2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題09 化學(xué)反應(yīng)原理綜合(題型突破)(練習(xí))(師版)

【淘寶店鋪：向陽百分百】【淘寶店鋪：向陽百分百】專題09化學(xué)反應(yīng)原理綜合(題型突破)目錄題型1化工生產(chǎn)中條件選擇與控制題型2設(shè)置情景制備新型工業(yè)材料TOC\o"1-1"\p""\h\z\u題型3運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理環(huán)境保護(hù)題型1化工生產(chǎn)中條件選擇與控制1．(2024·浙江省金華市十校選考模擬考試)科學(xué)家開發(fā)新型催化劑實(shí)現(xiàn)了N2O對CH3CH=CHCH3(2-丁烯)的氣相選擇性氧化，其反應(yīng)為：反應(yīng)I：CH3CH=CHCH3(g)＋N2O(g)CH3CH2COCH3(g)＋N2(g)ΔH1＝-398kJ·mol?1反應(yīng)Ⅱ：CH3CH=CHCH3(g)＋2N2O(g)2CH3CHO(g)＋2N2(g)ΔH2請回答：(1)幾種共價(jià)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示。共價(jià)鍵鍵能413347614745945607418已知N2O的結(jié)構(gòu)式為N=N=O，反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)的活化能為，則反應(yīng)Ⅱ的逆反應(yīng)的活化能為kJ·mol?1。(2)一定溫度下，向恒壓密閉容器中充入CH3CH=CHCH3(g)和N2O(g)，發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ，測得平衡體系中N2的體積分?jǐn)?shù)與起始投料比的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是___________(填標(biāo)號)。A．混合氣體中N2體積分?jǐn)?shù)不再變化說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)B．達(dá)到平衡時，體系中N2的體積分?jǐn)?shù)總是小于50%C．M、N、Q三點(diǎn)，N2O(g)的轉(zhuǎn)化率大小：N>M>QD．從N到Q，N2百分含量下降，是因?yàn)榉磻?yīng)Ⅰ逆向移動(3)在恒壓密閉容器中充入2molCH3CH=CHCH3(g)和2molN2O(g)，發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ。P1壓強(qiáng)下測得平衡時CH3CH2COCH的選擇性與溫度的關(guān)系如圖所示。X點(diǎn)時CH3CH=CHCH3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為50%。(CH3CH2COCH的選擇性)。①其他條件不變，溫度升高，平衡時CH3CH2COCH3(g)的選擇性升高的原因是。②X點(diǎn)反應(yīng)I的平衡常數(shù)KP的數(shù)值為(用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。③若P2P1，請?jiān)趫D中畫出P2時，CH3CH2COCH3的選擇性隨溫度升高的變化曲線。【答案】(1)E+716(2)AB(3)溫度升高，反應(yīng)Ⅱ逆向移動使反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)物濃度增大促進(jìn)反應(yīng)I正向移動的影響程度大于溫度升高使反應(yīng)I逆向移動的影響程度1.4【解析】(1)ΔH2=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=，ΔH2=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能，則反應(yīng)Ⅱ的逆反應(yīng)的活化能=-ΔH2=(E+716)kJ·mol?1。(2)A項(xiàng)，混合氣體中N2體積分?jǐn)?shù)不再變化，則其濃度不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；B項(xiàng)，反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ的產(chǎn)物中N2的體積分?jǐn)?shù)均為50%，可逆反應(yīng)中必存在反應(yīng)物，則N2體積分?jǐn)?shù)一定小于50%，B正確；C項(xiàng)，保持CH3CH=CHCH3(g)的物質(zhì)的量不變，增大N2O(g)的物質(zhì)的量，起始投料比增大，反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ平衡均正向移動，但N2O(g)的轉(zhuǎn)化率減小，則在M、N、Q三點(diǎn)中，N2O(g)的轉(zhuǎn)化率大小排序?yàn)镸>N>Q，C錯誤；D項(xiàng)，從N到Q，繼續(xù)增大起始投料比，平衡時氣體總體積增加的幅度大于N2增加的幅度，使得N2百分含量下降，D錯誤；故選AB。(3)①其他條件不變，溫度升高，反應(yīng)Ⅱ逆向移動使反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)物濃度增大促進(jìn)反應(yīng)I正向移動的影響程度大于溫度升高使反應(yīng)I逆向移動的影響程度，因而平衡時CH3CH2COCH3(g)的選擇性升高。②列出三段式：則平衡時，CH3CH=CHCH3、N2O、CH3CH2COCH3、CH3CHO、N2的物質(zhì)的量分別為1mol、0.6mol、0.6mol、0.8mol、1.4mol，總物質(zhì)的量為4.4mol，X點(diǎn)反應(yīng)I的平衡常數(shù)；③反應(yīng)I為氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ?yàn)闅怏w體積增大的反應(yīng)。同一溫度下，增大壓強(qiáng)反應(yīng)Ⅱ逆向移動使反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)物濃度增大促進(jìn)反應(yīng)I正向移動，因而平衡時CH3CH2COCH3(g)的選擇性升高。若P2P1，則P2時CH3CH2COCH3的選擇性隨溫度升高的變化曲線應(yīng)在P1時曲線的上方，畫出其曲線為。2．(2024·山東煙臺高三期中聯(lián)考)將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值碳基燃料，可有效減少碳排放。將CO2和H2在催化劑作用下，可實(shí)現(xiàn)二氧化碳甲烷化。可能發(fā)生反應(yīng)：i．CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1ii．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2＝+41.2kJ·mol－1iii．CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH3＝-206.1kJ·mol－1(1)利用不同催化劑，在一定溫度和反應(yīng)時間條件下，測得產(chǎn)物的生成速率與催化劑的關(guān)系如圖可知有利于制甲烷的催化劑是。