SKIPIF 1 < 0 。
1．（2023·全国·模拟预测）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志，乙烯作为现代有机合成的重要原料，研究其合成方法受到科学家的青睐。回答下列问题：
(1)乙烷裂解法
298 K时，乙烷的裂解反应历程如图1，可能发生反应的平衡常数的对数值(lg K)与温度的倒数( SKIPIF 1 < 0 )的关系如图2。
①图1反应的决速步骤是___________(填“反应a”或“反应b”)，写出乙烷裂解制乙烯的热化学方程式___________。
②工业上一般选择温度在1000 K左右，可能的原因是___________。
(2) SKIPIF 1 < 0 催化加氢法
反应原理为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。向2 L的恒容密闭容器中加入1 ml SKIPIF 1 < 0 和3 ml SKIPIF 1 < 0 ，在催化剂作用下发生反应，测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图3所示。
①图中曲线代表乙烯的物质的量随温度的变化关系的是___________(填字母)。
②下列说法正确的是___________(填标号)。
A．使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，提高平衡产率
B．其他条件不变时，若扩大容器容积，则平衡逆向移动， SKIPIF 1 < 0 减小， SKIPIF 1 < 0 增大
C．若容器内混合气体的密度不再随时间改变时，说明反应已达到平衡状态
D．保持温度不变，再通入3 ml SKIPIF 1 < 0 ，达到平衡时的 SKIPIF 1 < 0 转化率增大，平衡常数K保持不变
③ SKIPIF 1 < 0 时，化学平衡常数K=___________， SKIPIF 1 < 0 的平衡转化率为___________%。
(3)柴油裂解法
实验测得柴油裂解得到乙烯和丙烯的收率与温度、柴油在裂解设备内的停留时间的关系如图4所示。工业上应选择的温度和停留时间分别为___________K和___________s。
【答案】(1)①反应a SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ②温度太低，乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小，反应速率太慢；反应温度太高，副反应增多，容易产生积碳
(2)①q ②D ③ SKIPIF 1 < 0 33.3
(3)1120 0.4
【解析】（1）①活化能越大，反应速率越小，故该反应的决速步骤是反应a；
由图可知，乙烷裂解制乙烯的反应是吸热反应，故该反应的热化学方程式为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ；
②工业上一般选择温度在1000 K左右，因为温度太低，乙烷裂解制乙烯反应的化学平衡常数K太小，反应速率太慢；反应温度太高，副反应增多，容易产生积碳；
（2）①题给反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则随温度升高，物质的量增大的曲线m、n代表反应物随温度的变化关系，随温度升高，物质的量减小的曲线p、q代表生成物随温度的变化关系，结合化学计量数关系可知，m代表 SKIPIF 1 < 0 的物质的量随温度的变化，n代表 SKIPIF 1 < 0 的物质的量随温度的变化，p代表 SKIPIF 1 < 0 的物质的量随温度的变化，q代表 SKIPIF 1 < 0 的物质的量随温度的变化；
②A．使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，但不能提高平衡产率，选项A错误；B．扩大容器容积相当于减小压强，则 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 均减小，选项B错误；C．容器体积不变，气体总质量不变，混合气体的密度一直不变，无法判断反应已达到平衡状态，选项C错误；D．再通入3 ml SKIPIF 1 < 0 ，平衡正向移动，达到平衡时的 SKIPIF 1 < 0 转化率增大，但平衡常数K只与温度有关，故K保持不变，选项D正确；答案选D；
③设 SKIPIF 1 < 0 反应达到平衡时生成x ml SKIPIF 1 < 0 ，根据反应方程式，列三段式：
SKIPIF 1 < 0
由图可知 SKIPIF 1 < 0 ，解得 SKIPIF 1 < 0 ，平衡时 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ；平衡时，氢气的转化率为 SKIPIF 1 < 0 ；
（3）由图像可知，停留时间在0.4 s时乙烯的收率最高，在1120 K附近，乙烯的收率比较高，且此温度下丙烯的收率比较低。
2．（2023·安徽蚌埠·统考三模）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)在298K、100kPa时，已知：
C(s，石墨) +O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·ml-1
H2(g) + SKIPIF 1 < 0 O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· ml-1
2C2H2(g) +5O2 (g)= 4CO2(g) +2H2O(1) ΔH3= -2599.0 kJ·ml-1
在298K时由C(s，石墨)和H2(g)反应生成1 ml C2H2(g) 的热化学方程式为___________________。
(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) CH4(g) +2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ· ml-1
副反应：CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·ml -1
工业合成甲烷通常控制温度为500°C左右，其主要原因为_____________________________。
(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) 2N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) ΔH <0。
