專題09化學(xué)反應(yīng)原理綜合(考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分)1．(10分)(2024·山東棗莊高三期中)氮是空氣中含量最多的元素，在自然界中的存在十分廣泛，實(shí)驗(yàn)小組對(duì)不同含氮物質(zhì)做了相關(guān)研究。(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱堿，分步電離，在溶液中的電離類似于氨。時(shí)，乙二胺溶液中各含氮微粒的分布分?jǐn)?shù)δ(平衡時(shí)某含氮微粒的濃度占各含氮微粒濃度之和的分?jǐn)?shù))隨溶液的變化曲線如圖所示。①H2NCH2CH2NH2在水溶液中第一步電離的方程式為。②乙二胺一級(jí)電離平衡常數(shù)。為。(2)工業(yè)上利用氨氣脫硝反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)二者的無(wú)害化處理，已知下列反應(yīng)：①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH1＝－483.6kJ·mol－1②2NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH1＝－180kJ·mol－1③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH3＝－92.2kJ·mol－1則6NO(g)+4NH3(g)6H2O(g)+5N2(g)。(3)氨氣常被用于對(duì)汽車尾氣中的氮氧化物進(jìn)行無(wú)害化處理，以消除其對(duì)空氣的污染。去除NO的反應(yīng)歷程如圖1所示，此反應(yīng)中的氧化劑為(填化學(xué)式)，含鐵元素的中間產(chǎn)物有種。若選用不同的鐵的氧化物為催化劑可實(shí)現(xiàn)較低溫度下的轉(zhuǎn)化，根據(jù)圖2選擇的適宜條件為。(4)利用電化學(xué)原理脫硝可同時(shí)獲得電能，其工作原理如圖所示。則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為，當(dāng)外電路中有2mol電子通過(guò)時(shí)，理論上通過(guò)質(zhì)子膜的微粒的物質(zhì)的量為。2．(10分)(2024·浙江省義烏五校高三聯(lián)考)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在工業(yè)上有重要應(yīng)用。(1)該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示。溫度/℃7008008301000平衡常數(shù)1.671.111.000.59該反應(yīng)的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。反應(yīng)常在較高溫度下進(jìn)行，該措施的優(yōu)缺點(diǎn)是。(2)該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進(jìn)行，其工作原理如圖所示。①利用平衡移動(dòng)原理解釋反應(yīng)器存在Pd膜時(shí)具有更高轉(zhuǎn)化率的原因是。②某溫度下，H2在Pd膜表面上的解離過(guò)程存在如下平衡：H22H(即圖中過(guò)程2)，其正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)小于逆反應(yīng)的活化能。下列說(shuō)法不正確的是A．圖中過(guò)程2的ΔH>0B．Pd膜對(duì)氣體分子的透過(guò)具有選擇性C．加快Pd膜內(nèi)H原子遷移有利于H2的解離D．N2吹掃有助于H2分子脫離Pd膜③同溫同壓下，將等物質(zhì)的量的CO和H2O通入無(wú)Pd膜反應(yīng)器反應(yīng)，測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%；若換成Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則相同時(shí)間內(nèi)，出口a和出口b中H2的物質(zhì)的量比為。3．(10分)(2024·浙江強(qiáng)基聯(lián)盟高三聯(lián)考)甲烷催化重整是工業(yè)制氫的重要途徑。涉及的主要反應(yīng)如下：①甲烷部分氧化反應(yīng)：CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g)ΔH＝－35.7kJ·mol－1②甲烷水蒸氣重整反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH＝+206.2kJ·mol－1③水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH＝-41.2kJ·mol－1請(qǐng)回答：(1)甲烷水蒸氣重整—水氣變換耦合反應(yīng)為CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，該反應(yīng)的ΔH=kJ·mol－1，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是。(2)一定溫度下，恒容反應(yīng)器中注入初始濃度均為1mol·L-1的原料氣CH4(g)、O2(g)、H2O(g)，充分反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得c[CH4(g)]=c[CO2(g)]=0.25mol·L-1、c[O2(g)]=0.75mol·L-1。該條件下反應(yīng)③的平衡常數(shù)為。(3)下列說(shuō)法正確的是_______。A．通過(guò)控制氧氣用量，有利于實(shí)現(xiàn)甲烷重整過(guò)程的熱平衡B．升高溫度，水氣變換反應(yīng)速率降低，產(chǎn)率降低C．恒壓條件比恒容條件利于提高平衡轉(zhuǎn)化率D．一定溫度下，恒容反應(yīng)器中c[CO(g)]：c[CO2(g)]=1，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(4)在進(jìn)氣量為下，CH4(g)、O2(g)、H2O(g)以恒定比例通入催化反應(yīng)器，研究溫度對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果如圖1所示。①在圖2中畫出CH4轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系示意圖。②近年來(lái)發(fā)展了鈀膜催化甲烷重整制氫技術(shù)，反應(yīng)器中選擇性透過(guò)膜的機(jī)理如圖3所示。說(shuō)明該制備技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：。4．(12分)(2024·浙江省溫州市普通高中高三一模)苯乙烯是用來(lái)制備重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸氣做稀釋劑、催化劑存在條件下，乙苯催化脫氫可生成苯乙烯。可能發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：主反應(yīng)：C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)ΔH1＝+117.5kJ·mol?1副反應(yīng)：C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g)ΔH2(1)已知，在298K、101kPa條件下，某些物質(zhì)的相對(duì)能量()變化關(guān)系如圖所示：ΔH2=kJ·mol?1。(2)在不同的溫度條件下，以水烴比投料，在膜反應(yīng)器中發(fā)生乙苯脫氫反應(yīng)。膜反應(yīng)器可以通過(guò)多孔膜移去H2，提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，原理如圖所示。已知移出率①忽略副反應(yīng)。維持體系總壓強(qiáng)p恒定，在溫度T時(shí)，已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為，的移出率為b，則在該溫度下主反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=(用等符號(hào)表示)。[對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)代替物質(zhì)的量濃度也可表示平衡常數(shù)，記作kJ·mol?1，如，p為平衡總壓強(qiáng)，為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]；②乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)與的移出率在不同溫度條件下的關(guān)系如下表：溫度/℃增長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)/%移出率/%7009501000608.434.382.778016.86.13.890277.14.39高溫下副反應(yīng)程度極小。試說(shuō)明當(dāng)溫度高于950℃時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率隨的移去率的變化改變程度不大的原因：；③下列說(shuō)法正確的是。A．生成H2的總物質(zhì)的量與苯乙烯相等B．因?yàn)镠2被分離至隔離區(qū)，故反應(yīng)器中不發(fā)生副反應(yīng)C．在恒容的膜反應(yīng)器中，其他條件不變，增大水烴比，可提高乙苯的轉(zhuǎn)化率D．膜反應(yīng)器可降低反應(yīng)溫度，減少副反應(yīng)的影響(3)不同催化劑效能與水烴比有關(guān)。保持體系總壓為常壓的條件下，水烴比為9(曲線Ⅰ)時(shí)乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系的示意圖如下：①請(qǐng)?jiān)趫D中畫出水烴比為1時(shí)乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線(曲線Ⅱ)；②工業(yè)上，減小水烴比是降低苯乙烯脫氫裝置能耗的一個(gè)重要方向。若其他條件不變，減少水烴比，為使反應(yīng)從起始到平衡均達(dá)到或接近原有的反應(yīng)速率、限度，則可相應(yīng)的改變的條件：。A．升溫