(2)不同條件下，投料，發(fā)生上述反應(yīng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖2.升高溫度，反應(yīng)i的化學(xué)平衡常數(shù)(填“增大”或“減小”)；、、由大到小的順序是。壓強(qiáng)為的條件下，溫度高于600℃之后，隨著溫度升高轉(zhuǎn)化率增大的原因是。(3)①在某溫度下，向恒容容器中充入7molCO2和12molH2，初始壓強(qiáng)為19kPa，反應(yīng)經(jīng)10min達(dá)到平衡，此時氣體的總物質(zhì)的量為17mol，，則kPa/min，該溫度下反應(yīng)ii的化學(xué)平衡常數(shù)K=。②若保持溫度不變壓縮容器的體積，CH4的物質(zhì)的量(填“增加”“減小”或“不變”)，反應(yīng)i的平衡將(填“正向”“逆向”或“不”)移動。【答案】(1)Pt@h-BN3(2)減小CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)i和反應(yīng)的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和。ⅰ為放熱反應(yīng)；ⅱ為吸熱反應(yīng)。600℃之后，CO2轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ⅱ(3)0.11增加正向【解析】(1)根據(jù)圖示，在一定溫度和反應(yīng)時間條件下，使用催化劑Pt@h-BN3甲烷的生成速率最大且CO的速率最小，所以有利于制甲烷的催化劑是Pt@h-BN3。(2)ii．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2＝+41.2kJ·mol－1；iii．CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH3＝-206.1kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律ii+iii得

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=，正反應(yīng)放熱，升高溫度，反應(yīng)i的化學(xué)平衡常數(shù)減?。黄渌鼦l件不變，增大壓強(qiáng)i正向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以、、由大到小的順序是。CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)i和反應(yīng)ii的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和。ⅰ為放熱反應(yīng)；ⅱ為吸熱反應(yīng)。600℃之后，CO2轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ⅱ，所以溫度高于600℃之后，隨著溫度升高轉(zhuǎn)化率增大；(3)①在某溫度下，向恒容容器中充入7molCO2和12molH2，初始壓強(qiáng)為19kPa，反應(yīng)經(jīng)10min達(dá)到平衡，此時氣體的總物質(zhì)的量為17mol，反應(yīng)i氣體物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)i：7-x+12-4x+x+2x=17，x=1，所以甲烷的kPa/min；恒溫、恒容，壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比，則平衡時氣體物質(zhì)的量為17mol，，n(CO)=3mol，n(CH4)=1mol，1molCO2參加反應(yīng)i、3molCO2參加反應(yīng)ⅱ，反應(yīng)i消耗氫氣4mol、反應(yīng)ⅱ消耗氫氣3mol，平衡時容器中n(CO)=3mol、n(H2)=5mol、n(CO2)=3mol、n(H2O)=5mol，則該溫度下反應(yīng)ii的化學(xué)平衡常數(shù)K==1；②若保持溫度不變，壓縮容器的體積，反應(yīng)ⅰ為正向移動，CH4的物質(zhì)的量增加。3．(2024·北京朝陽區(qū)高三期中聯(lián)考)合成氨的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步。(1)1898年，化學(xué)家用氮?dú)?、碳化鈣(CaC2)與水蒸氣反應(yīng)制備氨：i．碳化鈣和氮?dú)庠?000℃的高溫下產(chǎn)生氰氨化鈣(CaCN2)；ii．氰氨化鈣與水蒸氣反應(yīng)生成氨氣。寫出反應(yīng)ii的化學(xué)方程式：。(2)20世紀(jì)初，以N2和H2為原料的工業(yè)合成氨方法研制成功。其反應(yīng)為：。①N2的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫、高壓下，N2和H2的化合反應(yīng)仍然進(jìn)行得十分緩慢。從分子結(jié)構(gòu)角度解釋原因：。②壓強(qiáng)對合成氨有較大影響。下圖為不同壓強(qiáng)下，以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(H2)=0.75、x(N2)=0.25進(jìn)料(組成1)，反應(yīng)達(dá)平衡時，x(NH3)與溫度的計(jì)算結(jié)果。i．判斷壓強(qiáng)：p1p2(填“>”或“<”)，簡述理由：。ii．在p1、x(NH3)=0.20時，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為。iii．合成氨原料氣中存在不參與反應(yīng)的Ar時會影響NH3的平衡含量。在p1時，以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(H2)=0.675、x(N2)=0.225、x(Ar)=0.10進(jìn)料(組成2)，反應(yīng)達(dá)平衡時x(NH3)與溫度的計(jì)算結(jié)果與組成1相比有一定變化，在上圖中用虛線畫出相應(yīng)曲線。(3)我國科學(xué)家研制出雙催化劑，通過光輻射產(chǎn)生溫差(如體系溫度為495℃時，納米Fe的溫度為547℃，而的溫度為415℃，解決了溫度對合成氨工業(yè)反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率影響矛盾的問題，其催化合成氨機(jī)理如圖所示。分析解釋：與傳統(tǒng)的催化合成氨(鐵觸媒、400~500℃)相比，雙催化劑雙溫催化合成氨具備優(yōu)勢的原因是。【答案】(1)aCN2+3H2O(g)aCO3+2NH3(2)N2中含氮氮三鍵(N≡N)，鍵能大，難斷裂<合成氨反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，氨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大(3)N≡N在“熱Fe”表面易于斷裂，有利于提高合成氨反應(yīng)的速率；“冷Ti”低于體系溫度，氨氣在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率【解析】(1)氰氨化鈣與水蒸氣反應(yīng)生成氨氣和碳酸鈣，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為：aCN2+3H2O(g)aCO3+2NH3；(2)①N2中含氮氮三鍵(N≡N)，鍵能大，難斷裂，因此即使在高溫、高壓下，N2和H2的化合反應(yīng)仍然進(jìn)行得十分緩慢；②i．