当 SKIPIF 1 < 0 =1时，NO的平衡转化率~ SKIPIF 1 < 0 ；T2时NO平衡转化率~ SKIPIF 1 < 0 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． SKIPIF 1 < 0 不再变化
②表示T2时NO平衡转化率~ SKIPIF 1 < 0 的关系是___________(填“I”或“II”)，T1_________________T2(填“>”或“<”)。
③在 SKIPIF 1 < 0 =1、T2时，CH4的平衡分压为____ 。已知：该反应的标准平衡常数 SKIPIF 1 < 0 ，其中 SKIPIF 1 < 0 =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 SKIPIF 1 < 0 =_________________。(分压=总压 ×物质的量分数。计算结果用分数表示)。
【答案】(1)2C(s，石墨) + H2(g)=C2H2(g) ΔH= +226.7kJ·ml-1
(2)温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成
(3)①C ②II > ③45 kPa SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）设①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g) △H1=－393.5kJ·ml－1；
②H2(g) + SKIPIF 1 < 0 O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· ml-1；
③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=－2599kJ·ml－1；
利用盖斯定律将①×2+②-③× SKIPIF 1 < 0 可得：
2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=（-393.5kJ/ml）×2+ SKIPIF 1 < 0 ×（-571.6kJ/ml）- SKIPIF 1 < 0 ×（-2599 kJ/ml）=+226.7kJ/ml；
（2）加氢合成甲烷时，温度低于500℃时，反应速率低，温度高于500℃，对于副反应CO2(g) +H2(g) SKIPIF 1 < 0 CO(g)+H2O(g)，正反应吸热，平衡向生成CO的方向移动程度增大，都不利于甲烷的生成，故答案为：温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成；
（3）①A．该反应前后气体计量系数不变，故气体体积也始终不变，则气体总体积保持不变不能证明反应达到平衡，A错误；B．由选项A可知，该反应前后气体计量系数不变，且所有的反应物和产物都是气体，则该反应体系的密度始终不变，则混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能证明反应达到平衡，B错误；C．随着反应的进行一氧化氮在减少，氮气在增大，则 SKIPIF 1 < 0 一直在变化，故 SKIPIF 1 < 0 不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；故选C；
②由反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知，随着 SKIPIF 1 < 0 的增大，即增大NO的投入量，平衡正向移动，CH4的转化率增大而NO的转化率却减小，由图3所示信息可知，曲线II表示T3K下NO平衡转化率～ SKIPIF 1 < 0 的关系，由题干反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H<0可知，升高温度平衡逆向移动，则NO的转化率减小，由图中曲线I表示 SKIPIF 1 < 0 =1时NO平衡转化率～ SKIPIF 1 < 0 关系图，从图中所示信息可知，T越大，则 SKIPIF 1 < 0 越小，NO的转化率越小，故Tl＞T2，故答案为：II；＞；
由题干图示信息可知，在 SKIPIF 1 < 0 =1、T2K下，NO的转化率为40%，根据三段式分析可知， SKIPIF 1 < 0 ，则该反应平衡时CH4的体积分数为 SKIPIF 1 < 0 =10%，则此时CH4的平衡分压分别为：p(CH4)= SKIPIF 1 < 0 =45kPa，p(NO)= SKIPIF 1 < 0 =30kPa，p(CO2)= SKIPIF 1 < 0 =5kPa，p(N2)= SKIPIF 1 < 0 =10kPa，p(H2O)= SKIPIF 1 < 0 =10kPa，故该反应的标准平衡常数 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，故答案为：45kPa； SKIPIF 1 < 0 。
3．（2023·河南·校联考三模）丙烯是合成有机物的基本原料之一，工业上可以通过石油裂化和裂解获得。
(1)用于合成异丙醇。
已知：①2CH3CH(OH)CH3(g)+9O2(g) SKIPIF 1 < 0 6CO2(g)+8H2O(g) ΔH1=—akJ·ml-1
②2CH3CH=CH2(g)+9O2(g) SKIPIF 1 < 0 6CO2(g)+6H2O(g) ΔH2=—bkJ·ml-1(a>b)
若CH3CH=CH2(g)+H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CH3CH(OH)CH3(g) ΔH，该反应逆反应的活化能为ckJ·ml-1，则正反应的活化能为___________kJ·ml-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 C3H6(g)+H2O(g)ΔH<0。一定条件下，恒压密闭容器中C3H8与O2起始物质的量比分别为2：1、1：1、1：2、1：3，平衡时C3H8的体积分数[φ(C3H8)]随温度、 SKIPIF 1 < 0 的变化关系如图所示。
①表示 SKIPIF 1 < 0 =1：2的曲线是___________(填“I”“II”“III”或“IV”)。
②T3___________T4(填“>”或“<”)，原因是___________。
③M点时，O2的转化率是___________(保留三位有效数字)。