B．降溫

C．增壓

D．減壓

E．催化劑5．(14分)(2024·河南省湘豫名校聯(lián)考聯(lián)盟高三聯(lián)考)汽車尾氣的污染是現(xiàn)代研究的重要課題。一定條件下對(duì)汽車尾氣有效治理的反應(yīng)要經(jīng)歷以下三個(gè)基元反應(yīng)階段，反應(yīng)歷程如圖甲所示(TS表示過(guò)渡態(tài)，圖示涉及的物質(zhì)均是氣體)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫出有效治理汽車尾氣的三個(gè)基元反應(yīng)中反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式為；上述該過(guò)程的總反應(yīng)熱化學(xué)方程式為。(2)汽車尾氣中含有N2O，在一定條件下N2O會(huì)發(fā)生反應(yīng)2N2O(g)2N2(g)+O2(g)。在三個(gè)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分別通入0.1molN2O氣體，各容器中N2O的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示。①該反應(yīng)的逆反應(yīng)為反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。②若三個(gè)密閉容器的容積分別為VI、VII、VIII，則VI、VII、VIII的大小關(guān)系為。③若VII=1L，470℃時(shí)容器Ⅱ中反應(yīng)的平衡常數(shù)K為；在此溫度下，向1L的密閉容器Ⅳ中通入0.06molN2O、0.06molN2和0.04molO2，則反應(yīng)開(kāi)始時(shí)v正(N2O)v逆(N2O)(填“＞”“=”或“＜”)。(3)汽車尾氣中的NO可與Br2發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)

△H=-akJ?mol-1(a＞0)，其反應(yīng)機(jī)理如下：①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)

快②NO(g)+NOBr2(g)2NOBr(g)

