2.4 化学反应的调控（精练）（解析版）

PAGE192.4化学反应的调控题组一工业上合成氨题组一工业上合成氨1（内蒙古·包头市第四中学高二期中）工业合成氨的反应为：

，该反应在一定条件下的密闭容器中进行。下列说法正确的是A．达到平衡时，反应速率：B．当、、的浓度比为1：3：2时，说明反应达到平衡C．使用催化剂可同时加快正、逆反应速率，提高生产效率D．若在密闭容器加入1mol和过量的充分反应，放出热量92.4kJ【答案】C【解析】A．化学平衡是动态平衡，达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，但不等于0，故A错误；B．N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故B错误；C．合成氨反应使用催化剂，可同时加快正、逆反应速率，可提高单位时间内氨气的产率，提高生产效率，故C正确；D．合成氨反应是可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则在密闭容器加入1mol氮气和过量的氢气充分反应，反应放出热量小于92.4kJ，故D错误；故选C。2．工业上利用反应合成氨。一定条件下，该反应体系中的浓度随时间的变化关系如图所示：5h后，下列有关描述中，不正确的是A．的浓度不再发生变化 B．正、逆反应速率均为零C．反应处于动态平衡 D．反应达到限度【答案】B【解析】A．由图示可知，5h后，反应达到平衡状态，各物质浓度不变，的浓度不再发生变化，A正确；B．可逆反应的平衡状态为动态平衡，平衡时正逆反应速率相等，但不等于零，B错误；C．可逆反应的平衡状态为动态平衡，平衡时正逆反应速率相等，C正确；D．当可逆反应达到平衡状态时，反应达到限度，D正确；答案选B。3．工业上利用反应合成氨。该反应为放热反应，下列有关描述中，不正确的是A．反应中断裂的化学键要吸收能量 B．反应中形成的化学键要释放能量C．反应物的总能量比生成物的高 D．化合反应都是放热反应【答案】D【解析】A．旧键断裂吸收能量，则反应中断裂的化学键要吸收能量，A正确；B．新键形成释放能量，反应中形成的化学键要释放能量，B正确；C．该反应为放热反应，则反应物的总能量比生成物的高，C正确；D．化合反应不一定是放热反应，如CO2和C的化合反应，是吸热反应，D错误；故选：D。4．工业合成氨反应为：，该反应若在密闭容器中进行，下列有关说法正确的是A．减压可以提高NH3产量B．使用催化剂可加快反应速率C．升高温度可以实现N2的完全转化D．平衡时NH3的物质的量是N2的两倍【答案】B【解析】A．减小压强，平衡向气体系数和增大的方向移动，减小压强平衡逆向移动，所以减压可以降低NH3产量，故A错误；B．催化剂能降低反应活化能，提高反应速率，使用催化剂可加快反应速率，故B正确；C．是可逆反应，可逆反应中反应物不可能完全转化为生成物，故C错误；D．平衡时各物质浓度不变，但NH3的物质的量不一定是N2的两倍，故D错误；选B。5．（云南·昆明一中高二期末）合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

△H=-92.4kJ·mol-1。下列说法正确的是A．合成氨反应在任何温度下都能自发B．1molN2与过量H2充分反应放热92.4kJC．合成氨实际生产中选择高压和低温D．将氨液化分离，可促进平衡正移及循环利用氮气和氢气【答案】D【解析】A．合成氨时放热且熵减的反应，根据∆G=∆H-T∆S＜0能自发可知，该反应低温下能自发，A错误；B．该反应为可逆反应，不能完全进行，因此1molN2与过量H2充分反应放热小于92.4kJ，B错误；C．为了加快反应速率，实际生产中选择高压(10-20MPa)和高温(400℃-500℃)，C错误；D．氨气易液化，液化分离后生成物减少，平衡正向移动，没有液化的H2和N2可以继续放入反应器中反应，循环利用，D正确；故选D。6．完成下列问题。(1)工业合成氨的反应为。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol和1.60mol，反应在一定条件下达到平衡时，的物质的量分数(的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为，试计算：①该条件下平衡转化率为_______，的物质的量分数为_______(小数点后保留一位)。②该条件下的平衡转化率_______(小数点后保留一位)。③该条件下反应的平衡常数为_______。(2)已知：H—H键的键能为，H—N键的键能为，键的键能为，则与反应生成的热化学方程式为_______。(3)已知

。蒸发1mol需要吸收的能量为44kJ，其他相关数据如下表所示：1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJabzd表中z的大小用x、a、b、d表示为_______。(4)常温常压下，1.5g火箭燃料二甲基肼()完全燃烧放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为_______。【答案】(1)

75%

28.6%

66.7%

0.005(2)