(3)在HZSM-5催化下用甲醇可制取丙烯，反应为3CH3OH(g) SKIPIF 1 < 0 C3H6(g)+3H2O(g) ΔH，一定温度下，向2L恒容密闭容器中通入3mlCH3OH(g)，平衡时，n(C3H6)=0.6ml，下列说法正确的是___________(填字母)。
A．HZSM-5能提高该反应的平衡转化率
B．达到平衡时，再向容器中通入1.5mlCH3OH(g)，重新达到平衡时C3H6的浓度增大
C．达到平衡后，再通入物质的量均为0.6ml的CH3OH(g)、C3H6(g)、H2O(g)，此时平衡逆向移动
D．若起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3mlCH3OH(g)，平衡时，n(H2O)=1.6ml，则ΔH<0
(4)工业上用“丙烯氨氧化法”制备丙烯腈(CH2=CHCN)包括如下反应：
I．C3H6(g)+NH3(g)+ SKIPIF 1 < 0 O2(g) SKIPIF 1 < 0 CH2=CHCN(g)+3H2O(g)
II．C3H6(g)+O2(g) SKIPIF 1 < 0 CH2=CHCHO(g)+H2O(g)(副反应)
向T°C、压强为28MPa的恒压密闭容器中通入1ml丙烯、1ml氨气和4.8ml氧气发生反应I、II，容器内H2O(g)、CH2=CHCN(g)、C3H6(g)的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图所示：
①图中表示CH2=CHCN(g)的曲线是___________(填“a”“b”或“c”)。
②平衡时，CH2=CHCHO(g)的分压p(CH2=CHCHO)=___________MPa。
③反应II的压强平衡常数Kp=___________(Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)( SKIPIF 1 < 0 )
(2)①I ②< 该反应是放热反应，C3H8与O2起始物质的量比相同时，升高温度，平衡逆向移动，C3H8体积分数增大，故横坐标向左是升高温度，所以T3
(4)①a ②0.8 ③0.175
【解析】（1）由盖斯定律可知，反应 SKIPIF 1 < 0 得到反应CH3CH=CH2(g)+H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CH3CH(OH)CH3(g)，则反应ΔH= SKIPIF 1 < 0 kJ/ml，所以正反应的活化能为( SKIPIF 1 < 0 )kJ/ml，故答案为： SKIPIF 1 < 0 ；
（2）① SKIPIF 1 < 0 减小相当于增大氧气的浓度，平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，体积分数减小，则表示 SKIPIF 1 < 0 =1：2的曲线是II，故答案为：II；
②该反应为放热反应， SKIPIF 1 < 0 一定时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，丙烷的体积分数增大，则由图可知，横坐标向左是升高温度，反应温度T3小于T4，故答案为：<；该反应是放热反应，C3H8与O2起始物质的量比相同时，升高温度，平衡逆向移动，C3H8体积分数增大，故横坐标向左是升高温度，所以T3
SKIPIF 1 < 0
由丙烷的体积分数可得： SKIPIF 1 < 0 ×100%=20%，解得a= SKIPIF 1 < 0 ，则氧气的转化率为 SKIPIF 1 < 0 ×100%≈27.3%，故答案为：27.3%；
（3）由题意可知，平衡时，丙烯的物质的量为0.6ml，由方程式可知，丙醇、水蒸气的物质的量分别为3ml—0.6ml×3=1.2ml、0.6ml×3=1.8ml，则反应的平衡常数K= SKIPIF 1 < 0 =1.1025；
A．催化剂HZSM-5能加快反应速率，但化学平衡不移动，反应的平衡转化率不变，故错误；B．达到平衡时，向恒容密闭容器中通入1.5ml丙醇相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，平衡向逆反应方向移动，则重新达到平衡时丙烯的浓度增大，故正确；C．达到平衡后，再通入物质的量均为0.6ml的丙醇、丙烯、水蒸气，反应的浓度熵Qc= SKIPIF 1 < 0 ≈1.42＞K，则平衡向逆反应方向移动，故正确；D．若起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3ml丙醇，平衡时水蒸气的物质的量为1.6ml说明平衡向逆反应方向移动，若该反应为放热反应，反应放出的热量使反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，若该反应为吸热反应，反应吸收热量使反应温度降低，平衡向逆反应方向移动，则起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3ml丙醇，平衡时水蒸气的物质的量为1.6ml不能确定该反应是放热反应还是吸热反应，故错误；故选BC；
（4）由方程式可知，三种物质中，丙烯是反应物、CH2=CHCN(g)和水蒸气是生成物，所以图中表示丙烯的曲线是b，CH2=CHCN(g)的物质的量小于水蒸气，则图中表示CH2=CHCN(g)、水蒸气的曲线分别是a、c，设平衡时生成CH2=CHCN(g)、CH2=CHCHO(g)的物质的量分别为aml、bml，由题给数据可建立如下三段式：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由图可知，水蒸气的物质的量为1.4ml，丙烯和CH2=CHCN(g)的物质的量相等，则由题意可得：①3a+b=1.4，②1—a—b=a，解得a=0.4、b=0.2，总物质的量为7ml；
①由分析可知，图中表示CH2=CHCN(g)的曲线是b，故答案为：b；
②由三段式数据可知，平衡时，丙烯醛的分压p(CH2=CHCHO)= SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=0.8MPa，故答案为：0.8；
③由三段式数据可知，平衡时，丙烯、氧气、丙烯醛、水蒸气的平衡分压分别为 SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=1.6MPa、 SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=16MPa、 SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=0.8MPa、 SKIPIF 1 < 0 ×28MPa=5.6MPa，反应II的压强平衡常数Kp= SKIPIF 1 < 0 =0.175，故答案为：0.175。