慢下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(填字母序號(hào))。A．該反應(yīng)的速率主要取決于反應(yīng)①的快慢B．NOBr2是該反應(yīng)的催化劑C．正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小akJ?mol-1D．增大Br2(g)的濃度能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率6．(15分)(2024·云南部分名校高三聯(lián)考理科綜合)氨是一種重要的化工原料，可用于制造銨態(tài)化肥。已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-91kJ/mol?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)已知上述反應(yīng)的熵變(ΔS)為-198.9J·mol-1·K-1，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的溫度可能是___________(填標(biāo)號(hào))。A．25℃ B．150℃ C．1273℃ D．1457.5℃(2)在恒溫恒容條件下，充入等物質(zhì)的量的N2和H2合成氨氣，下列情況表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填標(biāo)號(hào))。A．混合氣體密度不隨時(shí)間變化 B．N2體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變化C．混合氣體總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 D．H2與NH3的消耗速率之比為3∶2(3)在催化劑作用下，合成氨的反應(yīng)速率為(k為速率常數(shù)，只與溫度、催化劑有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。a、β、γ為反應(yīng)級(jí)數(shù)，可取正整數(shù)、負(fù)整數(shù)、0，也可取分?jǐn)?shù))。為了測(cè)定反應(yīng)級(jí)數(shù)，在一定溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如下：序號(hào)c(N2)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)c(NH3)/(mol·L-1)反應(yīng)速率I111VⅡ2112vⅢ14116vⅣ14216v①α+β+γ=②已知經(jīng)驗(yàn)公式為(其中，Ea、k分別為活化能、速率常數(shù)，R、C為常數(shù)，T為溫度)。在催化劑作用下，測(cè)得Rlnk與溫度()的關(guān)系如圖1所示。催化效率較高的是(填“Catl”或“Cat2”)，在Cat2催化劑作用下。活化能Ea為(4)在體積均為2L的甲、乙兩恒容密閉容器中分別通入lmolN2和3molH2，分別在不同條件下達(dá)到平衡，測(cè)得NH?的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。①相對(duì)甲，乙僅改變的一個(gè)條件是，正反應(yīng)速率：a(填“>”、“<”或“=”)b。②在該條件下，乙的平衡常數(shù)為(結(jié)果保留2位小數(shù))。7．(14分)(2023·廣東湛江高二畢業(yè)班調(diào)研考試)2023年5月，中國(guó)神舟十六號(hào)載人飛船成功發(fā)射，三位航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮在天宮空間站開(kāi)啟長(zhǎng)達(dá)半年的太空生活。(1)法國(guó)化學(xué)家PaulSabatier提出并命名的“Sabatier反應(yīng)”實(shí)現(xiàn)了CO2甲烷化，科技人員基于該反應(yīng)設(shè)計(jì)如圖過(guò)程完成空間站中CO2與O2的循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)O2的再生。①寫出與CH4具有相同空間結(jié)構(gòu)的一種微粒：。②在特定溫度下，由穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)生成1mol化合物的焓變叫做該物質(zhì)在此溫度下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。表中為幾種物質(zhì)在298K的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。物質(zhì)CO2(g)CH4(g)H2O(g)H2(g)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓/(kJ·mol-1)-393.51-74.85-241.820則Sabatier反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔHkJ·mol-1。③下列有關(guān)Sabatier反應(yīng)說(shuō)法正確的是。A．輸送進(jìn)入Sabatier反應(yīng)器的是電解水裝置的陰極產(chǎn)物B．采用高壓和合適催化劑均有利于提高Sabatier反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率C．恒溫條件下，在剛性容器中發(fā)生Sabatier反應(yīng)，氣體密度不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡D．應(yīng)該在Sabatier反應(yīng)器的前端維持較高溫度，后端維持較低溫度④一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示，其中決定反應(yīng)速率的是第步反應(yīng)。(2)航天員呼吸產(chǎn)生的CO2還可以利用Bosch反應(yīng)：CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反應(yīng)。在250℃時(shí)，向體積為2L恒容密閉容器中通入2molH2和1molCO2發(fā)生Bosch反應(yīng)，測(cè)得容器內(nèi)氣壓變化如圖所示。①試解釋容器內(nèi)氣壓先增大后減小的原因：。②該溫度下Bosch反應(yīng)的Kp=(寫出計(jì)算過(guò)程，Kp為用氣體的分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=氣體的體積分?jǐn)?shù)×體系總壓)。③在上圖基礎(chǔ)上畫出其他條件相同，向體系加入催化劑時(shí)其壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線。8．(15分)研究含氮元素物質(zhì)的反應(yīng)對(duì)生產(chǎn)、生活、科研等方面具有重要的意義。(1)發(fā)射“神舟十三”號(hào)的火箭推進(jìn)劑為液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)。已知：①C2H8N2(l)＋4O2(g)=2CO2(g)＋N2(g)＋4H2O(l)ΔH1＝－2765.0kJ·mol－1②2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH2＝－19.5kJ·mol－1③H2O(g)=H2O(l)ΔH3＝－44.0kJ·mol－1則C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)的ΔH為_(kāi)_________。(2)碘蒸氣存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程為第一步：I2(g)→2I(g)(快反應(yīng))第二步：I(g)＋N2O(g)→N2(g)＋I(xiàn)O(g)(慢反應(yīng))第三步：IO(g)＋N2O(g)→N2(g)＋O2(g)＋I(xiàn)(g)(快反應(yīng))實(shí)驗(yàn)表明，含碘時(shí)N2O分解速率方程v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k為速率常數(shù))。下列表述正確的是________(填字母)。A．N2O分解反應(yīng)中，k值與碘蒸氣濃度大小有關(guān)B．v(第二步的逆反應(yīng))＜v(第三步反應(yīng))C．IO為反應(yīng)的催化劑D．第二步活化能比第三步大(3)為避免汽車尾氣中的氮氧化合物對(duì)大氣的污染，需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.8kJ·mol－1。實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v正＝k正·p2(NO)·p2(CO)，v逆＝k逆·p(N2)·p2(CO2)。其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)；p為氣體分壓(分壓＝物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓)。①達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)__________(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍數(shù)。②一定溫度下在剛性密閉容器中充入CO、NO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶2∶1，壓強(qiáng)為p0。達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)為0.9p0，則eq\f(k正,k逆)＝__________。(4)我國(guó)科技人員計(jì)算了在一定溫度范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp：ⅰ.3N2H4(l)=4NH3(g)＋N2(g)ΔH1Kp1ⅱ.4NH3(g)=2N2(g)＋6H2(g)ΔH2Kp2繪制pKp1－T和pKp2－T的線性關(guān)系如圖所示(已知：pKp＝－lgKp)：①由圖可知，ΔH1________(填“＞”或“＜”)0。②反應(yīng)3N2H4(l)=3N2(g)＋6H2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；該反應(yīng)的ΔH________(填“＞”或“＜”)0，寫出推理過(guò)程：______________________________________________。

