高考化學(xué)反應(yīng)原理運(yùn)用綜合題

高考化學(xué)反應(yīng)原理運(yùn)用綜合題浙江省選考第19題為化學(xué)反應(yīng)原理綜合題，主要考查熱化學(xué)、電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡、電解質(zhì)溶液等主干理論知識(shí)，主要命題點(diǎn)有蓋斯定律的應(yīng)用，反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的分析，化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式書寫與計(jì)算，反應(yīng)條件的分析選擇、生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用等，試題常以填空、讀圖、作圖、計(jì)算等形式呈現(xiàn)。試題一般以與生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系的物質(zhì)為背景材料命制組合題，各小題之間又有一定的獨(dú)立性。主要考查學(xué)生的信息處理能力、學(xué)科內(nèi)綜合分析能力，應(yīng)用反應(yīng)原理解決生產(chǎn)實(shí)際中的具體問題，體現(xiàn)了“變化觀念與平衡思想”的核心素養(yǎng)。在近幾年的相關(guān)考題中，對(duì)單一因素影響的考查已經(jīng)越來(lái)越少了，主要以“多因素影響”出現(xiàn)，考查考生的綜合分析判斷能力。以實(shí)際情景(場(chǎng)景)為背景，更能體現(xiàn)核心素養(yǎng)的要求。而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，影響因素是多元化、多方位和多層次的。【例1】(2023·浙江省1月選考)“碳達(dá)峰?碳中和”是我國(guó)社會(huì)發(fā)展重大戰(zhàn)略之一，CH4還原CO2是實(shí)現(xiàn)“雙碳”經(jīng)濟(jì)的有效途徑之一，相關(guān)的主要反應(yīng)有：I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)?H1=+247kJ?mol-1，K1II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2=+41kJ?mol-1，K2請(qǐng)回答：(1)有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的條件是___________。A．低溫低壓 B．低溫高壓 C．高溫低壓 D．高溫高壓(2)反應(yīng)CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的?H=_________kJ?mol-1，K=_________(用K1、K2表示)。(3)恒壓、750℃時(shí)，CH4和CO2按物質(zhì)的量之比1：3投料，反應(yīng)經(jīng)如下流程(主要產(chǎn)物已標(biāo)出)可實(shí)現(xiàn)CO2高效轉(zhuǎn)化。①下列說(shuō)法正確的是__________。A．Fe3O4可循環(huán)利用，CaO不可循環(huán)利用B．過(guò)程ii，CaO吸收CO2可促進(jìn)Fe3O4氧化CO的平衡正移C．過(guò)程ii產(chǎn)生的H2O最終未被CaO吸收，在過(guò)程iii被排出D．相比于反應(yīng)I，該流程的總反應(yīng)還原1molCO2需吸收的能量更多②過(guò)程ii平衡后通入He，測(cè)得一段時(shí)間內(nèi)CO物質(zhì)的量上升，根據(jù)過(guò)程iii，結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋CO物質(zhì)的量上升的原因______________________________。(4)CH4還原能力(R)可衡量CO2轉(zhuǎn)化效率，R=?n(CO2)/?n(CH4)(同一時(shí)段內(nèi)CO2與CH4的物質(zhì)的量變化之比)。①常壓下CH4和CO2按物質(zhì)的量之比1：3投料，某一時(shí)段內(nèi)CH4和CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖1，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出400~1000℃之間R的變化趨勢(shì)，并標(biāo)明1000℃時(shí)間R值。②催化劑X可提高R值，另一時(shí)段內(nèi)CH4轉(zhuǎn)化率、R值隨溫度變化如下表：溫度/℃480500520550CH4轉(zhuǎn)化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列說(shuō)法不正確的是___________A.R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應(yīng)II的速率B.溫度越低，含氫產(chǎn)物中H2O占比越高C.溫度升高，CH4轉(zhuǎn)化率增加，CO2轉(zhuǎn)化率降低，R值減小D.改變催化劑提高CH4轉(zhuǎn)化率，R值不一定增大【答案】(1)C(2)+329K1?K22(3)①BC②通入He，CaCO3分解平衡正移，導(dǎo)致c(CO2)/c(CO)增大，促進(jìn)Fe還原CO2平衡正移(4)