(3)(4)【解析】（1）由三段式可知：达到平衡时，的物质的量分数(的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为，则，x=0.4mol；①该条件下平衡转化率为，的物质的量分数为。②该条件下的平衡转化率。③反应后氮气、氢气、氨气的物质的浓度分别为、、，则该条件下反应的平衡常数为，反应的平衡常数为；（2）反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和；则与反应生成的热化学方程式：；（3）蒸发1mol需要吸收的能量为44kJ，则蒸发6mol需要吸收的能量为264kJ，反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和；则-x+264=4a+5b-4z-6d，z=；（4）燃烧热是在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；1.5g的物质的量为，则1mol完全燃烧放出。7.某学习小组在实验室用和模拟工业合成氨。某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入和，一段时间后反应达到平衡状态。(1)已知在该条件下，与反应生成，每转移电子放出的热量，则该反应的热化学方程式为_______。(2)一定条件下，能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。A．的物质的量不再改变 B．反应停止进行C．、和的反应速率之比为1∶3∶2 D．混合气体总压强不再改变(3)反应过程中的实验数据如下表所示：0124600.240.360.400.40①内用表示的平均反应速率为_______。②平衡时的物质的量浓度为_______。【答案】(1)(2)AD(3)

【解析】（1）与反应生成，每转移电子生成1molNH3，即生成1molNH3放出的热量，则该反应的热化学方程式为。（2）A．反应达到平衡状态，各物质浓度不再改变，的物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态，故选A；

B．反应达到平衡状态，正逆反应速率相等但不等于0，反应没有停止，故B错误；C．任意时刻，反应速率比等于系数比，、和的反应速率之比为1∶3∶2，反应不一定平衡，故不选C；D．反应前后气体总物质的量不同，容器体积不变，压强是变量，混合气体总压强不再改变，反应一定达到平衡状态，故选D；选AD。（3）①内生成0.4molNH3，则消耗0.2molN2，用表示的平均反应速率为。②平衡时生成0.4molNH3，则消耗0.6molH2，的物质的量浓度为。8．氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：(1)工业合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂1mol相应化学键需要的能量如下：化学键H-HN-HN≡N能量436kJ391kJ946kJ若反应生成lmolNH3(g)，可_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ；实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10mol氨气，则用氮气表示的化学反应速率是_______mol·L-1·min-1。(2)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一，通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量，其工作原理如图所示：NiO电极为_______(填“正极”或“负极”)。Pt电极上发生的电极反应式为_______。当电路中有1mol电子发生转移时，消耗NO的体积为_______L(标准状况下)。(3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应2CO+2NON2+2CO2。为验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下三组实验。实验编号T(°C)NO初始浓度(mol/L)CO初始浓度(mol/L)催化剂的比表面积(m2/g)I2801.20×10-35.80×10-382II2801.20×10-3b124III350a5.80×10-382①a=_______。②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是_______(填实验编号)。③恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。a.容器内的压强保持不变b.容器内各气体的物质的量之比为2：2：1：2c.v逆(CO2)=v正(NO)d.容器内混合气体密度不再改变【答案】(1)

放出

46

0.25(2)

负极

11.2(3)

1.20×10-3

I、III

bd【解析】（1）焓变=反应物总键能-生成物总键能，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，则生成1molNH3放出46KJ的能量；在容积为2L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10mol氨气，则反应消耗5molN2，则用氮气表示的化学反应速率是mol·L-1·min-1。（2）根据图示，NiO电极NO生成NO2，N元素化合价升高，发生氧化反应，NiO电极为负极。氧气在Pt电极得电子生成氧离子，电极反应式为。负极反应为，当电路中有1mol电子发生转移时，消耗0.5molNO，标准状况下的体积为11.2L。（3）①验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，根据控制变量法，反应物浓度必须相等，所以a=1.20×10-3。②根据“控制变量法”，能验证温度对化学反应速率影响规律的实验，只能温度是变量，所以I、III是能验证温度对化学反应速率影响规律。③a．反应前后气体系数和不同，压强是变量，容器内的压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故a不符题意；B．反应达到平衡状态，各物质浓度不变，容器内各气体的物质的量之比为2：2：1：2，不能判断是否发生改变，反应不一定平衡，故b符合题意；C．反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，v逆(CO2)=v正(NO)一定达到平衡状态，故c不符题意；D．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，若容器内混合气体密度不再改变，反应不一定达到平衡状态，故d符合题意；选bd。9．（辽宁·营口市第二高级中学）合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨工业中原料气N2可以从空气中分离得到，H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。(1)在三个相同容器中各充入1molN2和3molH2，在不同条件下反应达到平衡，氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是_______(填字母)。A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p2>p1B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p1>p2C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1>T2D．图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能1>2(2)将水蒸气通过红热的焦炭即产生水煤气，热化学方程式为C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1，ΔS=+133.7J·mol-1·K-1。该反应在常温(298K)下_______(填“能”或“不能”)自发进行。(3)在一个容积为2L的密闭容器中，通入0.8molA2气体和0.6molB2气体，一定条件下发生如下反应：A2(g)+B2(g)2AB(g)

ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是_______A．图中a点的值为0.15B．该反应的平衡常数K=0.03C．升高温度，平衡常数K减小D．平衡时A2的转化率为62.5%(4)从能量的变化和反应的快慢等角度探究反应：2H2+O22H2O。已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是_______(填“A”或“B”)。从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。化学键的键能如下表：化学键H—HO=OH-O键能/(kJ·mol-1)436496463则生成1mol水可以放出热量_______kJ。(5)以下反应：①木炭与水制备水煤气；②氯酸钾分解；③炸药爆炸；④酸与碱的中和反应；⑤生石灰与水作用制熟石灰；⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应。其中属于放热反应的有_______(填序号)。【答案】(1)D(2)不能(3)B(4)

A

242(5)②③④⑤【解析】(1)A.根据先拐先平数值大知压强：p2＞p1，增大压强平衡正向移动导致氨气体积分数增大，图像不符合，故A错误；B.根据先拐先平数值大知压强：p1＞p2，增大压强平衡正向移动导致氨气体积分数增大，图像不符合，故B错误；C.根据先拐先平数值大知温度：T1＞T2，升高温度平衡逆向进行，氨气体积分数减小，图像不符合，故C错误；D.催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动，所以只改变反应达到平衡时间不改变氨气体积分数，图像符合，故D正确；答案选D；(2)如果△G=△H-T△S＜0，反应能自发进行，该反应在常温(298K)下△G=△H-T△S=131.3kJ/mol-298×133.7J/mol=91457.4J/mol＞0，不能自发进行；(3)A.当AB的浓度改变0.5mol•L-1，由方程式知，A2的浓度改变为0.25mol•L-1，所以a=(0.4-0.25)mol•L-1=0.15mol•L-1，即图中a点的值为0.15，A正确；B.当AB的浓度改变0.5mol•L-1，由方程式知，B2的浓度改变为0.25mol•L-1，所以平衡时B2的浓度为=(0.3-0.25)mol•L-1=0.05mol•L-1，，B错误；C.已知A2(g)+B2(g)2AB(g)△H＜0，所以温度升高，平衡逆移，平衡常数K值减小，C正确；D.当AB的浓度改变0.5mol•L-1，由方程式知，A2的浓度改变为0.25mol•L-1，已知A2的初始量为0.4mol•L-1，所以平衡时A2的转化率为0.25÷0.4=62.5%，D正确；答案选B；(4)氢气燃烧是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，因此图像A正确；断裂1molH-H需要吸热是436kJ，断裂0.5molO=O需要吸热是496kJ÷2=248kJ，形成2molH-O需要放热是463kJ×2=926kJ，则生成1molH2O(g)可以放出热量为(926-436-248)kJ=242kJ；(5)①⑥为吸热反应，②③④⑤为放热反应。题组二化学反应的调控题组二化学反应的调控1．图1表示接触室中催化剂随温度变化图像，图2表示SO2的转化率a(SO2)随温度T及压强P的变化图像。你认为接触室中最合适的温度和压强是___________。【答案】450℃(或400℃-500℃)、101kpa【解析】400℃～500℃、101KPa时二氧化硫的转化率已经很高，再增大压强，会增大成本，二氧化硫转化率提高不大，该温度下反应速率较快、催化剂活性最好，故答案为：400℃～500℃、101kpa。2．钴具有广泛用途，其正三价化合物具有强氧化性。利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下图所示：(1)“碱浸”过程中，可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是__________(任写两点)。(2)“滤液①”主要成分是__________；“操作②”的分离方法是__________。(3)“酸溶”时，Co、Li元素的浸出率随温度的变化如图所示：“酸溶”的适宜温度是__________；“酸溶”时有无色气体产生，该气体为__________；若用Na2S2O3代替H2O2则有两种硫酸盐生成，写出Na2S2O3在“酸溶”时发生的化学方程式：__________。【答案】(1)升高温度、粉碎废料、适当增大NaOH溶液的浓度等(任写两点)(2)

NaAlO2

萃取分液或分液(3)