專題09化學(xué)反應(yīng)原理綜合(考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分)1．(10分)(2024·山東棗莊高三期中)氮是空氣中含量最多的元素，在自然界中的存在十分廣泛，實(shí)驗(yàn)小組對(duì)不同含氮物質(zhì)做了相關(guān)研究。(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱堿，分步電離，在溶液中的電離類似于氨。時(shí)，乙二胺溶液中各含氮微粒的分布分?jǐn)?shù)δ(平衡時(shí)某含氮微粒的濃度占各含氮微粒濃度之和的分?jǐn)?shù))隨溶液的變化曲線如圖所示。①H2NCH2CH2NH2在水溶液中第一步電離的方程式為。②乙二胺一級(jí)電離平衡常數(shù)。為。(2)工業(yè)上利用氨氣脫硝反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)二者的無(wú)害化處理，已知下列反應(yīng)：①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH1＝－483.6kJ·mol－1②2NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH1＝－180kJ·mol－1③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH3＝－92.2kJ·mol－1則6NO(g)+4NH3(g)6H2O(g)+5N2(g)。(3)氨氣常被用于對(duì)汽車尾氣中的氮氧化物進(jìn)行無(wú)害化處理，以消除其對(duì)空氣的污染。去除NO的反應(yīng)歷程如圖1所示，此反應(yīng)中的氧化劑為(填化學(xué)式)，含鐵元素的中間產(chǎn)物有種。若選用不同的鐵的氧化物為催化劑可實(shí)現(xiàn)較低溫度下的轉(zhuǎn)化，根據(jù)圖2選擇的適宜條件為。(4)利用電化學(xué)原理脫硝可同時(shí)獲得電能，其工作原理如圖所示。則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為，當(dāng)外電路中有2mol電子通過(guò)時(shí)，理論上通過(guò)質(zhì)子膜的微粒的物質(zhì)的量為?！敬鸢浮?1)H2NCH2CH2NH2+H2OH2NCH2CH2NH3++OH-(1分)10-4.9(1分)(2)-1806.4kJ·mol－1(2分)(3)NO、O2(1分)2(1分)Fe2O3作催化劑、反應(yīng)溫度為250℃(1分)(4)NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+(1分)2mol(2分)【解析】(1)①乙二胺屬于二元弱堿，在水溶液中分步電離，第一級(jí)電離方程式為H2NCH2CH2NH2+H2OH2NCH2CH2NH3++OH-；②根據(jù)圖像，乙二胺一級(jí)電離平衡常數(shù)，Kb1==10-4.9；(2)根據(jù)蓋斯定律，將熱化學(xué)方程式進(jìn)行疊加，①×3+②×3-③×2，整理可得6NO(g)+4NH3(g)6H2O(g)+5N2(g)ΔH＝－1806.4kJ·mol－1。(3)在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到電子，元素化合價(jià)降低。根據(jù)圖示可知：在歷程圖1中，元素的化合價(jià)降低的物質(zhì)為NO、O2，所以氧化劑為NO、O2；含鐵元素的中間產(chǎn)物有Fe2+—NH2和Fe2+這2種；根據(jù)圖2可知：在使用Fe2O3為催化劑時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率相對(duì)來(lái)說(shuō)較高，反應(yīng)溫度合適為250℃，故根據(jù)圖2選擇的適宜條件為Fe2O3作催化劑、反應(yīng)溫度為250℃；(4)該裝置為原電池，在原電池反應(yīng)中，負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。根據(jù)圖示可知：NO在負(fù)極失去電子轉(zhuǎn)化為HNO3，電極反應(yīng)式為：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+；當(dāng)外電路中有2mol電子通過(guò)時(shí)，有2molH+通過(guò)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)和O2結(jié)合生成H2O，根據(jù)電子守恒，通過(guò)的微粒的物質(zhì)的量為2mol。2．(10分)(2024·浙江省義烏五校高三聯(lián)考)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在工業(yè)上有重要應(yīng)用。(1)該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示。溫度/℃7008008301000平衡常數(shù)1.671.111.000.59該反應(yīng)的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。反應(yīng)常在較高溫度下進(jìn)行，該措施的優(yōu)缺點(diǎn)是。(2)該反應(yīng)常在Pd膜反應(yīng)器中進(jìn)行，其工作原理如圖所示。①利用平衡移動(dòng)原理解釋反應(yīng)器存在Pd膜時(shí)具有更高轉(zhuǎn)化率的原因是。②某溫度下，H2在Pd膜表面上的解離過(guò)程存在如下平衡：H22H(即圖中過(guò)程2)，其正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)小于逆反應(yīng)的活化能。下列說(shuō)法不正確的是A．圖中過(guò)程2的ΔH>0B．Pd膜對(duì)氣體分子的透過(guò)具有選擇性C．加快Pd膜內(nèi)H原子遷移有利于H2的解離D．N2吹掃有助于H2分子脫離Pd膜③同溫同壓下，將等物質(zhì)的量的CO和H2O通入無(wú)Pd膜反應(yīng)器反應(yīng)，測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%；若換成Pd膜反應(yīng)器，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則相同時(shí)間內(nèi)，出口a和出口b中H2的物質(zhì)的量比為?！敬鸢浮?1)ΔH＜0(2分)優(yōu)點(diǎn)是升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點(diǎn)是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低(2分)(2)Pd膜能選擇性分離出H2，平衡正向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率增大(2分)A(2分)1：15(2分)【解析】(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0；優(yōu)點(diǎn)：升高溫度，反應(yīng)速率較快；缺點(diǎn)：正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率較低；(2)①由圖像可知，Pd膜能選擇性分離出H2，導(dǎo)致平衡正向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率增大；②A項(xiàng)，過(guò)程2正反應(yīng)的活化能遠(yuǎn)小于逆反應(yīng)的活化能，ΔH＜0，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Pd膜只允許H2通過(guò)，不允許CO2通過(guò)，對(duì)氣體分子的透過(guò)具有選擇性，故B正確；C項(xiàng)，加快Pd膜內(nèi)H原子遷移，平衡H2?2H正向移動(dòng)，有利于H2的解離，故C正確；D項(xiàng)，N2吹掃更有利于帶走H2，有助于H2分子脫離Pd膜，故D正確。故選A。③根據(jù)反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，設(shè)通入的CO和H2均為amol，無(wú)Pd膜反應(yīng)器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，列三段式：則反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，用物質(zhì)的量代替物質(zhì)的量濃度計(jì)算平衡常數(shù)K==1；有Pd膜反應(yīng)器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，列三段式：溫度不變，則平衡常數(shù)K不變，K=，解得n=0.05a，則相同時(shí)間內(nèi)出口a產(chǎn)生的H2為0.05amol，出口b的H2為(0.8a-0.05a)mol，質(zhì)量比為1：15。3．(10分)(2024·浙江強(qiáng)基聯(lián)盟高三聯(lián)考)甲烷催化重整是工業(yè)制氫的重要途徑。涉及的主要反應(yīng)如下：①甲烷部分氧化反應(yīng)：CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g)ΔH＝－35.7kJ·mol－1②甲烷水蒸氣重整反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH＝+206.2kJ·mol－1③水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH＝-41.2kJ·mol－1請(qǐng)回答：(1)甲烷水蒸氣重整—水氣變換耦合反應(yīng)為CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，該反應(yīng)的ΔH=kJ·mol－1，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是。(2)一定溫度下，恒容反應(yīng)器中注入初始濃度均為1mol·L-1的原料氣CH4(g)、O2(g)、H2O(g)，充分反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得c[CH4(g)]=c[CO2(g)]=0.25mol·L-1、c[O2(g)]=0.75mol·L-1。該條件下反應(yīng)③的平衡常數(shù)為。(3)下列說(shuō)法正確的是_______。A．通過(guò)控制氧氣用量，有利于實(shí)現(xiàn)甲烷重整過(guò)程的熱平衡B．升高溫度，水氣變換反應(yīng)速率降低，產(chǎn)率降低C．恒壓條件比恒容條件利于提高平衡轉(zhuǎn)化率D．一定溫度下，恒容反應(yīng)器中c[CO(g)]：c[CO2(g)]=1，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(4)在進(jìn)氣量為下，CH4(g)、O2(g)、H2O(g)以恒定比例通入催化反應(yīng)器，研究溫度對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果如圖1所示。①在圖2中畫出CH4轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系示意圖。②近年來(lái)發(fā)展了鈀膜催化甲烷重整制氫技術(shù)，反應(yīng)器中選擇性透過(guò)膜的機(jī)理如圖3所示。說(shuō)明該制備技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：?！敬鸢浮?1)+165(2分)高溫(2分)(2)2.0(2分)(3)AC(2分)(4)