合成氨反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，氨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，所以p1<p2；ii．圖中，進(jìn)料組成為x(H2)=0.75、x(N2)=0.25兩者物質(zhì)的量之比為3：1。假設(shè)進(jìn)料中氫氣和氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量分別為3mol和1mol，達(dá)到平衡時氮?dú)獾淖兓繛閤mol，則有：在p1、x(NH3)=0.20時，x(NH3)=，解得x=；iii．在相同溫度和相同壓強(qiáng)下，組成2平衡時氨的摩爾分?jǐn)?shù)較小。在恒壓下充入惰性氣體Ar，反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小，各組分的分壓也減小，化學(xué)平衡要朝氣體分子數(shù)增大的方向移動，因此，充入惰性氣體Ar不利于合成氨，進(jìn)料組成中含有惰性氣體Ar的圖用虛線畫出相應(yīng)曲線如下：；(3)N≡N在“熱Fe”表面易于斷裂，有利于提高合成氨反應(yīng)的速率；“冷Ti”低于體系溫度，氨氣在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率，故與傳統(tǒng)的催化合成氨(鐵觸媒、400~500℃)相比，雙催化劑雙溫催化合成氨具備優(yōu)勢。4．(2023·遼寧省錦州市高三質(zhì)量檢測)尿素[CO(NH2)2]在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及環(huán)保領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。工業(yè)合成尿素的熱化學(xué)方程式為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(l)?H=-87.0kJ?mol-1。合成尿素的反應(yīng)分步進(jìn)行，如圖是反應(yīng)的機(jī)理及能量變化(單位：kJ?mol-1)，TS表示過渡態(tài)?；卮鹣铝袉栴}：(1)若?E1=66.5kJ?mol-1，則?E2=_____kJ?mol-1。(2)若向某恒溫、恒容的密閉容器中分別加入等物質(zhì)的量的NH3和CO2，發(fā)生合成尿素的反應(yīng)。下列敘述能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____(填標(biāo)號)。a．?dāng)嗔?molN－H鍵的同時斷裂2molO－H鍵b．混合氣體的壓強(qiáng)不再變化c．混合氣體的密度不再變化d．CO2的體積分?jǐn)?shù)不再變化(3)最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：HNCO(g)+NH3(g)CO(NH2)2(g)。I．在T1℃和T2℃時，向恒容密閉容器中投入等物質(zhì)的量的HNCO和NH3，平衡時lgp(NH3)與lgp[CO(NH2)2]的關(guān)系如圖I所示，p為物質(zhì)的分壓(單位為kPa)。①T1_____T2(填“＞”“＜”或“=”)。②T2時，該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ=_____。[已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于反應(yīng)：dD(g)+eE(g)gG(g)，Kθ=，其中Kθ=100kPa，p(G)、p(D)、p(E)為各組分的平衡分壓。]③保持溫度不變，點(diǎn)A時繼續(xù)投入等物質(zhì)的量的兩種反應(yīng)物，再次達(dá)到平衡時，CO(NH2)2的體積分?jǐn)?shù)將_____(填“增大”“減小”或“不變”)。Ⅱ．其他條件相同，在不同催化劑下發(fā)生該反應(yīng)，反應(yīng)正向進(jìn)行至相同時間，容器中CO(NH2)2的物質(zhì)的量隨溫度變化的曲線如圖Ⅱ所示。④在500℃時，催化效率最好的是催化劑_____(填標(biāo)號)。⑤500℃以上，n[CO(NH2)2]下降的原因可能是_____(不考慮物質(zhì)的穩(wěn)定性)。【答案】(1)241(2)bc(3)＜1000增大c隨著溫度的升高，催化劑活性降低，反應(yīng)速率減慢，相同時間內(nèi)生成的CO(NH2)2的物質(zhì)的量減少【解析】(1)反應(yīng)焓變是-87kJ/mol，即圖中最終階段相對初始階段的能量是-87kJ/mol，那么由TS3到最終階段，有；(2)a項(xiàng)，根據(jù)方程式可知：每2分子NH3反應(yīng)產(chǎn)生1分子CO(NH3)2，會斷裂2個N-H鍵，即1個NH3分子斷裂1個N-H鍵。現(xiàn)在斷裂6molN-H鍵，就是6molNH3反應(yīng)，要生成3molH2O，形成6molO-H鍵，同時斷裂2molO-H鍵，就是lmol水發(fā)生反應(yīng)，生成水的物質(zhì)的量大于消耗的水的物質(zhì)的量，正、逆反應(yīng)速率不相等，沒有達(dá)到平衡，a不符合題意；b項(xiàng)，該反應(yīng)在恒溫恒容條件下進(jìn)行，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變，當(dāng)氣體壓強(qiáng)不再變化時，氣體的物質(zhì)的量不變，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，b符合題意；c項(xiàng)，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，而反應(yīng)恒溫恒容條件下進(jìn)行，氣體的體積不變，氣體的密度會發(fā)生變化，若在混合氣體的密度不再變化，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，c符合題意；d項(xiàng)，由三段式計(jì)算可知二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為定值，所以二氧化碳體積分?jǐn)?shù)不再變化不能說明是否已達(dá)平衡，d不符合題意；故選bc；(3)①由反應(yīng)機(jī)理圖可知，最后一步的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，若p(NH3)保持不變，溫度升高，p[CO(NH2)2]會減小，由圖可知，當(dāng)lgp(NH3)=1時，T2直線所對應(yīng)的lgp[CO(NH2)2]比T1直線所對應(yīng)的lgp[CO(NH2)2]小，則有T1＜T2；②向恒容密閉容器中投入等物質(zhì)的量的HNCO和NH3，平衡時HNCO和NH3分壓相等，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式，并代入A點(diǎn)數(shù)據(jù)，可知T2℃時此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)；③若點(diǎn)A時繼續(xù)投入等物質(zhì)的量的兩種反應(yīng)物，體積不變，則相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，加壓時化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動，故化學(xué)平衡正向移動，CO(NH2)2的體積分?jǐn)?shù)變大；④由圖Ⅱ可知在溫度為T1時，催化劑③的作用下，CO(NH2)2的物質(zhì)的量較多，其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)較大，故該溫度下催化效率最好的是催化劑c；⑤催化劑存在活化溫度，在活化溫度時催化效果較高，由圖Ⅱ的CO(NH2)2的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度的變化趨勢可知：T2℃以上，n[CO(NH2)2]下降，原因可能是：隨溫度的升高，可能導(dǎo)致催化劑活性降低，使反應(yīng)速率降低，相同時間生成的CO(NH2)2的物質(zhì)的量減少。