80℃或80℃左右

O2

4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O【解析】“碱浸”过程中，Co3O4和LiCoO2不与碱反应存在于滤渣中，Al在碱性溶液中发生反应生成NaAlO2，滤液①主要成分为NaAlO2，滤渣中加入硫酸和过氧化氢发生反应使滤渣溶解，过滤后加入有机磷萃取，得到有机相和无机相，有机相反萃取后加入Na2CO3沉钴，得到CoCO3，以此解答。(1)“碱浸”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是升高温度、粉碎矿石、适当增加NaOH的浓度等，故答案为：升高温度、粉碎废料或适当增大NaOH溶液的浓度等；(2)由分析知，滤液①主要成分为NaAlO2；操作②为萃取分液或分液，故答案为：NaAlO2；萃取分液或分液；(3)由图可知，当温度过高时，钴元素的浸出率降低，则酸浸的适宜温度是80℃；由分析知，“酸溶”时H2O2的作用为还原剂，则产生的气体为O2；若用Na2S2O3代替H2O2，根据题意知，生成CoSO4和Na2SO4，结合得失电子守恒、元素守恒配平的化学方程式为4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，故答案为：80℃；O2；4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O。3．甲醇是一种重要的有机化工原料，在工业上有着重要的用途。(1)二氧化碳催化加氢制甲醇反应的化学方程式为3H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CH3OH(g)。在2L恒容密闭容器中加入4molH2和1molCO2在一定条件下发生上述反应，10min时剩余1.6molH2，此时CO2的转化率为____，用CH3OH表示10min内的化学反应速率为____，增加该反应中活化分子百分数的方法有____(答两点)。(2)若在催化剂a或b存在下，CO2和H2能同时发生两个反应：①3H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CH3OH(g)，②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。在控制CO2和H2初始投料比，为1：2.2，相同压强下，经过相同反应时间测得的实验数据如表(甲醇选择性指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：实验编号T/K催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)1543催化剂a12.342.32543催化剂b10.972.73553催化剂a15.339.14553催化剂b12.071.6①在相同温度下，不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，你认为原因是____。②553K下，反应①在无催化剂、催化剂a和催化剂b三种情况下，活化能最小的是____。(3)工业上常用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。若在450℃和1.01×106Pa时，向某密闭容器中通入1molCO和3molH2，充分反应后CO的转化率达到95%，若其他条件相同时，改为通入1molH2和1molCH3OH，则CH3OH的平衡转化率为_____；工业实际生产时，采用图中M点对应的反应条件，而不是N点，请说明选择的理由：____。【答案】(1)

80%

0.04mol·L-1·min-1

升高温度，采用更高效的催化剂(2)

反应未达到平衡，不同的催化剂对反应①的催化能力不同，反应速率不同

催化剂b(3)

5%

M点温度较高，反应速率较快，CO的平衡转化率与N点相差不大，压强为常压，对设备要求不高，更经济【解析】(1)10min时剩余1.6molH2，该时间段消耗H2的物质的量为(4mol－1.6mol)=2.4mol，消耗CO2的物质的量为=0.8mol，CO2的转化率为×100%=80%；v(CH3OH)==0.04mol/(L·min)；升高温度和使用更高效的催化剂，均会提高活化分子的百分数，加快反应速率；故答案为80%；0.04mol/(L·min)；升高温度，使用更高效的催化剂；(2)①从表格中数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，相同的反应时间内CO2的转化率不同，说明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应①的催化能力不同，反应速率不同，因而对甲醇的选择性有影响；故答案为反应未达到平衡，不同的催化剂对反应①的催化能力不同，反应速率不同；②由实验3、4可知，4中甲醇选择性高，则相同温度下，催化剂b对CO2转化成CH3OH有较高的选择性，对应的活化能最小；故答案为催化剂b；(3)通入1molH2和1molCH3OH与通入1molCO和3molH2达到的平衡为等效平衡，正向CO的平衡转化率为95%，则逆向甲醇的平衡转化率为5%。相对于N点而言，M点温度在500~600K之间，温度较高，反应速率较快，CO的平衡转化率与N点相差不大，且常压对设备和动力要求低，更经济；故答案为5%；M点温度较高，反应速率较快，CO的平衡转化率与N点相差不大，压强为常压，对设备要求不高，更经济。4．近年来，我国大力加强温室气体氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。在合适的催化剂作用下，二氧化碳可催化加氢制甲醇。(1)已知：①

②

则反应③

_______。(2)若将物质的量之比为1∶3的(g)和(g)充入容积为1.0L的恒容密闭容器中发生反应③，不同压强下转化率随温度的变化关系如图所示。a.A、B两条曲线的压强分别为、，则_______(填“>”、“＜”或“=”)；b.在曲线A的条件下，起始充入(g)和(g)的物质的量分别为1mol、3mol，且c点时K=300，则c点对应转化率为_______。(3)在MPa、原料气、合适催化剂的条件下发生反应，温度对转化率、产率、选择性的影响如图所示。已知：选择性。a.转化率随温度升高而增大的原因可能是_______；b.选择性随温度升高而减小的原因可能是_______；c.写出240℃时反应①的平衡常数的表达式：_______。(4)除调控合适的温度外，使选择性增大的方法有_______。【答案】(1)-49.1(2)

>

90%(3)