4．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模）全球大气CO2浓度升高对人类生产生活产生了影响，研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义，碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题：
(1)已知25℃时，大气中的CO2溶于水存在以下过程：
①CO2(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l) SKIPIF 1 < 0 H+(aq)+ SKIPIF 1 < 0 (aq) K
溶液中CO2的浓度与其在大气中的分压(分压=总压×物质的量分数)成正比，比例系数为yml•L-1•kPa-1。当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+的浓度为_____ml•L-1(忽略 SKIPIF 1 < 0 和水的电离)。
(2)已知CH4的生成焓(由稳定单质生成该物质)为△H=-71.7kJ•ml-1
反应I：C(s)+H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ•ml-1 K1
反应II：C(s)+2H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ•ml-1 K2
反应III：CO(g)+H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+H2(g) △H3=-41.0kJ•ml-1 K3
①写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：_____。
②研究表明，反应III的速率方程为v=k[x(CO)x(H2O)- SKIPIF 1 < 0 ]，x表示相应气体的物质的量分数，Kp为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算)，k为反应的速率常数。在气体物质的量分数和催化剂一定的情况下，反应速率随温度的变化如图所示，根据速率方程分析T＞Tm时，v逐渐下降的原因是_____。
(3)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，其反应原理为：2CO2(g)+6H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H。
①通过表格中的数值可以推断：该反应在______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②CO2的平衡转化率与氢碳比m[m= SKIPIF 1 < 0 ]及压强、温度的关系分别如图a和图b所示。
图a中氢碳比m从大到小的顺序为______。
图b中压强从大到小的顺序为_____，判断依据为______。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)①CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ•ml-1 ②升高温度，k增大使v提高，Kp减小使v时，T＞Tm时，Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高
(3)①低温 ②m1＞m2＞m3 ③p1＞p2＞p3 其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，因此p1＞p2＞p3
【解析】（1）大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中二氧化碳的浓度为 SKIPIF 1 < 0 ，根据反应②，其平衡常数 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ，因 SKIPIF 1 < 0 ，故 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）①已知CH4的生成焓(由稳定单质生成该物质)为△H=-71.7kJ•ml-1，可得到反应ⅣC(s)+2H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g) △H4=-71.7kJ•ml-1；
反应II：C(s)+2H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ•ml-1
根据盖斯定律，由Ⅳ-II得CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式为：CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ•ml-1，答案为CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) △H=-162kJ•ml-1；
②k随着温度的升高而增大，Kp随温度的升高而减小。T< Tm时，升高温度，k增大使v提高，Kp减小使v降低。T>Tm时，Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高；
（3）①温度升高平衡常数K减小，则为放热反应，△H<0，该反应是气体体积缩小的反应，则△S<0，△H-T△S<0，反应才能自发进行，则△H<0，其正反应在低温下能自发进行；
②图a可以理解为CO2物质的量不变，H2量不断增加，平衡正向移动，CO2转化率不断增大，因此氢碳比从大到小的顺序为m1＞m2＞m3；
③该反应是气体体积减小的反应，由图b可知，同一温度条件下，从下往上看，转化率增大，说明平衡正向移动，向体积减小方向移动即加压，压强从大到小的顺序为p1＞p2＞p3，答案为：其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，因此p1＞p2＞p3。
5．（2023·浙江温州·统考二模）甲醇和二甲醚是可再生能源，具有广泛的发展前景。相关的主要反应有：
制备合成气：I. SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
制备甲醇和二甲醚：Ⅱ. SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
