高考二轮复习知识点：催化剂

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 据文献报道：Fe(CO)₅催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是（）

A、OH^-参与了该催化循环 B、该反应可产生清洁燃料H₂ C、该反应可消耗温室气体CO₂ D、该催化循环中Fe的成键数目发生变化

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2. 标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知 $O_{2} (g)$ 和 $C l_{2} (g)$ 的相对能量为0]，下列说法错误的是

A、 $E_{6} - E_{3} = E_{5} - E_{2}$ B、可计算 $C l - C l$ 键能为 $2 (E_{2} - E_{3}) k J \cdot m o l^{- 1}$ C、相同条件下， $O_{3}$ 的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ D、历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为： $C l O (g) + O (g) = O_{2} (g) + C l (g) Δ H = (E_{5} - E_{4}) k J \cdot m o l^{- 1}$

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3. 利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是（）

A、总反应为加成反应 B、Ⅰ和Ⅴ互为同系物 C、Ⅵ是反应的催化剂 D、化合物X为 $H_{2} O$

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4. 在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应 $X \to 2 Y$ 的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则（）

A、无催化剂时，反应不能进行 B、与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C、a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D、使用催化剂Ⅰ时， $0 ~ 2 \min$ 内， $v (X) = 1.0 mol \cdot L^{- 1} \cdot \min^{- 1}$

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5. 某课题组设计一种固定CO₂的方法。下列说法不正确的是（）

A、反应原料中的原子100%转化为产物 B、该过程在化合物X和I^-催化下完成 C、该过程仅涉及加成反应 D、若原料用，则产物为

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6. 取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I^-存在下分解：2H₂O₂=2H₂O+O₂↑。在一定温度下，测得O₂的放出量，转换成H₂O₂浓度(c)如下表：

t/min

0

20

40

60

80

c/(mol·L^-1)

0.80

0.40

0.20

0.10

0.050

下列说法错误的是（）

A、反应20min时，测得O₂体积为224mL(标准状况) B、20~40min，消耗H₂O₂的平均速率为0.010mol·L^-1·min^-1 C、第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率 D、H₂O₂分解酶或Fe₂O₃代替I^-也可以催化H₂O₂分解

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7. 下列实验不能达到目的的是（）

选项	目的	实验
A	制取较高浓度的次氯酸溶液	将Cl₂通入碳酸钠溶液中
B	加快氧气的生成速率	在过氧化氢溶液中加入少量MnO₂
C	除去乙酸乙酯中的少量乙酸	加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D	制备少量二氧化硫气体	向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸

A、A B、B C、C D、D

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8. 研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是（）

A、雾和霾的分散剂相同 B、雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C、NH₃是形成无机颗粒物的催化剂 D、雾霾的形成与过度施用氮肥有关

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9. Fe氧簇MOF催化 $C H_{4}$ 与 $N_{2} O$ 反应的机理如图所示。下列说法错误的是

A、总反应方程式为 $C H_{4} + N_{2} O \begin{array}{l} \underline{\underline{催化剂}} \end{array} C H_{3} O H + N_{2}$ B、为该反应的催化剂 C、该反应中存在极性键的断裂和非极性键的形成 D、根据 $N_{2} O$ 分子的结构推测其电子式为：

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10. 下列有关催化剂的说法错误的是（）

A、改变反应历程 B、改变基元反应的活化能 C、可能提高主反应选择性 D、能提高反应物转化率

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11. 催化丙烯制醛的反应机理如图所示。下列说法错误的是

A、该反应的催化剂为 $H C o {(C O)}_{3}$ B、上述循环过程中，Co的化学键数目发生了变化 C、若反应物为乙烯，产物一定为 $O H C C H_{2} C H_{2} C H O$ D、总反应式为 $C H_{3} C H = C H_{2} + H_{2} + C O \overset{催化剂}{\to} C H_{3} C H_{2} C H_{2} C H O$

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12. 用五乙烯六胺（PEHA）多聚物来捕获二氧化碳，以Ru-PNP络合物作催化剂，可直接将空气中二氧化碳转化为甲醇，反应可能的过程如图所示。下列叙述错误的是（）

A、此过程总反应方程式为 ${CO}_{2} + 3 H_{2} \overset{催化剂}{\to} {CH}_{3} OH + H_{2} O$ B、产品甲醇作为重要的能源物质，可作为车用燃料 C、催化剂在循环过程中未参与中间反应 D、反应过程中既有极性键的断裂，又有非极性键的断裂

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13. 某实验小组同学从废干电池内黑色粉末中回收二氧化锰并验证其催化作用，所选择的仪器或装置错误的是

A、装置甲溶解固体 B、装置乙过滤溶液 C、装置丙灼烧固体 D、装置丁加入MnO₂产生气泡速率加快

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14. 某化学兴趣小组探究 $M n O_{2}$ 催化 $K C l O_{3}$ 分解制取氧气，小组成员闻到制得的氧气有轻微的刺激性气味。下列有关分析推理错误的是

A、反应后所得固体除 $M n O_{2}$ 外，还可能含有KCl、 $K C l O_{4}$ B、 $M n O_{2}$ 催化 $K C l O_{3}$ 分解，降低了反应的活化能，加快分解速率 C、标准状况下制得22.4L氧气，反应中转移电子4mol D、将制得的气体通入 $A g N O_{3}$ 溶液，可能会产生不溶于硝酸的白色沉淀