反应①为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行

反应②(或反应③)为放热反应，而反应①为吸热反应，所以温度升高不利于的合成，但有利于CO的生成，所以产率降低

(4)增大压强或使用更高效的催化剂【解析】(1)反应③=反应①+反应②，则ΔH3=ΔH1+ΔH2=+41.4

kJ⋅mol−1+(-90.5kJ⋅mol−1)=-49.1kJ⋅mol−1。(2)a．反应③是气体体积减小的反应，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，CO2转化率升高，则pA＞pB；b．在曲线A的条件下，起始充入CO2(g)和H2(g)的物质的量分别为1mol、3mol，则CO2(g)和H2(g)的起始浓度分别为1mol/L、3mol/L，设c点时，CO2的转化浓度为xmol/L，则H2、CH3OH、H2O的转化浓度分别为3xmol/L、xmol/L、xmol/L，则c点时CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度分别为(1-x)mol/L、(3-3x)mol/L、xmol/L、xmol/L，K==300，则=300，解得x=0.9，则c点对应CO2转化率为=90%。(3)a．反应①为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行，故CO2转化率随温度升高而增大；b．反应②(或反应③)为放热反应，而反应①为吸热反应，所以温度升高不利于CH3OH的合成，但有利于CO的生成，所以CH3OH产率降低，CH3OH选择性减小；c．反应①的平衡常数的表达式为K=。(4)反应②（或反应③）是气体体积减小的反应，反应①是气体体积不变的反应，增大压强，反应①的平衡不移动，反应②（或反应③）的平衡正向移动，CH3OH产率增大，CH3OH选择性增大；使用更高效的催化剂，加快反应②（或反应③）的速率，使CH3OH产率增大，从而使CH3OH选择性增大；综上所述，除调控合适的温度外，使CH3OH选择性增大的方法有增大压强或使用更高效的催化剂。5.某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图：已知：①活泼金属易形成氧化膜②形成原电池能加快反应速率③HClO的氧化性比NaClO强；(1)氮氧化物可用碱溶液吸收。装置D中NO和NO2混合气体按一定比例被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和H2O，写出该反应的化学方程式_______；若反应后尾气无残留，则参加反应的NO2、NO物质的量比值为_______(填字母)。a.≥1

b.≤1

c.任意值(2)可使用适量酸性H2O2溶液，将溶液中的NO全部氧化为NO，发生反应的离子方程式是_______。(3)溶液中NO直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中NO转化为N2，实现氮元素的脱除，具体步骤如下：步骤一、取适量(2)中H2O2处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NO)为0.100mol·L-1的溶液甲。步骤二、现量取50mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45℃、惰性气体氛围中对溶液乙进行氮脱除。步骤三、重复实验2~3次，溶液中NO的残留情况与反应时间的关系如图所示。①金属铝和金属铁在0~3h内，NO的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原因是_______。②0~3h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多，其可能的原因_______。(4)气囊用来储存处理后气体，其中可能含少量NO气体，可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生成NO和Cl-，发生反应的离子方程式是_______。(5)NaClO溶液能有效去除NO。25℃时，NO的去除率随pH的变化如图1所示(用盐酸调节pH)；pH=4时，NO的去除率随温度的变化如图2所示。①25℃时，随着pH降低，NO脱除率增大的原因是_______。②pH=4时，60~80℃间NO脱除率下降的原因是_______。【答案】(1)

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

a(2)H2O2+NO=NO+H2O(3)

金属铁和铝表面都有一层氧化膜

铝铁合金在溶液中形成原电池，加快化学反应速率(4)3HClO+2NO+H2O=2NO+3Cl-+5H+(5)