Ⅲ. SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
请回答：
(1)有利于制备合成气(反应I)的条件是___________。
A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压
(2)一定条件下，相关物质的相对能量与反应过程如下图：
① SKIPIF 1 < 0 ___________ SKIPIF 1 < 0 。
②在某温度下，在体积为1L的恒容容器中，投料为1mlCO和2mlH2，仅发生反应Ⅱ和Ⅲ SKIPIF 1 < 0 ，在 SKIPIF 1 < 0 时达到平衡状态，请画出 SKIPIF 1 < 0 之间 SKIPIF 1 < 0 的变化趋势___________。
(3)甲醇生成二甲醚的转化率 SKIPIF 1 < 0 可以根据冷凝液中的 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的相对百分含量来计算(忽略副反应和各物质的挥发)。冷凝液中 SKIPIF 1 < 0 的质量分数为 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 的质量分数为 SKIPIF 1 < 0 ，则甲醇的转化率 SKIPIF 1 < 0 ___________。(用含 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的式子表示)
(4)制备合成气(反应I)时，还存在反应 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ，该过程可用于热化学能的储存。已知：储能效率 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 是通过化学反应吸收的热量， SKIPIF 1 < 0 是设备的加热功率)。反应物气体流速、 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 转化率 SKIPIF 1 < 0 、储能效率( SKIPIF 1 < 0 )的影响，部分数据如下表：
①下列说法不正确的是___________。
A．反应I可以储能的原因是该反应是吸热反应，将热量储存在高热值物质CO、H2中
B．其他条件不变，反应物气体流速越小，CH4转化率越大，有利于热化学能储存
C．其他条件不变， SKIPIF 1 < 0 越小，CH4转化率越大
D．反应物气体流速越大，CH4转化率越低的可能原因是反应物与催化剂未充分接触
②在实验2和3中，经过相同的时间，混合气中CO2占比越低，储能效率越高，说明其可能的原因___________。(该条件下设备的加热功率视为不变)
【答案】(1)C
(2)205.4
(3) SKIPIF 1 < 0
(4)①B ②反应物气体流量一定的情况下，经过相同的时间，实验2种CH4转化的物质的量相对较多，因此吸收的能量较多
【解析】（1）该反应为吸热且气体分子数增加的反应，升温或减小压强均能使平衡正向移动，故选C；
（2）E1为2mlCO和4mlH2的总能量，E3为1mlCH3OCH3和1mlH2O的总E1-E3为能量。由反应2×Ⅱ+Ⅲ得到： 2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-181.4 kJ⋅mL-1+(−24.0kJ⋅mL-1)=-205.4 kJ⋅mL-1=E生成物-E反应物=E3-E1，E1-E3=205.4 kJ⋅mL-1。由于K2>K3，CH3OH的变化由反应Ⅱ决定，CH3OH在反应Ⅱ中作为产物浓度不断增加，而t1-t2达平衡浓度不发生改变， SKIPIF 1 < 0 之间 SKIPIF 1 < 0 的变化趋势为：；
（3）设冷凝液总质量为mg，水的物质的量为： SKIPIF 1 < 0 ，甲醇的物质的量为： SKIPIF 1 < 0 ，根据反应2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)可知，生成 SKIPIF 1 < 0 水，需要消耗甲醇的物质的量为：2× SKIPIF 1 < 0 ，甲醇的转化率为： SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ；
（4）A．反应吸热反应，即产物CO+H2的总能量高于CO2+CH4，反应体系储能是由于高能的CO和H2，A项正确；B．由表格知气流速度快比值为1:1储能效率最高，而1、2实验对比，CH4的转化率高储能效率低，B项错误；C．由实验2、3对比，实验3的转化率高，即比值小转化率高(相当于增加CO2平衡正向，CH4的转化率增大)，C项正确；D．气流太快，CH4未及时参与反应，没法与催化剂充分接触，D项正确；故选B。
对比实验2、3发现，混合气中CO2占比越低，储能效率越高，原因可能是气体流量一定的情况下，实验2中CH4转化的物质的量相对较多，因此反应得到的热量较多。
6．（2023·湖南岳阳·统考二模）合成氨反应 SKIPIF 1 < 0 是目前最有效的工业固氮方法，解决数亿人口生存问题。
(1)反应历程中各步势能变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
该历程中反应速率最慢的步骤的方程式为_______
(2)在 SKIPIF 1 < 0 、压强为0.9MPa条件下，向一恒压密闭容器中通入 SKIPIF 1 < 0 的混合气体，体系中各气体的含量与时间变化关系如图所示：
①以下叙述不能说明该条件下反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a．氨气的体积分数保持不变
b．容器中 SKIPIF 1 < 0 保持不变
c．气体平均相对分子质量保持不变
d．气体密度保持不变
e． SKIPIF 1 < 0
②反应20min时达到平衡，则0～20min内 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 ，该反应的 SKIPIF 1 < 0 _______ SKIPIF 1 < 0 (保留小数点后两位)。( SKIPIF 1 < 0 为以分压表示的平衡常数)
③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时 SKIPIF 1 < 0 的含量符合图中_______点(填“d”“e”“f”或“g”)。
(3)氨化脱硝过程发生反应 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ，分析420℃的脱硝效率低于390℃的脱硝效率可能的原因_______