①

②C【解析】(1)反應(yīng)Ⅰ為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ?yàn)闅怏w體積不變的吸熱反應(yīng)，△H>0，升高溫度，平衡右移，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大；降低壓強(qiáng)，平衡右移，CH4平衡轉(zhuǎn)化率增大，故有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓；故選C；(2)已知：I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)?H1=+247kJ?mol-1，K1II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2=+41kJ?mol-1，K2根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ+Ⅱ2得反應(yīng)H4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)；故△H=△H1+2△H2=+329kJ?mol-1，K=K1?K22；(3)①A項(xiàng)，根據(jù)流程可知，F(xiàn)e3O4轉(zhuǎn)化為Fe，F(xiàn)e又轉(zhuǎn)化為Fe3O4，F(xiàn)e3O4可循環(huán)利用；CaCO3受熱分解生成CaO和CO2,CaO又與CO2反應(yīng)生成CaCO3，CaO也可循環(huán)利用，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，過(guò)程ⅱ，CaO吸收CO2使CO2濃度降低，促進(jìn)Fe3O4氧化CO的平衡正移，B正確；C項(xiàng)，過(guò)程ⅱCaO吸收CO2而產(chǎn)生的H2O最終未被CaO吸收，在過(guò)程ⅲ被排出，C正確；D項(xiàng)，焓變只與起始物質(zhì)的量有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)，故相比于反應(yīng)Ⅰ，該流程的總反應(yīng)還原1molCO2需吸收的能量一樣多，D錯(cuò)誤；故選BC；②通入He，CaCO3分解平衡正移，導(dǎo)致增大，促進(jìn)Fe還原CO2平衡正移，故過(guò)程ⅱ平衡后通入He，測(cè)得一段時(shí)間內(nèi)CO物質(zhì)的量上升；(4)①根據(jù)圖1可知1000℃時(shí)，CH4轉(zhuǎn)化率為100%，即?n(CH4)=1mol,CO2轉(zhuǎn)化率為60%,即?n(CO2)=3mol60%=1.8mol，故R=?n(CO2)/?n(CH4)==1.8，故400~1000℃間R的變化趨勢(shì)如圖：；②A項(xiàng)，R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應(yīng)Ⅱ的速率，使單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率增大，?n(CO2)增大的倍數(shù)比?n(CH4)大，則R提高，A正確；B項(xiàng)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，溫度越低，CH4轉(zhuǎn)化率越小，而R越大，?n(CO2)增大的倍數(shù)比?n(CH4)大，含氫產(chǎn)物中H2O占比越高，B正確；C項(xiàng)，溫度升高，CH4轉(zhuǎn)化率增加，CO2轉(zhuǎn)化率也增大，且兩個(gè)反應(yīng)中的CO2轉(zhuǎn)化率均增大，增大倍數(shù)多，故R值增大，C不正確；D項(xiàng)，改變催化劑使反應(yīng)有選擇性按反應(yīng)Ⅰ而提高CH4轉(zhuǎn)化率，若CO2轉(zhuǎn)化率減小，則R值不一定增大，D正確；故選C?！纠?】(2022·浙江省6月選考)主要成分為H2S的工業(yè)廢氣的回收利用有重要意義。(1)回收單質(zhì)硫。將三分之一的H2S燃燒，產(chǎn)生的SO2與其余H2S混合后反應(yīng)：。在某溫度下達(dá)到平衡，測(cè)得密閉系統(tǒng)中各組分濃度分別為c(H2S)=2.0mol·L－1、c(SO2)=5.0mol·L－1、c(H2O)=4.0mol·L－1，計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)_______。(2)熱解H2S制H2。根據(jù)文獻(xiàn)，將H2S和CH4的混合氣體導(dǎo)入石英管反應(yīng)器熱解(一邊進(jìn)料，另一邊出料)，發(fā)生如下反應(yīng)：Ⅰ

2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH1＝170kJ·mol?1Ⅱ

CH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g)ΔH2＝64kJ·mol?1總反應(yīng)：Ⅲ

2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)投料按體積之比V(H2S)：V(CH4)=2：1，并用N2稀釋；常壓，不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間后，測(cè)得H2和CS2體積分?jǐn)?shù)如下表：溫度/℃9501000105011001150H2/V(%)0.51.53.65.58.5CS2/V(%)0.00.00.10.41.8請(qǐng)回答：①反應(yīng)Ⅲ能自發(fā)進(jìn)行的條件是_______。②下列說(shuō)法正確的是_______。A．其他條件不變時(shí)，用Ar替代N2作稀釋氣體，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎無(wú)影響B(tài)．其他條件不變時(shí)，溫度越高，H2S的轉(zhuǎn)化率越高C．由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推出H2S中的S-H鍵強(qiáng)于CH4中的鍵D．恒溫恒壓下，增加N2的體積分?jǐn)?shù)，H2的濃度升高③若將反應(yīng)Ⅲ看成由反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ兩步進(jìn)行，畫出由反應(yīng)原料經(jīng)兩步生成產(chǎn)物的反應(yīng)過(guò)程能量示意圖_______。④在1000℃，常壓下，保持通入的H2S體積分?jǐn)?shù)不變，提高投料比[V(H2S)：V(CH4)]，H2S的轉(zhuǎn)化率不變，原因是_______。⑤在950℃~1150℃范圍內(nèi)(其他條件不變)，S2(g)的體積分?jǐn)?shù)隨溫度升高發(fā)生變化，寫出該變化規(guī)律并分析原因_______?！敬鸢浮?1)8×108L·mol－1(2)