pH降低，ClO-+H+=HClO，溶液中c(HClO)增大

HClO受热分解，溶液中c(HClO)减小【解析】(1)根据信息可知，NO、NO2、NaOH溶液反应生成亚硝酸钠和水，NO中N的化合价由+2价升高为+3价，NO2中N的化合价由+4价降低+3价，根据化合价升降法进行配平，该反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；NO2能与NaOH溶液反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，若反应后尾气无残留，则参加反应的NO2、NO物质的量之比≥1∶1，选项a正确；故答案为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；a；(2)NO被过氧化氢氧化成NO，过氧化氢本身被还原成H2O，根据化合价升降法进行配平，得到该反应的离子方程式为H2O2+NO=NO+H2O；故答案为H2O2+NO=NO+H2O；(3)①金属铝和金属铁在0～3h，NO脱除效率较低，几乎没有被脱除，根据题中所给信息，活泼金属易形成氧化膜，金属铝和金属铁表面有一层致密氧化薄膜，这层致密氧化薄膜阻碍反应的进行，故答案为金属铁和铝表面都有一层氧化膜；②铝铁合金中铝和铁的活动性不同，可以构成原电池，根据题中信息可知，形成原电池能加快反应速率；故答案为铝铁合金在溶液中形成原电池，加快化学反应速率；(4)HClO具有强氧化性，可将NO氧化成NO，本身被还原成Cl-，N元素的化合价由+2价升高为+5价，Cl元素化合价由+1降低为-1价，利用化合价升降法进行配平，反应的离子方程式为3HClO+2NO+H2O=2NO+3Cl-+5H+；故答案为3HClO+2NO+H2O=2NO+3Cl-+5H+；(5)①根据题中信息，HClO的氧化性比NaClO强，pH降低，即c(H+)增大，产生较多的HClO，氧化性增强，NO的去除率增大；故答案为pH降低，ClO-+H+=HClO，溶液中c(HClO)增大；②HClO受热易分解，温度太高，造成HClO分解，溶液中c(HClO)减小，去除率降低，故答案为HClO受热分解，溶液中c(HClO)减小。课后测评一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列说法正确的是()A.催化剂是影响化学反应速率的本质因素B.当反应体系容积不变时,减小反应物的量肯定能减小反应速率C.可逆反应达到反应限度时,化学反应速率为0D.化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度的变化量来表示答案D解析影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质,A项错误;如果反应物是固体或液体,减小反应物的量不会影响反应速率,B项错误;可逆反应达到反应限度时,正、逆反应速率相等,但不为零,C项错误。2.下列说法正确的是()A.自发反应在任何条件下都能实现B.所有的自发反应都是放热的C.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大D.一般使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应物的转化率答案C解析自发反应在恰当条件下才能实现,A项错误;有的吸热反应也能自发进行,B项错误;升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,C项正确;使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,对化学平衡没有影响,不影响反应物的转化率,D项错误。3.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,若15s内c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1,则下列说法正确的是()A.0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需的反应时间小于10sC.升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小D.减小反应体系的体积,化学反应速率增大答案D解析0~15s内,v(I2)=12v(HI)=12×(0.1-0.07)mol·L-115s=0.001mol·L-1·s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L4.(江西上饶高二月考)已知反应:2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0),其反应机理是:①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)快②NOBr2(g)+NO(g)2NOBr(g)慢下列有关该反应的说法正确的是()A.该反应的速率主要取决于①的快慢B.NOBr2是该反应的催化剂C.增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率D.2molNO完全反应时生成物的总键能比反应物的总键能大akJ·mol-1答案D解析反应速率主要取决于慢的一步,所以反应速率主要取决于②的快慢,A错误;NOBr2是中间产物,而不是催化剂,B错误;增大浓度,活化分子百分数不变,C错误;正反应放热,断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,则反应物的总键能比生成物的总键能小akJ·mol-1,D正确。5.已知某密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2W(g)+Z(g)ΔH<0(Y物质易被液化)。下列有关说法中一定正确的是()A.若W为有颜色的物质,达到平衡后,增大压强,体系颜色变浅B.改变压强,该反应的平衡常数一定不变C.平衡时,其他条件不变,升高温度,正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小D.平衡时,其他条件不变,分离出Z,正反应速率增大答案C解析A项,增大压强,不论平衡向哪个方向移动,各物质浓度变大,体系颜色应变深;B项,Y物质易被液化,加压有可能导致Y变为液态,平衡常数的表达式变了,平衡常数也就可能改变;C项,升温,平衡逆向移动,正确;D项,分离出Z,正、逆反应速率都减小。6.(江西上饶高二月考)已知:I2在水中的溶解度很小,在KI溶液中的溶解度显著增大。I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如下图所示,下列说法正确的是()A.反应I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的ΔHB.利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质C.在题给平衡体系中加入CCl4,平衡不移动D.25℃时,在题给平衡体系中加入少量KI固体,平衡常数K小于680答案B解析由图像数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,故正反应方向为放热反应,即ΔH<0,故A错误;硫难溶于水,而碘单质与I-形成I3-而溶于水,可以达到除去少量碘的目的,故B正确;加入CCl4,碘易溶于CCl4,则加入CCl4后水中碘的浓度变小,平衡向左移动,故C错误;加入KI固体,I-的浓度增大,平衡向右移动,但平衡常数只受温度影响,与物质的浓度无关,因此平衡常数K不变,故7.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是()A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则K增大C.温度越高,K一定越大D.如果m+n=p,则K=1答案A解析K越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A项正确;对于一个确定的化学反应,K只是温度的函数,温度一定,K一定,与压强无关,B项错误;因该反应的热效应不确定,C项错误;K=cp(C)cm(A)·cn(8.在某密闭容器中,可逆反应:A(g)+B(g)xC(g)符合图中(Ⅰ)所示关系,φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断,对图像(Ⅱ)说法不正确的是()A.p3>p4,Y轴表示A的转化率B.p3>p4,Y轴表示B的质量分数C.p3>p4,Y轴表示B的转化率D.p3>p4,Y轴表示混合气体的平均相对分子质量答案B解析据图像(Ⅰ),在压强不变时,由曲线斜率知T1>T2。