(4)25℃用甲酸吸收氨气可得到 SKIPIF 1 < 0 溶液。已知：25℃时甲酸的 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 。则反应 SKIPIF 1 < 0 的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 _______。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2)①b e ②0.00375 SKIPIF 1 < 0 ③g
(3)420℃催化剂活性差，催化效率低，反应速率较慢，脱硝效率降低
(4) SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）能垒越大，反应速率越慢。反应历程中反应速率最慢的步骤是势能最大的步骤，即N*+3H*=NH*+2H* 或N*+H*=NH*。
（2）①a．反应从氮气和氢气开始，随着反应进行，氨气的体积分数不断增大，当氨气的体积分数不变时，反应达到了平衡状态，故a不选；b．起始投入的氢气和氮气的物质的量之比为3：1，消耗的氢气和氮气的物质的量之比也为3：1，所以容器中氢气和氮气的物质的量之比一直保持不变，所以当 SKIPIF 1 < 0 保持不变时，不能说明反应达到了平衡状态，故b选；c．气体平均相对分子质量等于气体总质量除以气体总物质的量，混合气体总质量是不变的，但气体总物质的量是变化的，未平衡前，气体的平均相对分子质量是变量，当气体平均相对分子质量保持不变时，反应达到了平衡状态，故c不选；d．气体密度等于气体总质量除以容器的体积，气体总质量是不变的，由于气体物质的量是变量，所以容器体积在未平衡前是变化的，当气体密度保持不变时，反应达到了平衡状态，故d不选；e．3v(H2)=v(N2)不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应是否达到了平衡状态，故e选；故选be。
②由于起始时 SKIPIF 1 < 0 ，所以起始时氢气的分压是氮气的3倍，则起始时氢气的分压为0.9MPa× SKIPIF 1 < 0 ，根据图像可知，反应20min达到平衡时氢气的分压为0.9MPa× SKIPIF 1 < 0 ，所以用氢气表示的速率为 SKIPIF 1 < 0 =0.00375 SKIPIF 1 < 0 ；根据图像，平衡时氮气、氢气、氨气的分压之比为2：6：1，氨气的分压为0.9MPa× SKIPIF 1 < 0 =0.1MPa，所以氮气和氢气的分压分别为0.2MPa和0.6MPa，则该反应的 SKIPIF 1 < 0 。
③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，相当于在恒压达到平衡后扩大容器体积，则平衡向逆向移动，所以氢气的体积分数会增大，由于扩大了容器体积，各物质浓度降低，所以反应速率减慢，达到平衡所需时间变长，所以达到平衡时 H2的含量符合g点。
（3）该反应使用了催化剂，催化剂有其活性温度，温度过高，可能会导致催化剂失活。420℃催化剂活性差，催化效率低，反应速率较慢，脱硝效率降低。
（4）反应 SKIPIF 1 < 0 的平衡常数 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 。
7．（2023·河南新乡·统考二模）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：CO(g)+3H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+H2O(g) ΔH1=- 206.2kJ·ml-1
反应Ⅱ：CO(g)+ H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+H2(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) ΔH3=-165 kJ ·ml-1
积碳反应(CO的歧化反应和CH4的裂解反应是催化剂积碳的主要成因)：2CO(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g) +C(s)(反应Ⅳ)：CH4(g) SKIPIF 1 < 0 C(s) +2H2(g)(反应Ⅴ)。
回答下列问题：
(1)ΔH2=_______kJ ·ml-1。
(2)在360°C时，在固定容积的容器中进行上述反应(不考虑积碳反应)，平衡时CO和H2的转化率及CH4和CO2的产率随 SKIPIF 1 < 0 变化的情况如图1所示。
①图中表示CO转化率、CH4产率变化的曲线分别是_______、_______ (填标号)，A、C两点 SKIPIF 1 < 0 的值相同，C点通过改变温度达到A点，则A、B、C三点温度由大到小的顺序是_______。
②按 SKIPIF 1 < 0 =3： 1向恒容容器内投料，初始压强为p0，若仅发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，达到平衡时总压为 SKIPIF 1 < 0 ，CO的平衡转化率为a，则CH4的选择性=_______%，[CH4的选择性= SKIPIF 1 < 0 ]反应Ⅰ的Kp=_______ (用分压表示，分压=总压 ×物质的量分数)。
(3)已知各反应的平衡常数随温度的变化曲线如图2所示，相同时间内甲烷产率随温度升高的变化曲线如图3。
由图2可知，CO的歧化反应属于_______ (填“吸热”或“ 放热”)反应，相同时间内CH4的产率在温度高于330°C时降低的可能原因之一是催化剂活性降低，高温导致催化剂活性降低的原因是_______。
【答案】(1)-41.2
(2)①b c B=C>A ② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
(3)放热 高温时，积碳反应主要发生CH4裂解，导致催化剂积碳，活性降低
【解析】（1）反应Ⅰ：CO(g)+3H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+H2O(g) ΔH1=- 206.2kJ·ml-1
反应Ⅱ：CO(g)+ H2O(g) SKIPIF 1 < 0 CO2(g)+H2(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)+4H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH4(g)+2H2O(g) ΔH3=-165 kJ ·ml-1