題型2設(shè)置情景制備新型工業(yè)材料1．(2024·河北石家莊·高三石家莊精英中學(xué)期中)氨的用途十分泛，如氨是制造硝酸和氮肥的重要原料。工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破?；卮鹣铝袉栴}：(1)合成氨反應(yīng)的歷程和能量的變化如圖所示，符號“·”可視為催化劑。在合成氨的基元反應(yīng)中，決速步驟的活化能為kJ/mol。(2)在不同條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng)，下列反應(yīng)速率由大到小的順序是(填選項(xiàng)序號)。①v(N2)=0.5mol/(L·min)

②v(H2)=0.02mol/(L·s)③v(NH3)=0.4mol/(L·min)

④v(NH3)=0.02mol/(L·s)(3)對于合成氨反應(yīng)而言，只控制一個變量，下列圖像合理的是___________(填選項(xiàng)字母)。A．B．C．D．(4)一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入0.4molN2、1.2molH2發(fā)生反應(yīng)，NH3的濃度隨時間變化情況如表所示：時間/min510152025濃度/mol/L0.080.140.180.200.200~10min內(nèi)，用H2表示的平均反應(yīng)速率為；實(shí)驗(yàn)測得體系平衡時的壓強(qiáng)為10MPa，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=MPa-2(用分?jǐn)?shù)表示，Kp為分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))；若維持溫度不變，向另一2L恒容密閉容器中充入H2、N2和NH3各4mol時，該反應(yīng)的v正(填“>”“<”或“=”)v逆?！敬鸢浮?1)352(2)④①②③(3)BD(4)0.021mol·L-1·min-1>【解析】(1)活化能最大的那步反應(yīng)對總反應(yīng)速率影響最大，則基元反應(yīng)的活化能為500kJmol-1-48kJmol-1=352kJmol-1；(2)N2+3NH32NH3，根據(jù)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，都轉(zhuǎn)化為用H2表示的速率，然后進(jìn)行比較：①v(N2)=0.5mol/(L·min)，所以v(H2)=1.5mol·L-1·min-1；②v(H2)=0.02mol/(L·s)=1.2mol·L-1·min-1；③v(NH3)=0.4mol/(L·min)，所以v(H2)=0.6mol·L-1·min-1；④v(NH3)=0.02mol/(L·s)=1.2mol·L-1·min-1，所以v(H2)=1.8mol·L-1·min-1；所以該反應(yīng)的速率由大到小的順序是④①②③；(3)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2+3H22NH3，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；A項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，氨的平衡百分含量增大，故A錯誤；B項(xiàng)，起始時N2的物質(zhì)的量增大，氨的平衡百分含量先增大后減小，故B正確；C項(xiàng)，由反應(yīng)方程式可知，達(dá)到化學(xué)平衡時N2、H2、NH3的濃度并不一定相等，圖像不一定正確，故C錯誤；D項(xiàng)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動，故與圖像相符合，故D正確，故選BD；(4)0~10min內(nèi)，NH3的濃度變化量為0.14mol/L，根據(jù)方程式N2+3H22NH3，H2的濃度變化量為0.21mol/L，用H2表示的平均反應(yīng)速率為=0.021mol?L-1?min-1；由表格數(shù)據(jù)可知，平衡時NH3的濃度為0.2mol/L，即物質(zhì)的量為0.4mol，列三段式如下：平衡時N2的分壓為p(N2)=10MPa=MPa；同理可計(jì)算p(H2)=MPa；p(NH3)=MPa；Kp===MPa-2；利用上述三段式數(shù)據(jù)，可計(jì)算出濃度平衡常數(shù)Kc=，另一2L恒容密閉容器中充入H2、N2和NH3各4mol時，Qc=，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即v正>v逆。2．(2024·浙江金華一中高三期中)乙烯、丙烯是化學(xué)工業(yè)的最基本原料，工業(yè)上可采用多種方法生產(chǎn)，請回答下列問題：方法一：利用丙烷脫氫制烯烴，反應(yīng)如下。ⅠC3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH1ⅡC3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g)ΔH2ⅢC2H4(g)＋H2(g)C2H6(g)ΔH3ⅣC3H8(g)+H2(g)CH4(g)＋C2H6(g)ΔH4上述各反應(yīng)常壓下平衡常數(shù)自然對數(shù)值隨溫度(T)的變化如圖1所示。(1)ΔH10(填“＜”或“>”)；圖1中表示反應(yīng)Ⅱ的曲線為(填“a”或“b”)。(2)T1溫度下，向體積不等的恒容容器中加入等量C3H8，若只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，反應(yīng)相同時間后，測得各容器中C3H8的轉(zhuǎn)化率與容器體積關(guān)系如圖2。①下列說法正確的是。A．各容器內(nèi)反應(yīng)的平衡常數(shù)相同B．體系處于W點(diǎn)時，加催化劑，可提高C3H8轉(zhuǎn)化率C．體系處于W、M兩點(diǎn)時，若升高溫度，凈反應(yīng)速率均增加D．反應(yīng)過程中若容器內(nèi)氣體密度不再變化，則反應(yīng)已達(dá)平衡②保持其他條件不變，增大C3H8初始投料，請?jiān)趫D2中畫出C3H8的轉(zhuǎn)化率與容器體積關(guān)系圖。方法二：利用甲醇分解制取烯烴，涉及反應(yīng)如下。a.2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH＝-22.66kJ·mol?1b.3CH3OH(g)=C3H6(g)＋3H2O(g)ΔH＝-92.24kJ·mol?1c.3C2H4(g)2C3H6(g)(3)①恒壓條件下，平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖3所示。已知923K時，，假設(shè)沒有副反應(yīng)，平衡體系總壓強(qiáng)為P，求923K反應(yīng)c的平衡常數(shù)KP。