高溫

AB

1000℃時(shí)CH4不參與反應(yīng)，相同分壓的H2S經(jīng)歷相同的時(shí)間轉(zhuǎn)化率相同

先升后降；在低溫段，以反應(yīng)Ⅰ為主，隨溫度升高，S2(g)的體積分?jǐn)?shù)增大；在高溫段，隨溫度升高；反應(yīng)Ⅱ消耗S2的速率大于反應(yīng)Ⅰ生成S2的速率，S2(g)的體積分?jǐn)?shù)減小【解析】(1)根據(jù)方程式可知該溫度下平衡常數(shù)K＝=；(2)①根據(jù)蓋斯定律可知Ⅰ+Ⅱ即得到反應(yīng)Ⅲ的ΔH＝234kJ/mol，這說(shuō)明反應(yīng)Ⅲ是吸熱的體積增大(即ΔS＞0)的反應(yīng)，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS＜0可自發(fā)進(jìn)行可知反應(yīng)Ⅲ自發(fā)進(jìn)行的條件是高溫下自發(fā)進(jìn)行；②A項(xiàng)，Ar是稀有氣體，與體系中物質(zhì)不反應(yīng)，所以其他條件不變時(shí)，用Ar替代N2作稀釋氣體，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎無(wú)影響，A正確；B項(xiàng)，正反應(yīng)吸熱，升高溫度平衡正向進(jìn)行，溫度越高，H2S的轉(zhuǎn)化率越高，B正確；C項(xiàng)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)無(wú)法得出H2S中S-H鍵和CH4中C-H鍵的相對(duì)強(qiáng)弱，事實(shí)上C-H鍵的鍵能大于S-H鍵鍵能，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，恒溫恒壓下，增加N2的體積分?jǐn)?shù)，相當(dāng)于減壓，平衡正向進(jìn)行，H2的物質(zhì)的量增加，容器容積增加，H2濃度減小，D錯(cuò)誤；故選AB；③反應(yīng)I、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ均是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)過(guò)程能量示意圖可表示為；④根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知1000℃時(shí)CH4不參與反應(yīng)，相同分壓的H2S經(jīng)歷相同的時(shí)間轉(zhuǎn)化率相同，所以在1000℃常壓下，保持通入的H2S體積分?jǐn)?shù)不變，提高投料比時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率不變；⑤由于在低溫段，以反應(yīng)Ⅰ為主，隨溫度升高，S2(g)的體積分?jǐn)?shù)增大；在高溫段，隨溫度升高；反應(yīng)Ⅱ消耗S2的速率大于反應(yīng)Ⅰ生成S2的速率，S2(g)的體積分?jǐn)?shù)減小，因此變化規(guī)律是先升后降。1．化學(xué)反應(yīng)原理題答題“五要素”2．速率與化學(xué)平衡的計(jì)算模式化學(xué)平衡計(jì)算的最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具體步驟是在化學(xué)方程式下寫出有關(guān)物質(zhì)起始時(shí)的物質(zhì)的量、發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量、平衡時(shí)的物質(zhì)的量(也可以是物質(zhì)的量濃度或同溫同壓下氣體的體積)，再根據(jù)題意列式求解。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)n(起始)/molab00n(轉(zhuǎn)化)/molmxnxpxqxn(平衡)/mola－mxb－nxpxqx起始、轉(zhuǎn)化、平衡是化學(xué)平衡計(jì)算的“三步曲”?！咀兪?】氨氣是一種重要的化工原料。請(qǐng)回答：(1)已知：化學(xué)鍵H-HN-H鍵能/(kJ·mol－1)945436390.8寫出由氫氣和氮?dú)夂铣砂睔獾臒峄瘜W(xué)方程式___________。(2)下列關(guān)于工業(yè)合成氨的說(shuō)法不正確的是___________。A．反應(yīng)溫度控制在400~500℃左右，主是為了提高NH3的產(chǎn)率B．為了防止混有雜質(zhì)的原料氣使催化劑“中毒”，必須對(duì)原料氣凈化處理C．采用高壓的目的只是為了提高反應(yīng)的速率D．工業(yè)上為了提高H2的轉(zhuǎn)化率，可適當(dāng)增大H2的濃度E．生產(chǎn)過(guò)程中將NH3液化分離，并及時(shí)補(bǔ)充N2和H2，有利于氨的合成(3)在其他條件相同時(shí)，某同學(xué)研究該氨氣合成反應(yīng)在不同催化劑I或II作用下，反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化情況。請(qǐng)?jiān)趫D中補(bǔ)充后的變化情況____________。(4)在25℃下，將NH3溶于水制成氨水，取amol·L-1的氨水與0.01mol·L-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液中c(NH4+)c(-)。用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=________。(5)工業(yè)上用NH3催化還原NO可以消除氮氧化物的污染。如下圖，采用NH3作還原劑，煙氣以一定的流速通過(guò)兩種不同催化劑，測(cè)量逸出氣體中氮氧化物含量，從而確定煙氣脫氮率(注：脫氮率即氮氧化物轉(zhuǎn)化率)，反應(yīng)原理為：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。以下說(shuō)法正確的是___________。A．相同條件下，改變壓強(qiáng)對(duì)脫氮率沒有影響B(tài)．在交叉點(diǎn)A處，不管使用哪種催化劑，上述反應(yīng)都未達(dá)平衡C．催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮D．由曲線②溫度升高到一定程度后脫氮率下降可推知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)【變式2】利用工業(yè)廢氣CO2制甲醇Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1，可以一定程度擺脫當(dāng)下對(duì)化石燃料的依賴。用CO2為碳源制備甲醇，為早日實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”提供了一種較好的研究方向。(1)上述反應(yīng)的△H1___0(填“>”或“<”)，理由是__________________________。(2)在VL密閉容器中，充入不同氫碳比的原料氣體，控制溫度600K，發(fā)生上述反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出CH3OH在混合氣體中的平衡體積分?jǐn)?shù)隨氫碳比遞增的變化趨勢(shì)___。(3)將1.0molCO2和3.0molH2充入2L恒容密閉容器中，使其按反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行，在不同催化劑作用下，相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是___。A．T3對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)小于T4對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)B．根據(jù)圖中曲線分析，催化劑Ⅰ的催化效果好C．b點(diǎn)v正可能等于v逆D．a(chǎn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率比c點(diǎn)高可能的原因是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低(4)某工業(yè)廢氣中含CO26.76%，含CO4.5×10-50%，請(qǐng)結(jié)合以下化學(xué)方程式：Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2(2△H1=△H2)分析為何工業(yè)廢氣制甲醇選取CO2而不選CO作碳源：_________________________。(5)現(xiàn)向恒溫恒壓(0.1MPa)的密閉容器中充入1molCO2，3molH2和6molHe，上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率為0.2，則該反應(yīng)的Kp=_____________MPa-2。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)(6)CO2制備CH3OH的過(guò)程中，往往伴隨著另一反應(yīng)發(fā)生：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3=40.9kJ?mol-1，從而導(dǎo)致CH3OH的選擇性下降，有研究表明，在原料氣中摻入適量CO，能提高CH3OH的選擇性，試說(shuō)明其可能的原因：________________。1．(2023·浙南名校七彩聯(lián)盟高三選考模擬)合成氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。(1)制備原料氣階段：以煤、焦炭、水蒸氣、空氣為原料在如圖反應(yīng)器中合成氫氣。氧化層中進(jìn)行的反應(yīng)：Ⅰ、C(s)＋O2(g)=O2(g)ΔH＝－393.8kJ·mol－1Ⅱ、2C(s)＋O2(g)=O(g)ΔH＝－221.2kJ·mol－1還原層中進(jìn)行的反應(yīng)：Ⅲ、C(s)＋2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)ΔH＝+90.8kJ·mol－1Ⅳ、C(s)＋H2O(g)=O(g)+H2(g)ΔH＝+131.4kJ·mol－1①在還原層中在產(chǎn)物中的體積分?jǐn)?shù)為，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________。②下列說(shuō)法正確的是___________A．氧化層能維持爐中的反應(yīng)溫度B．升溫可提高還原區(qū)CO2的平衡選擇性，減少CO的排放C．氧化區(qū)中的反應(yīng)、。D．若通入的，后續(xù)必須要補(bǔ)充才可作為制氨的原料氣(2)氨的合成階段：氣固相合成催化①氨合成階段N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在低溫時(shí)主要由速率控制NH3的產(chǎn)率，已知在接近平衡時(shí)：(—氨合成反應(yīng)的凈速率；，—正、逆反應(yīng)速率常數(shù)；，，—N2，H2，NH3的分壓；為常數(shù)，與催化劑有關(guān)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定以鐵為主的氨合成催化劑，試用，表示氨合成反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=___________)。②已知，320℃恒溫1L的容器中通入一定量的H2和N2，NH3的產(chǎn)率隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。起始溫度為320℃絕熱1L的容器中通入與恒溫時(shí)相同量的H2和N2在時(shí)刻達(dá)到平衡后，調(diào)整裝置保持320℃，在時(shí)刻重新達(dá)到平衡。畫出投料后到時(shí)刻容器內(nèi)的NH3的產(chǎn)率隨時(shí)間變化關(guān)系曲線___________。(3)氨水催化吸收H2S是小型合成氨廠廣泛采用的脫硫方法。原料氣中H2S在脫硫塔中被氨吸收得到NH4HS。補(bǔ)充完成在吸收液中添加對(duì)苯二酚(作為載氧體和催化劑)，回收單質(zhì)硫的化學(xué)方程式。Ⅰ：Ⅱ：___________2．(2023·浙江省強(qiáng)基聯(lián)盟高三12月聯(lián)考)以“水煤氣”為原料合成氨，需在變換塔中將CO變換成H2，變換塔中主要發(fā)生的反應(yīng)為：主反應(yīng)：