降温(T1→T2)时,φ(C)增大,即平衡正向移动,说明正反应为放热反应。当温度不变时,由曲线斜率知压强p2>p1,增大压强(p1→p2)时,φ(C)增大,即平衡正向移动,故x<2。由图像(Ⅱ)知,保持体系压强不变,升高温度,平衡逆向移动,A、B的转化率、φ(C)、混合气体的平均相对分子质量均减小,而A、B的质量分数增大。故选B。9.已知可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJ·mol-1。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是()答案D解析升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,A项正确,D项错误;增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,B项正确;有无催化剂只影响到达平衡状态的时间,不影响平衡移动,C项正确。10.一定条件下合成乙烯的反应为6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是()A.该反应的逆反应为吸热反应B.平衡常数:KM>KNC.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)D.当温度高于250℃,升高温度,催化剂的催化效率降低答案C解析升高温度时CO2的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,A项正确;该反应的正反应是放热反应,升温平衡常数减小,B项正确;化学反应速率随温度的升高而增大,但所用催化剂在250℃时催化活性最高,温度继续升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C项错误,D项正确。二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11.25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示:物质XYZ初始浓度/(mol·L-1)0.10.20.0平衡浓度/(mol·L-1)0.050.050.1下列说法错误的是()A.反应达到平衡时,X的转化率为60%B.该反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1600C.增大压强,平衡常数增大D.改变温度可以改变该反应的平衡常数答案AC解析X的浓度变化了0.05mol·L-1,所以达到化学平衡时,X的转化率为0.05mol·L-1÷0.1mol·L-1×100%=50%,A项错误;Y的浓度变化了0.15mol·L-1,Z的浓度变化了0.1mol·L-1,故该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数K=(0.1)20.05×(0.05)3=112.某温度下在2L密闭容器中,3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。物质XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5下列说法正确的是()A.升高温度,若W的体积分数减小,则此反应ΔH>0B.该温度下,此反应的平衡常数K=6.75C.增大压强,正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动D.该温度下,再向该容器中加入1.5molW,达到新平衡时,c(X)=0.25mol·L-1答案B解析由表中数据可以知道平衡时,Δn(X)=1mol、Δn(Y)=0.5mol、Δn(W)=1.5mol,Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)=1mol∶0.5mol∶1.5mol=2∶1∶3,根据反应过程中各物质的物质的量之比等于化学计量数之比可得,反应的方程式为2X(g)+Y(g)3W(g)。升高温度W的体积分数减小,平衡逆向移动,因为升高温度平衡向吸热反应方向移动,则逆向为吸热反应,故正反应为放热反应,即ΔH<0,故A错误;反应方程式为2X(g)+Y(g)3W(g),反应前后气体的物质的量相同,可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数,所以平衡常数K=c3(W)c2(X)·c(Y)=1.5312×0.5=6.75,故B正确;该反应为反应前后气体的物质的量不变的反应,增大压强,正、逆反应速率均增大相同的倍数2X+Y3W起始量/mol 1 0.5 1.5+1.5=3变化量/mol 2m m 3m平衡量/mol 1+2m 0.5+m 3-3m根据W含量相同得到:1m=0.25;则达到新平衡时c(X)=(1+2×0.25)mol2L=0.13.(浙江11月选考)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197.8kJ·mol-1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1,且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表,下列说法不正确的是()温度/K压强/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0A.一定压强下降低温度,SO2的转化率增大B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高答案B解析由表格数据及勒夏特列原理知,对于放热反应,一定压强下降低温度,平衡正向移动,故反应物SO2的转化率增大,A项正确;由于在不同温度、压强下,化学反应速率不一定相等,故转化相同物质的量的SO2所需要的时间不一定相等,B项错误;催化剂对化学平衡移动无影响,但可以缩短到达平衡所需的时间,C项正确;由图中数据可知,在1.01×105Pa(常压)下,673K、723K、773K时SO2的转化率分别为99.2%,97.5%,93.5%,已经相当高了,且加压后转化率升高并不明显,所以没有必要通过加压提高转化率,D项正确。14.已知H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0,有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是()A.甲、乙提高相同温度B.甲中加入0.1molHe,乙不改变C.甲降低温度,乙不变D.甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2答案C解析由题意知,甲、乙能达到同一平衡状态,HI浓度相等。升高相同温度,新平衡依然等效,HI浓度相等,A选项错误;向甲中充入氦气,因为容积不变,各物质浓度不变,平衡不移动,甲、乙中HI的平衡浓度仍然相等,B选项错误;对甲降温,平衡向右移动,HI浓度增大,乙中HI浓度不变,C选项正确;甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2,甲、乙中HI浓度增大程度相等,使甲、乙中HI的平衡浓度仍然相等,D选项错误。15.在容积可变的密闭容器中存在如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,下列分析中不正确的是()A.图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响B.图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高答案AC解析由于这是一个气体体积不变的放热反应,所以图Ⅰt0时温度升高,平衡向左移动,此时逆反应速率大于正反应速率,A项错误;该反应是反应前后气体物质的量不变的反应,图Ⅱ中,增大压强,可同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动,使用催化剂,不影响平衡,但反应速率增大,B项正确;如果图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,则由图可知乙条件下先达到平衡,所以应该是乙使用了催化剂,且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等,C项错误;如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响,同样应该是乙条件下温度高于甲条件,那么从甲升温到乙,平衡向左移动,CO的转化率下降,D项正确。三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是;N2和H2的转化率之比是。