(對于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作，如，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))②工業(yè)上使甲醇反應(yīng)氣流經(jīng)ZSM-5分子篩催化分解，該催化劑同時也可催化丁烯裂解2C4H8(g)C2H4(g)＋2C3H6(g)ΔH＝+117.93kJ·mol?1。請說明，甲醇分解工藝中常常添加適量丁烯共同反應(yīng)，其原因可能為?！敬鸢浮?1)>b(2)AC(3)丁烯分解為吸熱反應(yīng)，可以為反應(yīng)體系降溫，防止催化劑因反應(yīng)溫度過高而失活。甲醇分解轉(zhuǎn)化率很高，基本不受丁烯分解吸熱影響【解析】(1)由圖1可知a、b兩條曲線均隨著溫度的升高，lnKp的數(shù)值增大，說明升高溫度對于I、II兩個反應(yīng)的影響都是平衡向正反應(yīng)吸熱方向移動，所以ΔH1>0；根據(jù)II、III、IV的反應(yīng)方程式，列出各反應(yīng)的分壓平衡常數(shù)依次為，可看出，由圖1可知當(dāng)T=600K時，lnKp(IV)和lnKp(III)幾乎相等，即600K時，Kp(IV)=Kp(III)，所以此時Kp(II)=1，lnKp(II)=0，對應(yīng)曲線b，所以表示反應(yīng)Ⅱ的曲線為b；(2)①A項(xiàng)，因?yàn)槠胶獬?shù)只隨溫度的改變而改變，各容器所處溫度相同，所以各容器內(nèi)反應(yīng)的平衡常數(shù)相同，A正確；B項(xiàng)，催化劑只能改變反應(yīng)速率，對平衡移動沒有影響，因此體系處于W點(diǎn)時，加催化劑，不會改變C3H8的轉(zhuǎn)化率，B錯誤；C項(xiàng)，凈反應(yīng)速率為正反應(yīng)速率-逆反應(yīng)速率，反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，正反應(yīng)速率增大幅度大于逆反應(yīng)速率增大幅度，因此體系處于W、M兩點(diǎn)時，若升高溫度，凈反應(yīng)速率均增加，C正確；D項(xiàng)，各反應(yīng)容器恒容，容器內(nèi)氣體質(zhì)量一定，密度也為一定值，所以密度不再變化，不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡，D錯誤；故選AC；②原圖中前半段，容器體積小，反應(yīng)物濃度大，反應(yīng)速率較大，反應(yīng)一段時間后已達(dá)到平衡狀態(tài)，此時隨著容器體積增大，化學(xué)平衡正向移動，因此丙烷的轉(zhuǎn)化率增大，但是隨著容器體積繼續(xù)增大，反應(yīng)速率減小，后半段反應(yīng)尚未達(dá)到平衡，且體積越大，濃度越小反應(yīng)速率越慢，因此丙烷的轉(zhuǎn)化率也就越低。在此基礎(chǔ)上增大丙烷初始投料，丙烷濃度增大，則相同時間內(nèi)前半段仍會達(dá)到平衡，但是丙烷濃度增大，轉(zhuǎn)化率降低，因此體積相同的情況下轉(zhuǎn)化率較加料前更低，但是初始丙烷投料量增大，丙烷的濃度也增大，反應(yīng)速率也更大，對體積較大的情況而言，反應(yīng)速率增大丙烷的轉(zhuǎn)化率增大，但是隨著體積繼續(xù)增大，反應(yīng)速率還是會減小，丙烷的轉(zhuǎn)化率從而下降，故總體表現(xiàn)就是曲線右移。如圖所示：；(3)①根據(jù)題干中Kp定義式和923K時關(guān)系式，可得反應(yīng)c的Kp=。設(shè)在923K時，，反應(yīng)a中生成xmol乙烯和2xmol水，反應(yīng)b中生成ymol丙烯和3ymol水，c反應(yīng)中，有則根據(jù)，有x-3n=2(y+2n)，即x=2y+7n；，代入后有，代入可得：Kp=；②丁烯分解為吸熱反應(yīng)，可以為反應(yīng)體系降溫，防止催化劑因反應(yīng)溫度過高而失活。甲醇分解轉(zhuǎn)化率很高，基本不受丁烯分解吸熱影響，所以甲醇分解工藝中常常添加適量丁烯共同反應(yīng)。3．(2023·遼寧省沈陽市二模)甲醇水蒸氣催化重整是當(dāng)前制取清潔能源氫氣的主要方法，其反應(yīng)機(jī)理如下：反應(yīng)I：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH1反應(yīng)II：O2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2請回答下列問題：(1)在催化劑作用下，反應(yīng)I可通過如圖1所示的反應(yīng)歷程實(shí)現(xiàn)催化重整，則ΔH1=___________kJ·mol-1。(2)將一定量的甲醇?xì)怏w和水蒸氣混合反應(yīng)，使用催化劑R，測得相同條件下，甲醇的轉(zhuǎn)化率[(CH3OH)%]與CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[(CO)%]變化如圖2所示。反應(yīng)II為___________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)，選擇催化劑R的作用為___________。(3)將1mol甲醇?xì)怏w和1.3mol水蒸氣混合充入2L恒容密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為300℃、起始壓強(qiáng)為2.5MPa下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時容器中n(CH3OH)=n(CO)=0.1mol，甲醇的轉(zhuǎn)化率為___________，則反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kc=___________(mol·L-1)2(列出計(jì)算式即可)。(4)相同反應(yīng)條件下，測得相同時間內(nèi)甲醇水蒸氣重整反應(yīng)各組分的含量與反應(yīng)溫度關(guān)系曲線圖如下，下列說法中正確的是___________。a．升溫對反應(yīng)I的化學(xué)反應(yīng)速率影響更大b．該條件下催化劑活性溫度高于270℃c．催化劑的選擇應(yīng)考慮提高生成CO2的選擇性d．250℃時，n(CH3OH)：n(CO)不小于1.3【答案】(1)(a-b+c)(2)吸熱加快反應(yīng)速率，降低反應(yīng)Ⅱ的選擇性(3)90%(或0.90或0.9)(能體現(xiàn)出計(jì)算過程，直接寫結(jié)果不給分)(4)acd【解析】(1)ΔH1=反應(yīng)物總能量-生成物總能量，由圖可知ΔH1=(a-b+c)kJ·mol-1；(2)由圖中信息可知隨溫度升高，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加，說明反應(yīng)II正向移動，則正向?yàn)槲鼰岱较颍挥蓤D可知，在其他條件相同時，使用催化劑R時CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)較小，而甲醇轉(zhuǎn)化一直較高，說明催化劑R的使用可減少反應(yīng)II的發(fā)生，即對反應(yīng)II具有選擇性，同時使用催化劑可加快反應(yīng)速率；(3)根據(jù)題中信息列三段式：甲醇的轉(zhuǎn)化率為；則反應(yīng)I的平衡常數(shù)=；(4)a項(xiàng)，由圖可知升高溫度CO的含量幾乎不發(fā)生改變，而氫氣的含量增大趨勢顯著，可知升溫對反應(yīng)I的化學(xué)反應(yīng)速率影響更大，故正確；b項(xiàng)，由圖可知，溫度高于250℃時產(chǎn)物含量的變化率減小，說明催化劑的活性開始降低，故錯誤；c項(xiàng)，催化劑的選擇考慮提高生成CO2的選擇性，這樣才能提高甲醇催化重整生成氫氣的選擇性，故正確；d項(xiàng)，由圖可知反應(yīng)起點(diǎn)時n(CH3OH)：n(CO)=1.3，250℃時，兩者含量差距增大，n(CH3OH)：n(CO)大于1.3，故正確；故選acd。