根据盖斯定律，反应Ⅱ=反应Ⅰ-反应Ⅲ，ΔH2=ΔH1-ΔH3= - 206.2kJ·ml-1-（-165 kJ ·ml-1）=-41.2 kJ ·ml-1；
（2）①结合反应， SKIPIF 1 < 0 越大，CO转化率越大，直到接近100%，故b表示CO转化率；随着 SKIPIF 1 < 0 的增大，CO接近完全转化，CH4产率逐渐增大，直到接近100%，故c表示CH4产率变化的曲线；b表示CO转化率，B、C均在曲线b上，温度B=C，结合反应Ⅰ、Ⅱ，两反应均为放热反应，则温度越低CO转化率越高，A点转化率高于c，故温度B=C>A；
②设n（CO）=n，则n（H2）=3n，列出反应Ⅰ三段式：
SKIPIF 1 < 0
反应Ⅱ前后气体体积不变，反应Ⅰ前后总物质的量减少2x，根据初始压强为p0，达到平衡时总压为 SKIPIF 1 < 0 ，则 SKIPIF 1 < 0 ，解得x=0.5n；
CO的平衡转化率为a，列出反应Ⅱ三段式为：
SKIPIF 1 < 0
则CH4的选择性= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 %；平衡时，CO的分压为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 、H2分压为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 、CH4的分压为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 、H2O分压为 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ，Ⅰ的Kp= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 。
（3）甲烷的产率随着温度升高逐渐增大，达到平衡后升高温度，甲烷的产率逐渐减小，说明反应逆向进行，则CO的歧化反应属于放热反应，相同时间内CH4的产率在温度高于330°C时降低的可能原因之一是催化剂活性降低，高温导致催化剂活性降低的原因是高温时，积碳反应主要发生CH4裂解，导致催化剂积碳，活性降低。
8．（2023·四川自贡·统考二模）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中CO2转换为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g) SKIPIF 1 < 0 CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ/ml
反应II：CO2(g)+H2(g) SKIPIF 1 < 0 CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
请回答下列问题：
(1)若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为___________。
(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1(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：OH*+ SKIPIF 1 < 0 H2(g)=___________；以TS3为过渡态的反应，其正反应活化能为___________eV。
(3)在恒温恒压下，CO2和H2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：
②CH3OH的选择性= SKIPIF 1 < 0
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．v正(CO2)=3v逆(H2) 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___________；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是：___________。
③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1ml，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)=___________ml/s；反应II的化学平衡常数Kp(II)=___________(用最简的分数表示)；
(4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示。请写出Cu电极上的电极反应式：___________。
【答案】(1)H2O(g) SKIPIF 1 < 0 H2O(l)的ΔH
(2)H2O* 1.40
(3)①BD ②反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动 在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动 ③0.02 SKIPIF 1 < 0
(4) SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 ml物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热量；反应II中生成H2O(g)，若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为H2O(g) SKIPIF 1 < 0 H2O(l)的ΔH；
（2）由图可知，该反应机理中：OH*+ SKIPIF 1 < 0 H2(g)= H2 O*；过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，TS3为过渡态的反应，其正反应活化能为0.40ev-(-1.00ev)=1.40ev；
（3）①A．在恒温恒压下进行反应，压强为常量，A不符合题意；B．在恒温恒压下进行反应，容器体积为变量，气体总质量始终不变，则混合气体的密度为变量，其不变说明反应已达平衡，B符合题意；C．v正(CO2)=3v逆(H2)，此时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡，C不符合题意；D．各物质浓度比不再改变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，D符合题意；故选BD；