(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量,密度。(填“增大”“减小”或“不变”)

(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。

答案(1)1∶31∶1(2)减小不变(3)逆向(4)向左移动小于解析(1)对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,在密闭容器中,开始时n(N2)∶n(H2)=2∶6=1∶3,反应时消耗n(N2)∶n(H2)=1∶3,故平衡时n(N2)∶n(H2)=1∶3,所以c(N2)∶c(H2)=1∶3,转化率之比为1∶1。(2)升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体的总物质的量增大,总质量不变,故平均相对分子质量变小,由ρ=mV(3)达平衡后,保持压强不变,充入氩气,使体系体积增大,浓度减小,相当于减小压强,使平衡逆向移动。(4)恒容时升高温度至原来的2倍,根据勒夏特列原理,平衡向吸热反应的方向移动,即向左移动,达新平衡后,容器内温度大于原来的温度,小于原来温度的2倍。17.(12分)300℃时,将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)ΔH=Q,2min末达到平衡,生成0.8molD。(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为:K=。

已知K300℃<K350℃,则ΔH0(填“>”或“<”)。

(2)在2min末时,B的平衡浓度为,D的平均反应速率为。

(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率(填“增大”“减小”或“不变”),原因是。

(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向开始,开始时加入C、D各43mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B答案(1)c2(C)·c0.2mol·L-1·min-1(3)不变反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响(4)4解析(1)温度越高,K越大,则说明升温平衡正向移动,即正反应为吸热反应,ΔH>0。(2)生成0.8molD,则反应掉0.4molB,剩余1.6molB,c(B)=1.6mol2L=0.8mol·L-1;v(B)=0.4mol2L×2min=0.1mol·L-1·min-1,由化学计量数知,D的反应速率应为B的2倍,故v(D)=2v(B)=2×0.1mol·L-1·min-1=0.2mol·L-1·min-1。(3)该反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动,故A的转化率不变。(4)将C、D的量折算成A、B的量,则相当于加入2molA和23molB,容器体积固定,若平衡时各物质浓度与原平衡相同,18.(12分)(全国Ⅰ,节选)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为。

(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1),t=62min时,测得体系中pO2=2.9kPa,则此时的pN2O5=②若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是。

③25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。

(3)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步N2O5NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应第三步NO+NO32NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是(填标号)。

A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高答案(1)O2(2)①30.06.0×10-2②大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高③13.4(3)AC解析(1)干燥的氯气与干燥的AgNO3之间发生氧化还原反应时,氯气作氧化剂,而AgNO3中Ag、N元素都处于最高价,所以被氧化的只能为氧元素,则得到的气体为氧气。(2)①依据反应N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)及气体的物质的量与其形成的压强成正比,生成的O2的压强p(O2)=2.9kPa,则剩余N2O5形成的压强p(N2O5)=35.8kPa-2.9kPa×2=30.0kPa。则N2O5的分解速率v=2×10-3×30.0kPa·min-1=6.0×10-2kPa·min-1。②若提高反应温度至35℃,由于体积不变,但温度提高,总压强增大,且2NO2(g)N2O4(g)ΔH2=-55.3kJ·mol-1为放热反应,温度升高,平衡左移,气体的物质的量增大,总压强提高,所以N2O5完全分解后体系压强p∞大于63.1kPa。③当t=∞时,体系的总压强为63.1kPa为平衡时的总压强,此时N2O5完全分解,生成的氧气的压强为:p(O2)=35.8kPa2=17.9kPa。若NO2不生成N2O4,则此时的总压应为35.8kPa×52=89.5kPa,而实际压强为63.1kPa,压强差为:89.5kPa-63.12NO2N2O4压强差21 126.4kPa26.4kPa则平衡时NO2的分压为:63.1kPa-p(O2)-p(N2O4)=18.8kPa;由此可求反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数为(18.8kPa)226(3)根据第一步能“快速平衡”及第二步“慢反应”可判断A项正确;反应的中间产物有NO3及NO,B项错误;根据第二步反应:NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分NO2没有参加反应,C项正确;第三步为“快反应”,则该步反应的活化能较低,D项错误。19.(12分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。(1)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是工业上获取CO2、H2的途径之一。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。可知水煤气变换的ΔH(填“大于”“等于”或“小于”)0,该历程中最大能垒(活化能)Ea=eV,写出该步骤的化学方程式:。

(2)水煤气变换获取的CO2、H2,经催化反应能合成二甲醚,其过程中主要发生下列反应:反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH2=-122.5kJ·mol-1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:CH3OCH3的选择性=2×C①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是。

②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有。

(3)用二氧化碳催化加氢还可用来合成低碳烯烃。反应开始时在