4．(2024·浙江省A9協(xié)作體高三聯(lián)考)CH3OH是一種綠色燃料，可由CO或CO2制備。工業(yè)上制備CH3OH發(fā)生如下反應(yīng)：反應(yīng)1：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ/mol反應(yīng)2：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ/mol請回答：(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，該反應(yīng)的ΔH=kJ/mol。(2)將CO2和H2按1︰3通入密閉容器中發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)2，改變反應(yīng)溫度，分別測得1MPa、3MPa、5MPa下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)以及3MPa時生成CH3OH、CO選擇性(S)的變化如圖甲(選擇性為目標(biāo)產(chǎn)物在總產(chǎn)物中的比率)。①代表5MPa下α(CO2)隨溫度變化趨勢的是曲線(填“a”“b”或“c”)。②隨著溫度升高，a、b、c三條曲線接近重合的原因是。③P點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)2的平衡常數(shù)Kp=。④分子篩膜反應(yīng)器可提高反應(yīng)1的平衡轉(zhuǎn)化率，原理如圖乙所示。分子篩膜反應(yīng)器可提高轉(zhuǎn)化率的原因是。⑤請?jiān)谙聢D中畫出5MPa時生成CH3OH、CO選擇性(S)隨溫度變化的曲線?！敬鸢浮?1)-90.7(2)①a②升溫會抑制放熱反應(yīng)1，同時促進(jìn)吸熱反應(yīng)2，即溫度較高時以反應(yīng)2為主，而反應(yīng)2前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對平衡無影響，所以三條轉(zhuǎn)化率曲線隨溫度升高逐漸接近重合③或0.0096或9.6×10-3④分子篩膜可將H2O從體系中移出，使c(H2O)降低，促使反應(yīng)1平衡正向移動⑤

(S(CO)位于3MPa曲線下方，S(CH3OH)位于3MPa曲線上方，兩線交點(diǎn)縱坐標(biāo)為50)【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)1-反應(yīng)2計(jì)算可得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，該反應(yīng)的ΔH=-49.5kJ/mol-(+41.2kJ/mol)=-90.7kJ/mol。(2)①由圖可知，一定低溫條件下、5MPa時甲醇的選擇性(S)最大，CO選擇性(S)最小，說明低溫條件增大壓強(qiáng)時主要發(fā)生反應(yīng)1，反應(yīng)1是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)反應(yīng)1的平衡正向移動，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率(α)增大，即壓強(qiáng)越大二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率(α)越大，所以代表5MPa下，α(CO2)隨溫度變化趨勢的是曲線a；②由圖可知，溫度較高時甲醇的選擇性(S)較小，CO選擇性(S)較大，說明溫度較高時主要發(fā)生反應(yīng)2，反應(yīng)2是氣體體積不變化的吸熱反應(yīng)，三條曲線幾乎交于一點(diǎn)，說明壓強(qiáng)對二氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率幾乎沒有影響，即a、b、c三條曲線接近重合的原因是為溫度較高時以反應(yīng)2為主，該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，改變壓強(qiáng)對其平衡沒有影響，故答案為：升溫會抑制放熱反應(yīng)1，同時促進(jìn)吸熱反應(yīng)2，即溫度較高時以反應(yīng)2為主，而反應(yīng)2前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對平衡無影響，所以三條轉(zhuǎn)化率曲線隨溫度升高逐漸接近重合；③若起始時二氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量分別為1mol、3mol，P點(diǎn)時甲醇的選擇性(S)、CO選擇性(S)均為50%，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率(α)=20%，體系壓強(qiáng)為3MPa，平衡時：n(CO2)=1mol×(1-20%)=0.8mol，設(shè)n(H2)=xmol，n(CH3OH)=n(CO)=ymol，n(H2O)=zmol，根據(jù)C、H、O原子守恒可知，0.8+2y=1，，2x+4y+2z=6，0.8×2+2y+z=2，解得x=2.6mol，y=0.1mol，z=0.2mol，體系中氣體的總物質(zhì)的量n=2.6mol+0.1mol+0.1mol+0.2mol+0.8mol=3.8mol，p(CO2)=；同理可知：p(H2)=，p(CO)=，p(H2O)=，反應(yīng)2的平衡常數(shù)Kp==0.0096；④由圖可知，該分子篩膜反應(yīng)器具有雙重功能，只催化反應(yīng)1，且能分離出生成物水蒸氣，促進(jìn)反應(yīng)1的平衡正向移動，以提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率，分子篩膜可將H2O從體系中移出，使c(H2O)降低，促使反應(yīng)1平衡正向移動；⑤壓強(qiáng)增大，S(CO)降低，位于3MPa曲線下方，S(CH3OH)增大，位于3MPa曲線上方，兩線交點(diǎn)縱坐標(biāo)為50，故曲線為