H2O(g)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)ΔH1＜0副反應(yīng)：

2H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)ΔH2＜0(1)關(guān)于合成氨工藝的下列理解，正確的有_______。A．在合成氨時(shí)，控制溫度遠(yuǎn)高于室溫，是為了保證盡可能高平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率B．在一定壓強(qiáng)下，隨著溫度的升高，變換塔中CO與CO2的物質(zhì)的量之比增大C．為提高原料中H2轉(zhuǎn)化率，應(yīng)向反應(yīng)器中加入適當(dāng)過(guò)量的空氣D．體系溫度升高，可能導(dǎo)致催化劑失活，用熱交換器將原料氣可預(yù)熱并使反應(yīng)體系冷卻(2)相對(duì)壓力平衡常數(shù)的表達(dá)式就是在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。氣體B的相對(duì)分壓等于其分壓p(B)(單位為kPa)除以標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)，其分壓p(B)=p·x(B)，p為平衡總壓強(qiáng)，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。變換塔中恒容條件下充入1.0molCO、1.4molH2O、1.0molH2、0.5molN2，T℃下，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得CO20.7mol和CH3OH0.1mol。則T℃時(shí)，主反應(yīng)的相對(duì)壓力平衡常數(shù)_______。(3)變換塔中主反應(yīng)正逆反應(yīng)速率可以表示為：，，和都是溫度的函數(shù)。在圖中畫出、隨溫變化的趨勢(shì)。_______(4)以煤為原料生產(chǎn)水煤氣，反應(yīng)過(guò)程如下：反應(yīng)過(guò)程化學(xué)方程式焓變?chǔ)/(kJ·mol－1)送風(fēng)(空氣)發(fā)熱C(s)＋O2(g)CO2(g)通水(蒸氣)制氣C(s)＋H2O(g)H2(g)+CO(g)131副反應(yīng)C(s)＋CO2(g)2CO(g)172為維持爐溫，送風(fēng)發(fā)熱和制氣交替進(jìn)行，但實(shí)際送風(fēng)發(fā)熱產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于制氣所需熱量，其原因是_______。(5)研究發(fā)現(xiàn)在以Fe3+為主的催化劑上NH3也可還原NO(需O2參與反應(yīng))，可能發(fā)生的反應(yīng)過(guò)程如下，用化學(xué)方程式補(bǔ)充該催化反應(yīng)歷程(反應(yīng)機(jī)理)：(a)Fe3++NH3=Fe2+-NH2+H+，(b)_______，(c)4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O。3．(2023·浙江省(杭州二中、溫州中學(xué)、金華一中、紹興一中)四校高三聯(lián)考)我國(guó)已正式公布實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”的時(shí)間和目標(biāo)，使含碳化合物的綜合利用更受關(guān)注和重視。CO2甲烷化目前被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)利用最實(shí)用有效的技術(shù)之一，也是目前控制二氧化碳排放的研究熱點(diǎn)之一?；卮鹣铝袉栴}：(1)二氧化碳與氫氣重整體系中涉及的主要反應(yīng)如下：I.4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1＝－165kJ·mol－1Ⅱ.H2(g)+CO2(g)CO(g)+2H2O(g)ΔH2＝+41kJ·mol－1Ⅲ.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH反應(yīng)Ⅲ自發(fā)進(jìn)行的條件是_______；恒溫恒容密閉容器中，等物質(zhì)的量的CO2與CH4發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，下列事實(shí)能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______。A．CO2與CH4的有效碰撞次數(shù)不變