(2分)生成的H2通過(guò)鈀膜不斷分離，生成物濃度降低，平衡右移，轉(zhuǎn)化率(產(chǎn)率)提高；鈀膜選擇性透過(guò)H2，可直接分離獲得高純度H2【解析】(1)反應(yīng)②和反應(yīng)③相加即可得反應(yīng)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，則該反應(yīng)的ΔH=+206.2kJ/mol-41.2kJ/mol=+165.0kJ·mol－1，該反應(yīng)是吸熱的熵增反應(yīng)，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)，所以該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是高溫。(2)根據(jù)碳原子守恒，可知CO的物質(zhì)的量濃度為1mol/L-0.25mol/L-0.25mol/L=0.5mol/L，根據(jù)氧原子守恒可知H2O的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L，根據(jù)氫原子守恒，可知H2的物質(zhì)的量濃度為2.0mol/L，則K=。(3)A項(xiàng)，增大氧氣的量，反應(yīng)①放出更多的熱量，可以提供熱量給反應(yīng)②，所以可以通過(guò)控制氧氣用量，實(shí)現(xiàn)甲烷重整過(guò)程的熱平衡，故A正確；B項(xiàng)，升高溫度，反應(yīng)速率增大，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于反應(yīng)①和②均為氣體體積增大的反應(yīng)，所以恒壓條件比恒容條件利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率，故C正確；D項(xiàng)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)和物質(zhì)的量濃度之比無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤；故選AC。(4)①?gòu)膱D1可以看出，溫度較低時(shí)，H2和CO的收率都沒(méi)有明顯變化，而CO2的收率在增加，說(shuō)明反應(yīng)①和②速率較慢，反應(yīng)③速率較快，甲烷的轉(zhuǎn)化率較小；溫度達(dá)到650℃以上時(shí)，溫度升高，CO2的收率降低，H2和CO的收率都增大，說(shuō)明反應(yīng)③逆向移動(dòng)，反應(yīng)①和②速率加快，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，三個(gè)反應(yīng)都達(dá)到平衡后，甲烷的轉(zhuǎn)化率不再明顯變化，故圖像為