。TOC\o"1-1"\p""\h\z\u題型3運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理環(huán)境保護(hù)1．(2024·江蘇淮安·高三校聯(lián)考階段練習(xí))研究煙氣脫硝脫硫是環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展的重要課題。(1)一種隔膜電化學(xué)法可處理燃煤煙氣中的NO和SO2，裝置如圖所示。陰極區(qū)的電極反應(yīng)式為。使用固體催化劑可提高脫硫效率。氣體在固體催化劑表面反應(yīng)的機(jī)理是氣體反應(yīng)物分子吸附在催化劑表面，占據(jù)催化劑表面活性位點(diǎn)，生成一些活性高的微粒，從而降低反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速率。(2)活性炭催化脫除SO2的機(jī)理如圖所示(*代表吸附態(tài))。寫出“熱再生”生成SO2的化學(xué)方程式。(3)V2O5/炭基材料是在活性炭上載有V2O5活性成分，構(gòu)成更高活性的活性炭催化劑，更有利于SO2轉(zhuǎn)化為SO3，最終實(shí)現(xiàn)脫硫。①通過紅外光譜發(fā)現(xiàn)，脫硫開始后催化劑表面出現(xiàn)了VOSO4的吸收峰，再通入O2后VOSO4吸收峰消失，后一步用化學(xué)方程式表示為。②控制一定氣體流速和溫度，考察煙氣中O2的存在對V2O5/炭基材料催化劑脫硫活性的影響，結(jié)果如圖所示，當(dāng)O2濃度過高時，去除率下降，其原因可能是。(4)科學(xué)家通過NH3活化改進(jìn)提升了活性炭的脫硫性能，認(rèn)為活性炭表面的含氮官能團(tuán)具有催化性能，含氮官能團(tuán)越豐富越有利于提升脫硫性能，原因可能是。【答案】(1)2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O(2)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O(3)4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3氧氣濃度過高時，O2和SO2分子會產(chǎn)生競爭吸附的局勢，當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過多活性位點(diǎn)時，剩余的SO2分子就不能很好地被吸附，導(dǎo)致脫硫率下降(4)活性炭材料表面的含氮官能團(tuán)具有堿性，能夠促進(jìn)活性炭對SO2的吸附及氧化【解析】(1)由題干圖示信息可知，電極A上實(shí)現(xiàn)HSO3-轉(zhuǎn)化為S2O42-，則S的化合價(jià)降低，該電極為陰極，該電極反應(yīng)為：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O，電極B為陽極，電極反應(yīng)為：SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-，吸收池中反應(yīng)為：2S2O42-+2NO+2H2O=4HSO3-+N2，故陰極區(qū)的電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；(2)根據(jù)圖中信息可知，“熱再生”是活性炭基材料與濃硫酸反應(yīng)生成SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O；(3)①根據(jù)題意可知，該脫硫反應(yīng)過程可描述為SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體；VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5或3SO2+V2O5+O2=2VOSO4+SO3，4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3；②當(dāng)O2濃度過高時，去除率下降，其可能原因是氧氣濃度過高時，O2、SO2和NO分子會產(chǎn)生競爭吸附的局勢，當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過多活性位時，剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附，導(dǎo)致脫硫脫硝率下降；(4)活性炭材料表面的含氮官能團(tuán)具有堿性，能夠促進(jìn)活性炭對SO2的吸附及氧化，含氮官能團(tuán)越豐富越有利于提升脫硫性能。2．(2024·江蘇南通高三期中)捕集并轉(zhuǎn)化CO2可以有效實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和。Ⅰ.工業(yè)上利用兩種溫室氣體CH4和CO2催化重整制取H2和CO，主要反應(yīng)為反應(yīng)①：CH4(g)＋CO(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1＝+247.4kJ·mol?1過程中還發(fā)生三個副反應(yīng)：反應(yīng)②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝+41.2kJ·mol?1反應(yīng)③：2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH3＝-171.0kJ·mol?1反應(yīng)④：2CO(g)2H2(g)＋C(s)ΔH4將CH4與CO2(體積比為1∶1)的混合氣體以一定流速通過催化劑，產(chǎn)物中H2與CO的物質(zhì)的量之比、CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示：(1)ΔH4=。(2)500℃時，比較小，此時發(fā)生的副反應(yīng)以(選填②、③、④中一種)為主。升高溫度，產(chǎn)物中H2與CO的物質(zhì)的量之比增大的原因是。Ⅱ.光催化CH4和生成CO和H2催化反應(yīng)機(jī)理如圖所示：(3)上述反應(yīng)機(jī)理中表現(xiàn)出氧化性的粒子有。Ⅲ.用光電化學(xué)法將CO2還原為有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳資源的再生利用，其裝置如左圖所示，其他條件一定時，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率(FE%)隨電解電壓的變化如右圖所示：，其中，，n表示電解生成還原產(chǎn)物X所轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，F(xiàn)表示法拉第常數(shù)。(4)當(dāng)電解電壓為U1V時，陰極生成HCHO的電極反應(yīng)式為。(5)當(dāng)電解電壓為U2V時，電解生成的HCOOH和HCHO的物質(zhì)的量之比為3：2，則生成HCHO的法拉第效率m為?！敬鸢浮?1)+76.4kJ/mol(2)②升高溫度，反應(yīng)以反應(yīng)④為主，H2增大幅度大于CO(3)CO2、h+(4)CO2+4e—+4H+=HCHO+H2O(5)20%【解析】(1)由蓋斯定律可知，反應(yīng)①+反應(yīng)③得到反應(yīng)④，則反應(yīng)ΔH4=(+247.4kJ/mol)+(—171.0kJ/mol)=+76.4kJ/mol；(2)500℃時，產(chǎn)物的比值比較小說明反應(yīng)中氫氣的物質(zhì)的量減小、一氧化碳的物質(zhì)的量增大，則此時發(fā)生的副反應(yīng)以②為主；升高溫度，產(chǎn)物的比值增大說明反應(yīng)以反應(yīng)④的為主，氫氣的物質(zhì)的量增大幅度大于一氧化碳；(3)由圖可知，二氧化碳Rh表面得到電子生成一氧化碳和氧離子，氧離子作用下甲烷失去電子生成一氧化碳和氫氣，則表現(xiàn)氧化性的微粒為二氧化碳和h+；(4)由圖可知，電解電壓為U1V時，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲醛和水，電極反應(yīng)式為CO2+4e—+4H+=HCHO+H2O；(5)電解電壓為U2V時，放電生成1mol甲酸轉(zhuǎn)移2mol，生成1mol甲醛轉(zhuǎn)移4mol電子，由圖可知，生成甲酸的FE%為15%，則由電解生成的甲酸和甲醛的物質(zhì)的量之比為3：2可得：：=3：2，解得m=20。3．(2024·浙江省嘉興市高三基礎(chǔ)測試)CO2過度排放會引起氣候、環(huán)境等問題。在Cu/ZnO催化劑下，CO2和H2可發(fā)生反應(yīng)生成CH3OH和CO，熱化學(xué)方程式如下：Ⅰ.CO(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝-50kJ·mol?1Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝+41.2kJ·mol?1(1)已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH1＝-566kJ·mol?1H2O(g)=H2O(l)