B．相同時(shí)間內(nèi)形成C-H鍵和H-H鍵的數(shù)目相等C．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

D．CO2和CO物質(zhì)的量之和保持不變(2)一定溫度下，向恒容密閉容器中以體積比為1：3充入CO2和H2，發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡體系中各組分的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖1所示。①其中表示CO2的體積分?jǐn)?shù)與溫度關(guān)系的曲線為_______(填“L1”、“L2”或“L3”)；T1℃之后，H2O(g)平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化程度小于CH4平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化程度的原因是_______；②T1℃時(shí)，CO的平衡分壓_______(填“>”、“<”或“=”)T2℃時(shí)CO的平衡分壓。測(cè)得T1℃時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，H2O(g)的分壓為p0，則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)KP=_______(KP是用分壓表示的平衡常數(shù))。(3)瑞典化學(xué)阿倫尼烏斯(Arrhenius)創(chuàng)立的化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度變化關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式為：(為活化能-假設(shè)受溫度影響忽略不計(jì)，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù))，為探究催化劑m、n的催化效率，進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得圖2曲線。在催化劑m作用下，該反應(yīng)的活化能_______J?mol-1。假設(shè)催化劑n的催化效率大于m的催化效率，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出催化劑n的相應(yīng)曲線圖和標(biāo)注。_____4．(2023·浙江省麗水、湖州、衢州三地市高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到CO2的排放不再增長(zhǎng)。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：Ⅰ．CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)Ⅱ．CH4(g)C(s)+2H2(g)Ⅲ．CO(g)+H2(gH2O(g)+C(s)(1)設(shè)Kpr為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。如氣體B的相對(duì)分壓等于其分壓pB(pB＝xB×p總，xB為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))除以p0(p0＝100kPa)。反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的lnKpr隨的變化如圖1所示。

圖1①反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，屬放熱反應(yīng)的是____________。②圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下，原料組成為n(CO2)：n(CH4)＝1：1、初始總壓為100kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為30kPa。CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為____________。(2)二氧化碳加氫制甲醇是研究的另一熱點(diǎn)，其總反應(yīng)可表示為：Ⅳ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，該反應(yīng)一般認(rèn)為通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：Ⅴ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H1＝+41kJ·mol?1Ⅵ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)?H2＝?90kJ·mol?1①反應(yīng)Ⅴ的?S______。A大于0

B．小于0

C．等于0

D．無(wú)法判斷②若反應(yīng)Ⅴ為慢反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出上述反應(yīng)能量變化的示意圖______。③不同壓強(qiáng)下按照n(CO2)：n(H2)＝1：3投料，實(shí)驗(yàn)測(cè)定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如圖3所示。T1溫度時(shí)，三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是__________________。5．(2023·浙江省高三選考科目適應(yīng)性考試)鹵素的單質(zhì)和化合物在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛。(1)下圖是金屬鎂和鹵素反應(yīng)的能量變化圖(反應(yīng)物和產(chǎn)物均為298K時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài))。①圖中四種MgX2的熱穩(wěn)定由小到大的順序是：_______。②MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g)

△H=_______kJ?mol-1。某溫度下，在密閉恒容容器中放入一定量MgBr2(s)和Cl2(g)進(jìn)行該反應(yīng)，一定時(shí)間后不能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是_______。(選填序號(hào))。A．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再改變

B．混合氣體的密度不再改變C．混合氣體的顏色不再改變

D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變E．容器內(nèi)的固體的質(zhì)量不再改變③工業(yè)上用金屬M(fèi)g與I2反應(yīng)制取MgI2時(shí)，常加入少量水，水的作用是_______。④AgBr常用作感光劑和鎮(zhèn)靜劑，工業(yè)制得的AgBr固體常含有AgCl固體?，F(xiàn)有含AgCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.35％的AgBr固體100.00g，可用飽和KBr溶液一次性浸泡，恰好溶解除去AgCl固體，需要5.015mol?L-1的飽和KBr溶液的體積至少為_______mL。(保留4位有效數(shù)字)(已知常溫下Ksp(ABr)=5.418×10-13，Ksp(AgCl)=1.806×10-10)(2)將一定量的PCl5(g)在T℃、Po壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)，測(cè)得平衡時(shí)PCl5的分解率為a，求該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______。(用含a的式子表示。其中、、為各組分的平衡分壓，如，p為平衡總壓，為平衡系統(tǒng)中PCl5的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(3)向11mL0.40mol?L-1H2O2溶液中加入適量FeCl3溶液，16分鐘時(shí)測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)為44.8mL。資料顯示，反應(yīng)分兩步進(jìn)行：①2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+，②2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖1所示，在圖2中畫出在0～16分鐘內(nèi)產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化示意圖_______。6．(2023·浙江省杭州高級(jí)中學(xué)選考模擬)當(dāng)今，世界多國(guó)相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。(1)在C和O2的反應(yīng)體系中：反應(yīng)1：C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH1＝-394kJ·mol?1反應(yīng)2：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH2＝-566kJ·mol?1反應(yīng)3：2C(s)＋O2(g)2CO(g)ΔH3。設(shè)，反應(yīng)1、2和3的y隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。圖中對(duì)應(yīng)于反應(yīng)3的線條是____。(2)雨水中含有來(lái)自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：①CO2(g)CO2(aq)②CO2(aq)＋H2O(l)=H+(aq)+HCO3-(aq)