。②從圖3可以看出，通過(guò)鈀膜催化甲烷重整制氫技術(shù)，可以把生成的H2通過(guò)鈀膜不斷分離，生成物濃度降低，平衡右移，轉(zhuǎn)化率(產(chǎn)率)提高；鈀膜選擇性透過(guò)H2，還可直接分離獲得高純度H2。4．(12分)(2024·浙江省溫州市普通高中高三一模)苯乙烯是用來(lái)制備重要高分子聚苯乙烯的原料。以水蒸氣做稀釋劑、催化劑存在條件下，乙苯催化脫氫可生成苯乙烯?？赡馨l(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：主反應(yīng)：C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)ΔH1＝+117.5kJ·mol?1副反應(yīng)：C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g)ΔH2(1)已知，在298K、101kPa條件下，某些物質(zhì)的相對(duì)能量()變化關(guān)系如圖所示：ΔH2=kJ·mol?1。(2)在不同的溫度條件下，以水烴比投料，在膜反應(yīng)器中發(fā)生乙苯脫氫反應(yīng)。膜反應(yīng)器可以通過(guò)多孔膜移去H2，提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，原理如圖所示。已知移出率①忽略副反應(yīng)。維持體系總壓強(qiáng)p恒定，在溫度T時(shí)，已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為，的移出率為b，則在該溫度下主反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=(用等符號(hào)表示)。[對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)代替物質(zhì)的量濃度也可表示平衡常數(shù)，記作kJ·mol?1，如，p為平衡總壓強(qiáng)，為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]；②乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)與的移出率在不同溫度條件下的關(guān)系如下表：溫度/℃增長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)/%移出率/%7009501000608.434.382.778016.86.13.890277.14.39高溫下副反應(yīng)程度極小。試說(shuō)明當(dāng)溫度高于950℃時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率隨的移去率的變化改變程度不大的原因：；③下列說(shuō)法正確的是。A．生成H2的總物質(zhì)的量與苯乙烯相等B．因?yàn)镠2被分離至隔離區(qū)，故反應(yīng)器中不發(fā)生副反應(yīng)C．在恒容的膜反應(yīng)器中，其他條件不變，增大水烴比，可提高乙苯的轉(zhuǎn)化率D．膜反應(yīng)器可降低反應(yīng)溫度，減少副反應(yīng)的影響(3)不同催化劑效能與水烴比有關(guān)。保持體系總壓為常壓的條件下，水烴比為9(曲線Ⅰ)時(shí)乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系的示意圖如下：①請(qǐng)?jiān)趫D中畫出水烴比為1時(shí)乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線(曲線Ⅱ)；②工業(yè)上，減小水烴比是降低苯乙烯脫氫裝置能耗的一個(gè)重要方向。若其他條件不變，減少水烴比，為使反應(yīng)從起始到平衡均達(dá)到或接近原有的反應(yīng)速率、限度，則可相應(yīng)的改變的條件：。A．升溫

B．降溫

C．增壓

D．減壓

E．催化劑【答案】(1)-54.6(2分)(2)(2分)主反應(yīng)的吸熱，高于950℃時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率很大(或平衡常數(shù)很大)，H2的移出率對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響很小，或主反應(yīng)的吸熱，高于950℃時(shí)，溫度對(duì)于主反應(yīng)的影響大于H2的移出率對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響(2分)D(2分)(3)(2分)AE(2分)【解析】(1)根據(jù)圖像可知：①；②；③；根據(jù)蓋斯定律：③-②+①，得C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g)ΔH2＝-54.6kJ·mol?1；(2)①H2的移出率為b，剩余氫氣，結(jié)合總壓強(qiáng)p，將數(shù)據(jù)代入分壓平衡常數(shù)，得；②當(dāng)溫度高于950℃時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率隨H2的移去率的變化改變程度不大的原因：主反應(yīng)的吸熱，高于950℃時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率很大(或平衡常數(shù)很大)，H2的移出率對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響很小，或主反應(yīng)的吸熱，高于950℃時(shí)，溫度對(duì)于主反應(yīng)的影響大于H2的移出率對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響；③A項(xiàng)，該過(guò)程有副反應(yīng)發(fā)生，生成H2的總物質(zhì)的量與苯乙烯不相等，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，主反應(yīng)為可逆過(guò)程，始終有H2存在，故反應(yīng)器中發(fā)生副反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在恒容的膜反應(yīng)器中，其他條件不變，增大水烴比，平衡正向移動(dòng)，但乙苯的轉(zhuǎn)化率降低，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，膜反應(yīng)器可降低反應(yīng)溫度，減少副反應(yīng)的影響，故D正確；故選D；(3)①水烴比為1時(shí)乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線(曲線Ⅱ)：；②工業(yè)上，減小水烴比是降低苯乙烯脫氫裝置能耗的一個(gè)重要方向。若其他條件不變，減少水烴比，為使反應(yīng)從起始到平衡均達(dá)到或接近原有的反應(yīng)速率、限度，則可相應(yīng)的升溫或使用催化劑實(shí)現(xiàn)。5．(14分)(2024·河南省湘豫名校聯(lián)考聯(lián)盟高三聯(lián)考)汽車尾氣的污染是現(xiàn)代研究的重要課題。一定條件下對(duì)汽車尾氣有效治理的反應(yīng)要經(jīng)歷以下三個(gè)基元反應(yīng)階段，反應(yīng)歷程如圖甲所示(TS表示過(guò)渡態(tài)，圖示涉及的物質(zhì)均是氣體)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫出有效治理汽車尾氣的三個(gè)基元反應(yīng)中反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式為；上述該過(guò)程的總反應(yīng)熱化學(xué)方程式為。(2)汽車尾氣中含有N2O，在一定條件下N2O會(huì)發(fā)生反應(yīng)2N2O(g)2N2(g)+O2(g)。在三個(gè)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分別通入0.1molN2O氣體，各容器中N2O的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示。①該反應(yīng)的逆反應(yīng)為反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。②若三個(gè)密閉容器的容積分別為VI、VII、VIII，則VI、VII、VIII的大小關(guān)系為。③若VII=1L，470℃時(shí)容器Ⅱ中反應(yīng)的平衡常數(shù)K為；在此溫度下，向1L的密閉容器Ⅳ中通入0.06molN2O、0.06molN2和0.04molO2，則反應(yīng)開(kāi)始時(shí)v正(N2O)v逆(N2O)(填“＞”“=”或“＜”)。(3)汽車尾氣中的NO可與Br2發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)

△H=-akJ?mol-1(a＞0)，其反應(yīng)機(jī)理如下：①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)

快②NO(g)+NOBr2(g)2NOBr(g)

慢下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(填字母序號(hào))。A．該反應(yīng)的速率主要取決于反應(yīng)①的快慢B．NOBr2是該反應(yīng)的催化劑C．正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小akJ?mol-1D．增大Br2(g)的濃度能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率【答案】(1)N2O2(g)+CO(g)=N2O(g)+CO2(g)