ΔH＝-44kJ·mol?1寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式。(2)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中通入1molCO2和2.31molH2，起始壓強(qiáng)為0.33MPa，發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ。平衡時，總壓為0.25MPa，CO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)KP=(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(3)不同壓強(qiáng)下，維持投料比相同，實(shí)驗(yàn)測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示。在恒壓密閉容器中，維持投料比相同，將CO2和H2按一定的流速通過反應(yīng)器，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇性[]隨溫度變化關(guān)系如圖2所示。圖示溫度范圍催化劑的活性受溫度影響不大。①下列說法不正確的是。A．圖1中，P1P2P3P4B．圖1中550℃后以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，反?yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對平衡基本沒有影響C．圖2中236℃后，升溫使反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動的程度大于反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動程度，使CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OH選擇性都下降D．改用活性更好的催化劑能使圖2中各溫度下CO2轉(zhuǎn)化率都增大②假設(shè)只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，一定溫度下氫氣和二氧化碳的物質(zhì)的量之比為n：1，相應(yīng)平衡體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為y，請?jiān)趫D3中繪制y隨n變化的示意圖。(4)在密閉容器中，維持其他條件不變，在不同的壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇性隨壓強(qiáng)變化關(guān)系如下表所示。n(CO)隨壓強(qiáng)增大而(填“增大”“減小”或“不變”)，從化學(xué)平衡移動角度解釋原因。壓強(qiáng)P(MPa)123456的平衡轉(zhuǎn)化率%8.115.322.229.536.143.2的選擇性%49.580.190.094.597.198.6【答案】(1)

(2)40(3)AD(4)減小增大壓強(qiáng)使反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動，水蒸氣濃度變大，CO2和H2濃度下降，使反應(yīng)Ⅱ平衡逆向移動【解析】(1)氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式，已知①2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)、②H2O(g)=H2O(l)，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)II+反應(yīng)①+反應(yīng)②可得，，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式；(2)一定溫度體積不變的情況下，氣體的物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比，起始壓強(qiáng)為0.33MPa，平衡時總壓為0.25MPa，則平衡時總物質(zhì)的量為，CO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則消耗n(CO2)=0.5mol，設(shè)反應(yīng)I和II分別消耗CO2xmol、ymol，列三段式：則有x+y=0.5、(1-x-y)+(2.3-3x-y)+(x+y)+(x+y)=2.5，解得x=0.4，y=0.1，平衡時n(CO2)=0.5mol，n(H2)=1mol，n(CH3OH)=0.4mol，n(H2O)=0.5mol，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)；(3)①A項(xiàng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)平衡正向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，則圖1中，P1＞P2＞P3＞P4，故A錯誤；B項(xiàng)，圖1中550℃后以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，反?yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對平衡基本沒有影響，因此二氧化碳的轉(zhuǎn)化率幾乎相等，故B正確；C項(xiàng)，反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)II為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，所以甲醇的選擇性隨溫度升高而下降，則圖2中236℃后，升溫使反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動的程度大于反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動程度，使CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OH選擇性都下降，故C正確；D項(xiàng)，催化劑只改變反應(yīng)速率，不影響平衡移動，改用活性更好的催化劑能使圖2中各溫度下CO2轉(zhuǎn)化率都不變，故D錯誤；故選AD；②若只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，當(dāng)氫氣和二氧化碳的物質(zhì)的量之比為3：1時，甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大，此時n=3，最后隨著n的增大，甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)開始逐漸減小，示意圖為；(4)根據(jù)表格