25℃時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為，當(dāng)大氣壓強(qiáng)為，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為時(shí)，溶液中濃度為_______(寫出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCO3-的電離)(3)在某CO2催化加氫制CH3OH的反應(yīng)體系中，發(fā)生的主要反應(yīng)有：I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H1=+41.1kJ?mol-1II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2=-90kJ?mol-1III.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-48.9kJ?mol-1時(shí)，往某密閉容器中按投料比n(H2)/n(CO2)=3：1充入H2和CO2。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線如圖所示。①圖中Y代表_______(填化學(xué)式)。②體系中CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)受溫度的影響不大，原因是_______。③在下圖中畫出n(H2)/n(CO2)隨溫度變化趨勢(shì)圖_______。7．(2023·浙江省9+1高中聯(lián)盟高三聯(lián)考)氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。(1)在一定溫度下，氨氣溶于水的過(guò)程及其平衡常數(shù)為：NH3(g)NH3(aq)

NH3(aq)+H2O(1)NH4+(aq)+OH-(aq)

K2其中P為NH3(g)的平衡壓強(qiáng)，c(NH3)為NH3在水溶液中的平衡濃度。設(shè)氮?dú)庠谒械娜芙舛萐=c(NH3)+c(NH4+)，則用P、K1和K2表示S的代數(shù)式為_______。(2)氨在催化氧化反應(yīng)時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：I.

4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-992kJ·mol－1II.

4NH3(g)+4O2(g)2N2O(g)+6H2O(g) ΔH2=-1118kJ·mol－1III.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH3=-1282kJ·mol－1反應(yīng)I在常壓下自發(fā)進(jìn)行的條件是_______。②將一定比例的NH3和O2的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有催化劑的反應(yīng)管，NH3的轉(zhuǎn)化率、生成N2的選擇率與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是_______。A．其他條件不變，升高溫度，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率增大B．其他條件不變，在175～300℃范圍，隨溫度的升高，出口處N2的物質(zhì)的量先增大后減小C．催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反應(yīng)溫度高于250℃D．隨溫度的升高，N2選擇性下降的原因可能為催化劑對(duì)生成N2的反應(yīng)活性下降，副反應(yīng)的速率變大(3)NO的氧化反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，分兩步進(jìn)行。I.2NO(g)N2O2(g)

ΔH1II.N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)

ΔH2已知：i.決定氧化反應(yīng)速率的是步驟“II”ii.ΔH2＜ΔH1＜0，反應(yīng)I的活化能為Ea1，反應(yīng)II的活化能為Ea2請(qǐng)?jiān)趫D中畫出氧化反應(yīng)的過(guò)程能量示意圖(必要的地方請(qǐng)標(biāo)注)_______。②某工業(yè)制硝酸流程中，進(jìn)入反應(yīng)塔的混合氣體中和O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，在其他條件相同時(shí)，測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：壓強(qiáng)/(×10-5Pa)溫度/℃NO達(dá)到所列轉(zhuǎn)化率需要時(shí)間/s50％90％98％1.03012250283090255105760NO氧化生成NO2反應(yīng)的反應(yīng)速率隨溫度的升高而_______(填升高、降低或不變)，試分析其原因_______。8．(2023·浙江省紹興市高三選考科目診斷性聯(lián)考)丙烷脫氫氧化是丙烷脫氫制丙烯技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，反應(yīng)過(guò)程中伴有生成甲烷、乙烷等物質(zhì)副反應(yīng)，涉及反應(yīng)如下：主反應(yīng)Ⅰ：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH1=+124.3kJ·mol－1副反應(yīng)Ⅱ：C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) ΔH2