②反应I为放热反应、反应II为吸热反应，升高温度，反应I逆向移动、反应II正向移动，导致甲醇的选择性随温度升高而降低；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，故导致在反应器(B)中，能分离出部分水蒸气，导致反应正向移动，使得CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)；
③在恒温恒压下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)反应，若反应器(A)中初始时n(CO2)=1ml，则氢气投料3ml；CO2平衡转化率为25%，则反应二氧化碳0.25ml，甲醇的选择性80%，则生成甲醇0.25ml×80%=0.2ml，则：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
反应I从开始到平衡态的平均反应速率 SKIPIF 1 < 0 ；
平衡时总的物质的量为3.6ml，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量分别为0.75ml、2.35ml、0.05ml、0.25ml，则二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分压分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，反应II为等气体分子数的反应，则化学平衡常数Kp(II)= SKIPIF 1 < 0 ；
（4）由图可知，铜极为阴极，二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲醇，反应为 SKIPIF 1 < 0 。
9．（2023·江苏·统考二模）苯乙烯是合成橡胶和塑料的重要原料，可由乙苯为原料制得。
(1)利用“乙苯脱氢反应”可制备苯乙烯。
C6H5C2H5(g) SKIPIF 1 < 0 C6H5CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=akJ•ml-1
保持气体总压不变，原料气按以下A、B、C三种投料方式进行：
A．乙苯
B．n(乙苯)：n(N2)=1：10
C．n(乙苯)：n(CO2)=1：10
三种投料分别达到平衡时，乙苯转化为苯乙烯的转化率[ SKIPIF 1 < 0 ×100%]与温度的关系如图1所示。
①α_____0(填“＞”、“＜”或“不能确定”)。
②相同温度下，投料方式B乙苯的平衡转化率比投料方式A的高，其原因是_____。
③相同温度下，投料方式C乙苯的平衡转化率比投料方式B的高，其可能原因是_____。
④工业上利用“乙苯脱氢反应”生产苯乙烯时，会产生少量积碳。使用相同条件下的水蒸气代替N2，可较长时间内保持催化剂的催化活性，其原因是_____。
(2)CO2用于制备苯乙烯有助于实现“碳中和”。
①在催化剂X作用下，CO2参与反应的机理如图2所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，其中A位点带部分正电荷，B1、B2位点带部分负电荷)。根据元素电负性的变化规律，图2所示的反应机理中步骤I和步骤II可描述为_____。
②保持混合气体总压(p)等其他条件不变，CO2的分压[p(CO2)= SKIPIF 1 < 0 ×p]与乙苯转化率的关系如图3所示。p(CO2)＞14kPa时，乙苯转化率下降的原因是_____。
【答案】(1)①＞②加入一定量N2使“乙苯脱氢反应”的Qc＜Kc(或Qp＜Kp)，反应平衡时正向进行程度更大 CO2与C6H5C2H5反应生成C6H5CH=CH2；③CO2与H2反应[H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)]使H2浓度减小，“乙苯脱氢反应”平衡时正向进行程度更大④水蒸气与积碳发生反应H2O(g)+C(s)=CO(g)+H2(g)，可消除催化剂表面的积碳
(2)①乙苯α－H带部分正电荷，被带部分负电荷的B1位点吸引，随后解离出H+并吸附在B1位点上；(B1位点上的)H+与B2位点上CO2中带部分负电荷的O作用生成，带部分正电荷的C吸附在带部分负电荷的B2位点上 ②过多的CO2占据了带部分负电荷的B1位点，使得乙苯α－H的脱除速率降低，乙苯转化率下降
【解析】（1）①根据图像可知转化率是大于0的，故α＞0。
②相同温度下，投料方式B乙苯的平衡转化率比投料方式A的高，其原因是加入一定量N2使“乙苯脱氢反应”的Qc＜Kc(或Qp＜Kp)，反应平衡时正向进行程度更大。
③相同温度下，投料方式C乙苯的平衡转化率比投料方式B的高，其可能原因是CO2与C6H5C2H5反应生成C6H5CH=CH2；CO2与H2反应[H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)]使H2浓度减小，“乙苯脱氢反应”平衡时正向进行程度更大。
④工业上利用“乙苯脱氢反应”生产苯乙烯时，会产生少量积碳。使用相同条件下的水蒸气代替N2，可较长时间内保持催化剂的催化活性，其原因是水蒸气与积碳发生反应H2O(g)+C(s)=CO(g)+H2(g)，可消除催化剂表面的积碳。
（2）①图2所示的反应机理中步骤I和步骤II可描述为乙苯α－H带部分正电荷，被带部分负电荷的B1位点吸引，随后解离出H+并吸附在B1位点上；(B1位点上的)H+与B2位点上CO2中带部分负电荷的O作用生成，带部分正电荷的C吸附在带部分负电荷的B2位点上。
②CO2的分压[p(CO2)= SKIPIF 1 < 0 ×p]与乙苯转化率的关系如图3所示，p(CO2)＞14kPa时，乙苯转化率下降的原因是过多的CO2占据了带部分负电荷的B1位点，使得乙苯α－H的脱除速率降低，乙苯转化率下降。
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
温度/K
400
500
平衡常数K
9
5.3
序号
加热温度/℃
反应物气体流速/ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
1
800
4
1：1
79.6
52.2
2
800
6
1：1
64.2
61.9
3
800
6
1：2
81.1
41.6
1.8MPa260°C
CO2平衡转化率
甲醇的选择性
达到平衡时间(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
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