△H=-513.5kJ?mol-1(2分)2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)

△H=-620.9kJ?mol-1(2分)(2)放熱(2分)VI＞VII＞VIII(2分)0.0675mol?L-1(2分)＞(2分)(3)C(2分)【解析】(1)根據(jù)圖示中反應(yīng)歷程中三個(gè)基元反應(yīng)可知，反應(yīng)①2NO(g)=N2O2(g)

ΔH=+199.2kJ?mol-1；反應(yīng)②N2O2(g)+CO(g)=N2O(g)+CO2(g)

ΔH=-513.5kJ?mol-1；反應(yīng)③N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)

ΔH=-306.6kJ?mol-1；總反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)

；根據(jù)蓋斯定律反應(yīng)①+反應(yīng)②+反應(yīng)③即得總反應(yīng)，總反應(yīng)熱化學(xué)方程式為2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)

△H=-620.9kJ?mol-1；(2)①由圖可知，溫度升高，N2O的平衡轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)；②反應(yīng)2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)為氣體體積增大的反應(yīng)，溫度相同、反應(yīng)物的物質(zhì)的量相同的條件下，容器Ⅰ、容器Ⅱ、容器Ⅲ中N2O的平衡轉(zhuǎn)化率遞減，說(shuō)明容器Ⅰ、容器Ⅱ、容器Ⅲ的壓強(qiáng)逐漸增大，故容器Ⅰ、容器Ⅱ、容器Ⅲ的容積依次減小，即；③若，由圖可知，470℃時(shí)容器1中N2O的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則平衡時(shí)，、、，其化學(xué)平衡常數(shù)；在此溫度下向1L密閉容器Ⅳ中若開(kāi)始通入，和，則容器Ⅳ中初始濃度熵，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則反應(yīng)開(kāi)始時(shí)；(3)A項(xiàng)，反應(yīng)速率主要取決于活化能大、反應(yīng)速率慢的一步反應(yīng)，所以該反應(yīng)的總反應(yīng)速率主要取決于反應(yīng)②的快慢，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NOBr2是反應(yīng)過(guò)程中的中間產(chǎn)物，而不是該反應(yīng)的催化劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，說(shuō)明反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，所以正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小akJ·mol?1，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，增大Br2(g)的濃度，單位體積內(nèi)分子總數(shù)增加，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，但活化分子百分?jǐn)?shù)不變，所以反應(yīng)速率加快，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選C。6．(15分)(2024·云南部分名校高三聯(lián)考理科綜合)氨是一種重要的化工原料，可用于制造銨態(tài)化肥。已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-91kJ/mol?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)已知上述反應(yīng)的熵變(ΔS)為-198.9J·mol-1·K-1，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的溫度可能是___________(填標(biāo)號(hào))。A．25℃ B．150℃ C．1273℃ D．1457.5℃(2)在恒溫恒容條件下，充入等物質(zhì)的量的N2和H2合成氨氣，下列情況表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填標(biāo)號(hào))。A．混合氣體密度不隨時(shí)間變化 B．N2體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變化C．混合氣體總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 D．H2與NH3的消耗速率之比為3∶2(3)在催化劑作用下，合成氨的反應(yīng)速率為(k為速率常數(shù)，只與溫度、催化劑有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。a、β、γ為反應(yīng)級(jí)數(shù)，可取正整數(shù)、負(fù)整數(shù)、0，也可取分?jǐn)?shù))。為了測(cè)定反應(yīng)級(jí)數(shù)，在一定溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如下：序號(hào)c(N2)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)c(NH3)/(mol·L-1)反應(yīng)速率I111VⅡ2112vⅢ14116vⅣ14216v①α+β+γ=②已知經(jīng)驗(yàn)公式為(其中，Ea、k分別為活化能、速率常數(shù)，R、C為常數(shù)，T為溫度)。在催化劑作用下，測(cè)得Rlnk與溫度()的關(guān)系如圖1所示。催化效率較高的是(填“Catl”或“Cat2”)，在Cat2催化劑作用下。活化能Ea為(4)在體積均為2L的甲、乙兩恒容密閉容器中分別通入lmolN2和3molH2，分別在不同條件下達(dá)到平衡，測(cè)得NH?的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。①相對(duì)甲，乙僅改變的一個(gè)條件是，正反應(yīng)速率：a(填“>”、“<”或“=”)b。②在該條件下，乙的平衡常數(shù)為(結(jié)果保留2位小數(shù))?！敬鸢浮?1)AB(2分)(2)CD(2分)(3)3(2分)Catl(2分)30.0kJ/mol(2分)(4)降低溫度(2分)>(1分)8.33(2分)【解析】(1)根據(jù)自由能判據(jù)可知，△G=△H-T△S=-91000-(-198.9)T<0，T<457.5K，t<184.5℃，A、B項(xiàng)符合題意；(2)A項(xiàng)，氣體總質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為50%，始終不變，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)前后氣體系數(shù)和不同，反應(yīng)過(guò)程中氣體的總物質(zhì)的量隨著反應(yīng)發(fā)生改變，物質(zhì)的量變化壓強(qiáng)會(huì)改變，混合氣體總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化，C正確；D項(xiàng)，H2與NH3的消耗速率之比為3∶2，則單位時(shí)間消耗的氫氣等于生成的氫氣，D正確；故選CD。(3)①將各組數(shù)據(jù)代入計(jì)算，將I、II組數(shù)據(jù)代入，a為1；將I、III組數(shù)據(jù)代入，β為2；將III、IV組數(shù)據(jù)代入，γ為0；所以α+β+γ=3；②根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可知，溫度變化相同時(shí)，Rlnk變化值與活化能成比例，活化能越大，變化值越大。