ΔS2=+135.4J·K-1·mol－1Ⅲ：C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ΔH3=-136.9kJ·mol－1Ⅳ：C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g) ΔH4=-55.6kJ·mol－1(1)判斷反應(yīng)Ⅱ自發(fā)進(jìn)行可用ΔG=ΔH-TΔS來(lái)表述，若ΔG＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)Ⅱ在1000K時(shí)能自發(fā)進(jìn)行的理由_______。(要列出計(jì)算過(guò)程)(2)若僅考慮主反應(yīng)Ⅰ，一定溫度下，向恒壓密閉容器中通入一定量丙烷，反應(yīng)后測(cè)得的組分的平衡壓強(qiáng)(即組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)為：C3H8MPa、H2MPa①該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)KP的數(shù)值為_______。(單位用MPa，保留3位有效數(shù)字)②平衡時(shí)丙烷的轉(zhuǎn)化率為_______。(3)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ，某課題組研究設(shè)計(jì)一套丙烷連續(xù)催化脫氫裝置如圖。①將1mol丙烷(溫度為590℃)以恒定的流速依次逐個(gè)通過(guò)三個(gè)相同的裝置，畫出丙烯的產(chǎn)率隨著時(shí)間的變化階段二和階段三的圖像。(每個(gè)階段反應(yīng)均未達(dá)到平衡)_______②為提高丙烯的產(chǎn)率，向a、b管中同時(shí)通入適量的O2，需要適量O2的理由是_______。(4)下列說(shuō)法正確的是_______。A．對(duì)于主反應(yīng)Ⅰ，其他條件不變，充入H2，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小B．若只考慮反應(yīng)Ⅳ，恒溫恒容下充入原料氣體，若壓強(qiáng)不變則該反應(yīng)達(dá)到了平衡C．副反應(yīng)Ⅲ對(duì)應(yīng)的是右圖中反應(yīng)(3)D．主反應(yīng)斷裂C-H鍵，副反應(yīng)Ⅱ、Ⅳ斷裂C-C鍵，由圖可知高溫條件下斷裂C-C鍵更容易，因此要選擇合適的催化劑在合適的溫度下低壓合成比較有利主反應(yīng)9．(2023·山東省濟(jì)寧市統(tǒng)考一模)2022年12月中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議強(qiáng)調(diào)，“加快新能源、綠色低碳等前沿技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣”。CO2甲烷化是目前研究的熱點(diǎn)方向之一，在環(huán)境保護(hù)方面顯示出較大潛力。其主要反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2＞0回答下列問題：(1)在體積相等的多個(gè)恒容密閉容器中。分別充入1molCO2和4molH2發(fā)生上述反應(yīng)Ⅰ(忽略反應(yīng)Ⅱ)，在不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間，測(cè)得、H2轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如圖所示。已知該反應(yīng)的速率方程為，，其中、為速率常數(shù)，只受溫度影響。圖中信息可知，代表曲線的是_______(填“MH”或“NG”)，反應(yīng)Ⅰ活化能Ea(正)_______Ea(逆)(填“>”或“＜”)；c點(diǎn)的K(平衡常數(shù))與Q(濃度商)的等式關(guān)系_______(用含、的代數(shù)式表示)，溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡，體系壓強(qiáng)為p，則_______。(2)向恒壓密閉裝置中充入5molCO2和20molH2，不同溫度下同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，達(dá)到平衡時(shí)其中兩種含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量與溫度T的關(guān)系如下圖所示圖中缺少_______(填含碳物質(zhì)的分子式)物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系變化曲線，隨溫度升高該物質(zhì)的變化趨勢(shì)為_______，800℃時(shí)，CH4的產(chǎn)率為_______。10．(2023·廣東省名校聯(lián)盟高三大聯(lián)考)二氧化碳、甲烷等是主要的溫室氣體。研發(fā)二氧化碳和甲烷的利用技術(shù)對(duì)治理生態(tài)環(huán)境具有重要意義。已知：常溫常壓下，一些物質(zhì)的燃燒熱如表所示。物質(zhì)CH4(g)H2(g)CO(g)燃燒熱(△H)/(kJ?mol-1)-890.3-285.8-283.0回答下列問題：(1)在催化劑作用下，甲烷的催化重整是制備合成氣的重要方法，寫出CH4(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式：______。(2)在恒溫恒容密閉容器中，通入一定量的CH4、CO2發(fā)生催化重整反應(yīng)。①下列能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______(填標(biāo)號(hào))。A．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化

B．v正(CH4)=2v逆(CO)C．CO與H2濃度的比值不再變化

D．容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化②當(dāng)投料比=1.0時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、初始?jí)簭?qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。由圖可知：壓強(qiáng)p1______2MPa(填“＞”、“＜”或“=”)；當(dāng)溫度為T3、初始?jí)簭?qiáng)為2MPa時(shí)，a點(diǎn)的v逆______v正(填“＞”、“＜”或“=”)。起始時(shí)向1L恒容容器中加入2molCH4和2molCO2，在溫度為T6、初始?jí)簭?qiáng)為2MPa條件下反應(yīng)，用壓強(qiáng)表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(3)我國(guó)科學(xué)家對(duì)甲烷和水蒸氣催化重整反應(yīng)機(jī)理也進(jìn)行了廣泛研究，通常認(rèn)為該反應(yīng)分兩步進(jìn)行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳(或碳?xì)湮锓N)，其中碳(或碳?xì)湮锓N)吸附在催化劑上，如CH4→+(2-)H2；第二步：碳(或碳?xì)湮锓N)和H2O反應(yīng)生成CO2和H2，如+2H2O→CO2+(2+)H2。反應(yīng)過(guò)程和能量變化殘圖如圖：判斷過(guò)程______(填序號(hào))加入了催化劑，原因是______?？刂普麄€(gè)過(guò)程②反應(yīng)速率的是第Ⅱ步，其原因?yàn)開_____。11．(2023·廣東省佛山市統(tǒng)考一模)碳中和是我國(guó)的重要戰(zhàn)略目標(biāo)，以H2和CO2為原料合成CH4受到廣泛關(guān)注。該過(guò)程主要涉及以下反應(yīng)：反應(yīng)I：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1＜0反應(yīng)II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2＞0回答下列問題：(1)已知：ΔG=ΔH-TΔS，反應(yīng)I的ΔS_______0(填“>”、“<”或“=”)，反應(yīng)I和II的吉布斯自由能(ΔG)與熱力學(xué)溫度(T)之間的關(guān)系如圖所示，△H1=_______。(2)向密閉容器中充入3molH2、1molCO2反應(yīng)合成CH4，平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示。①在工業(yè)上，常選用350℃作為合成溫度，原因是_______。②450℃時(shí)CO2對(duì)甲烷的選擇性=_______(保留2位有效數(shù)字，已知：選擇性=生成CH4的物質(zhì)的量/參與反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量)，該溫度下反應(yīng)II的KP=_______。(保留2位有效數(shù)字，已知：分壓=組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)(3)光催化劑在光能作用下，電子發(fā)生躍遷，形成類似于電解池的陰陽(yáng)極，將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镃H4。酸性環(huán)境下該過(guò)程的電極反應(yīng)式為_______。1．(2022·浙江省1月選考)工業(yè)上，以煤炭為原料，通入一定比例的空氣和水蒸氣，經(jīng)過(guò)系列反應(yīng)可以得到滿足不同需求的原料氣。請(qǐng)回答：(1)在C和O2的反應(yīng)體系中：反應(yīng)1：C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-394kJ·mol-1反應(yīng)2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-1反應(yīng)3：2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH3。①設(shè)y=ΔH-TΔS，反應(yīng)1、2和3的y隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示。圖中對(duì)應(yīng)于反應(yīng)3的線條是___________。②一定壓強(qiáng)下，隨著溫度的升高，氣體中CO與CO2的物質(zhì)的量之比______。A．不變B．增大C．減小D．無(wú)法判斷(2)水煤氣反應(yīng)：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=131kJ·mol-1。工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時(shí)，通常交替通入合適量的空氣和水蒸氣與煤炭反應(yīng)，其理由是__________________。(3)一氧化碳變換反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1。①一定溫度下，反應(yīng)后測(cè)得各組分的平衡壓強(qiáng)(即組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)：p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為________。②維持與題①相同的溫度和總壓，提高水蒸氣的比例，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率提高到90%，則原料氣中水蒸氣和CO的物質(zhì)的量之比為________。③生產(chǎn)過(guò)程中，為了提高變換反應(yīng)的速率，下列措施中合適的是________。A．反應(yīng)溫度愈高愈好B．適當(dāng)提高反應(yīng)物壓強(qiáng)C．選擇合適的催化劑D．通入一定量的氮?dú)猗芤怨腆w催化劑M催化變換反應(yīng)，若水蒸氣分子首先被催化劑的活性表面吸附而解離，能量-反應(yīng)過(guò)程如圖2所示。用兩個(gè)化學(xué)方程式表示該催化反應(yīng)歷程(反應(yīng)機(jī)理)：步驟Ⅰ：__________________；步驟Ⅱ：_______________________。2．(2021·浙江6月選考)含硫化合物是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請(qǐng)回答：(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)==CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝-11.9kJ·mol?1。判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說(shuō)明理由_______。(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH＝-198kJ·mol?1。850K時(shí)，在一恒容密閉反應(yīng)器中充入一定量的SO2和O2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得SO2、O2和SO3的濃度分別為6.0×10-3mol·L－1、8.0×10-3mol·L－1和4.4×10-2mol·L－1。①該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______。②平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為_______。(3)工業(yè)上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。①下列說(shuō)法正確的是_______。A．須采用高溫高壓的反應(yīng)條件使SO2氧化為SO3B．進(jìn)入接觸室之前的氣流無(wú)需凈化處理C．通入過(guò)量的空氣可以提高含硫礦石和SO2的轉(zhuǎn)化率D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率②接觸室結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中1~4表示催化劑層。圖2所示進(jìn)程中表示熱交換過(guò)程的是_______。A．a(chǎn)1→b1B．b1→a2C．a(chǎn)2→b2D．B2→a3E.a3→b3F.B3→a4G.a4→b4③對(duì)于放熱的可逆反應(yīng)，某一給定轉(zhuǎn)化率下，最大反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)的溫度稱為最適宜溫度。在圖3中畫出反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線Ⅱ)的關(guān)系曲線示意圖(標(biāo)明曲線Ⅰ、Ⅱ)_______。(4)一定條件下，在Na2S-H2SO4-H2O2溶液體系中，檢測(cè)得到pH-時(shí)間振蕩曲線如圖4，同時(shí)觀察到體系由澄清→渾濁→澄清的周期性變化。可用一組離子方程式表示每一個(gè)周期內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程，請(qǐng)補(bǔ)充其中的2個(gè)離子方程式。Ⅰ.S2-+H+=HS-Ⅱ.①_______；Ⅲ.HS-+H2O2+H+=S↓+2H2O；Ⅳ.②_______。3．(2021·浙江1月選考)“氯堿工業(yè)”以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品，氯氣是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上的常用氣體。請(qǐng)回答：(1)電解飽和食鹽水制取氯氣的化學(xué)方程式是______。(2)下列說(shuō)法不正確的是______。A．可采用堿石灰干燥氯氣B．可通過(guò)排飽和食鹽水法收集氯氣C．常溫下，可通過(guò)加壓使氯氣液化而儲(chǔ)存于鋼瓶中D．工業(yè)上，常用氫氣和氯氣反應(yīng)生成的氯化氫溶于水制取鹽酸(3)在一定溫度下，氯氣溶于水的過(guò)程及其平衡常數(shù)為：Cl2(g)Cl2(aq)K1=c(Cl2)/pCl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)K2其中p為Cl2(g)的平衡壓強(qiáng)，c(Cl2)為Cl2在水溶液中的平衡濃度。①Cl2(g)Cl2(aq)的焓變?chǔ)1______0。(填”>”、“=”或“<”)②平衡常數(shù)K2的表達(dá)式為K2=______。③氯氣在水中的溶解度(以物質(zhì)的量濃度表示)為c，則c=______。(用平衡壓強(qiáng)p和上述平衡常數(shù)表示，忽略HClO的電離)(4)工業(yè)上，常采用“加碳氯化”的方法以高鈦渣(主要成分為TiO2)為原料生產(chǎn)TiCl4，相應(yīng)的化學(xué)方程式為；I.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔHI=181mol·L-1，KI=-3.4×10-29II.2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔHII=-221mol·L-1，KII=1.2×1048結(jié)合數(shù)據(jù)說(shuō)明氯化過(guò)程中加碳的理由______。(5)在一定溫度下，以I2為催化劑，氯苯和Cl2在CS2中發(fā)生平行反應(yīng)，分別生成鄰二氯苯和對(duì)二氯苯，兩產(chǎn)物濃度之比與反應(yīng)時(shí)