故斜率越小，活化能越小，催化劑Catl催化效率越高，代入a、b點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，93=-Ea×2×10-3+C，33=-Ea×4×10-3+C，解得Ea=30.0kJ/mol；(4)①甲相對(duì)于乙，先達(dá)平衡，則速率快，達(dá)平衡時(shí)氨氣的含量甲小于乙，故改變的條件為降低溫度，甲的溫度較高，所以a點(diǎn)的反應(yīng)速率大于b點(diǎn)；②乙容器平衡時(shí)含1.2mol氨氣，則平衡時(shí)c(N2)=0.2mol/L，c(H2)=0.6mol/L，c(NH3)=0.6mol/L，。7．(14分)(2023·廣東湛江高二畢業(yè)班調(diào)研考試)2023年5月，中國(guó)神舟十六號(hào)載人飛船成功發(fā)射，三位航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮在天宮空間站開(kāi)啟長(zhǎng)達(dá)半年的太空生活。(1)法國(guó)化學(xué)家PaulSabatier提出并命名的“Sabatier反應(yīng)”實(shí)現(xiàn)了CO2甲烷化，科技人員基于該反應(yīng)設(shè)計(jì)如圖過(guò)程完成空間站中CO2與O2的循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)O2的再生。①寫出與CH4具有相同空間結(jié)構(gòu)的一種微粒：。②在特定溫度下，由穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)生成1mol化合物的焓變叫做該物質(zhì)在此溫度下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。表中為幾種物質(zhì)在298K的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。物質(zhì)CO2(g)CH4(g)H2O(g)H2(g)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓/(kJ·mol-1)-393.51-74.85-241.820則Sabatier反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔHkJ·mol-1。③下列有關(guān)Sabatier反應(yīng)說(shuō)法正確的是。A．輸送進(jìn)入Sabatier反應(yīng)器的是電解水裝置的陰極產(chǎn)物B．采用高壓和合適催化劑均有利于提高Sabatier反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率C．恒溫條件下，在剛性容器中發(fā)生Sabatier反應(yīng)，氣體密度不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡D．應(yīng)該在Sabatier反應(yīng)器的前端維持較高溫度，后端維持較低溫度④一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示，其中決定反應(yīng)速率的是第步反應(yīng)。(2)航天員呼吸產(chǎn)生的CO2還可以利用Bosch反應(yīng)：CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反應(yīng)。在250℃時(shí)，向體積為2L恒容密閉容器中通入2molH2和1molCO2發(fā)生Bosch反應(yīng)，測(cè)得容器內(nèi)氣壓變化如圖所示。①試解釋容器內(nèi)氣壓先增大后減小的原因：。②該溫度下Bosch反應(yīng)的Kp=(寫出計(jì)算過(guò)程，Kp為用氣體的分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=氣體的體積分?jǐn)?shù)×體系總壓)。③在上圖基礎(chǔ)上畫出其他條件相同，向體系加入催化劑時(shí)其壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線。【答案】(1)NH4+、SO42-等(2分)-164.98(2分)AD(2分)4或四(2分)(2)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)容器內(nèi)溫度上升，壓強(qiáng)增大，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)氣體分子體減少，壓強(qiáng)減小(2分)0.05(2分)(2分)【解析】(1)①CH4為正四面體形，NH4+、SO42-等立體結(jié)構(gòu)均為正四面體形；②根據(jù)題給信息可得則Sabatier反應(yīng)的；③由圖示，輸送進(jìn)入Sabatier反應(yīng)器的是H2，H2是電解水裝置的陰極產(chǎn)物，A正確；催化劑不能改變Sabatier反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，B錯(cuò)誤；反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，剛性容器體積不變，所示氣體密度不變時(shí)不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，C錯(cuò)誤；Sabatier反應(yīng)器的前端維持較高溫度是為了提高反應(yīng)速率，后端維持較低溫度是因?yàn)樵摲磻?yīng)放熱，低溫可提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，D正確；故選AD；④活化能最大的一步反應(yīng)最慢，是決定反應(yīng)速率的步驟，故為第4步；(2)①該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)容器內(nèi)溫度上升，壓強(qiáng)增大，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)氣體分子體減少，壓強(qiáng)減小；②設(shè)反應(yīng)轉(zhuǎn)化了xmolCO2：根據(jù)阿伏加德羅定律：解得x=0.5，；③加入催化劑只能加快反應(yīng)速率，可以縮短時(shí)間，但不改變平衡轉(zhuǎn)化率，所以平衡時(shí)的壓強(qiáng)不變，其他條件相同，向體系加入催化劑時(shí)其壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如。8．(15分)研究含氮元素物質(zhì)的反應(yīng)對(duì)生產(chǎn)、生活、科研等方面具有重要的意義。(1)發(fā)射“神舟十三”號(hào)的火箭推進(jìn)劑為液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)。已知：①C2H8N2(l)＋4O2(g)=2CO2(g)＋N2(g)＋4H2O(l)ΔH1＝－2765.0kJ·mol－1②2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH2＝－19.5kJ·mol－1③H2O(g)=H2O(l)ΔH3＝－44.0kJ·mol－1則C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)的ΔH為_(kāi)_________。(2)碘蒸氣存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程為第一步：I2(g)→2I(g)(快反應(yīng))第二步：I(g)＋N2O(g)→N2(g)＋I(xiàn)O(g)(慢反應(yīng))第三步：IO(g)＋N2O(g)→N2(g)＋O2(g)＋I(xiàn)(g)(