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15. 乙烯液相催化氧化乙醛机理如图所示：
下列说法错误的是

A、产生1molCH₃CHO转移电子数为2N_A B、CuCl₂与PdCl₂是催化剂，CuCl与Pd是中间产物 C、I、II、III步均发生氧化还原反应 D、该反应过程中既有极性键和非极性键断裂又有极性键和非极性键形成

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16. H₂S是种高毒性、高腐蚀性的气体污染物。最新研究表明，在多孔炭材料上搭载活性组分催化氧化脱硫效果明显优于传统的吸附法，其反应机理如图所示。下列有关说法错误的是（）

A、活性炭的作用为吸附剂和作催化剂的载体 B、温度越高，多孔炭材料催化氧化脱硫的效果越好 C、增加水膜的酸性会降低反应的速率 D、该反应的总反应方程式为：2H₂S+O₂=2S↓ +2H₂O

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二、多选题

17. 反应物（S）转化为产物（P或 $P \cdot Z$ ）的能量与反应进程的关系如下图所示：

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是（）

A、进程Ⅰ是放热反应 B、平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C、生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D、进程Ⅳ中，Z没有催化作用

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18. 伯醇(记为 $R C H_{2} O H$ )和叔醇(记为R₃COH)发生酯化反应的机理如图所示。下列说法错误的是（）

A、两种酯化反应生成H₂O中的*OH均来源于羧酸 B、两个历程中H⁺均作催化剂 C、两个历程中碳的成键数目均保持不变 D、两种酯化反应的总反应均属于取代反应

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19. 甲醇燃料是一种新的替代燃料，它和普通的汽油、柴油比较，优势十分明显。目前正在开发用甲烷和氧气合成甲醇：2CH₄(g)+O₂(g) $⇌_{高温高压}^{催化剂}$ 2CH₃OH(g)。
已知：RlnK_p=- $\frac{Δ H}{T}$ +C(R、C均为常数)。
下列说法错误的是（）

A、恒压条件下，温度升高，K_p减小 B、恒温条件下，压强增大，△H减小 C、向恒压容器中加入2molCH₄和1molO₂ ，达到平衡，放出0.251kJ热量 D、催化剂可以提高该反应的生产效率

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20. 二氧化碳与氢气反应制备甲醇在不同催化剂作用下的反应历程如图所示，图中数值为对应基元反应的活化能。下列说法错误的是

A、HCOO^*比COOH^*更容易生成 B、羧酸路径中的含碳中间产物有5种 C、甲酸盐路径决速步发生反应的方程式为 $H C O O^{*} + H^{*} = H_{2} C O O^{*}$ D、二氧化碳与氢气通过甲酸盐路径制备甲醇释放的能量比羧酸路径多

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21. 甲烷重整制备合成气的传统方法： $C H_{4} (g) + H_{2} O (g) = C O (g) + 3 H_{2} (g)$ $Δ H =$ $+ 206 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。厦门大学温在恭在实验室中采用 $R h / S i O_{2}$ 作催化剂，以 $C H_{4}$ 、 $^{16} O_{2}$ 、 ${H_{2}}^{18} O$ 、He为原料气的同位素示踪实验结果表明，生成物 $C^{16} O$ 的含量占CO生成总量的92.3%，氧化反应机理如图所示。下列说法正确的是

A、消耗等物质的量 $C H_{4}$ ，甲烷传统重整方法比 $R h / S i O_{2}$ 催化剂法生成的 $H_{2}$ 多 B、甲烷传统重整方法和 $R h / S i O_{2}$ 催化剂上重整反应的 $Δ H$ 相等 C、 $R h / S i O_{2}$ 催化剂上 $C H_{4}$ 与 $H_{2} O$ 不反应 D、 $R h / S i O_{2}$ 催化剂上甲烷重整反应存在极性键和非极性键的断裂

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22. 三氟甲基(－CF₃)在药物分子中广泛应用，如图为一种三氟甲基烯烃()的氢烷基化反应的反应机理，下列说法错误的是

A、LNiⁿBr为该反应的催化剂 B、物质Ⅲ质子化的反应历程有2种 C、反应过程中碳元素化合价未发生变化 D、当主要发生路径B的历程时，消耗锰粉的质量增多

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23. 在Ru-Rh(钌铑)基催化剂表面发生反应制备乙酸的一种机理如图，下列说法正确的是（）

A、该过程中反应①⑤的反应类型相同 B、反应③中既有非极性键的断裂，又有非极性键的形成 C、制取乙酸的总方程式为：CO₂+H₂+CH₃OH $\begin{array}{l} \underline{\underline{催化剂}} \end{array}$ CH₃COOH+H₂O D、LiI也是该反应的催化剂

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24. 我国学者研究出一种用于催化DMO和氢气反应获得EG的纳米反应器，如图是反应的微观过程示意图。下列说法正确的是（）

A、Cu纳米颗粒起催化作用，使氢气解离成氢原子 B、DMO的名称为乙二酸甲酯 C、MG酸性水解的一种产物能发生缩聚反应 D、该反应可表示为DMO+2H₂ $\overset{Cu}{\to}$ EG+2CH₃OH

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三、非选择题

25. 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。

(1)、Ⅰ．苯乙烯的制备
已知下列反应的热化学方程式：
① $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} (g) + \frac{21}{2} O_{2} (g) = 8 C O_{2} (g) + 5 H_{2} O (g) Δ H_{1} = - 4386.9 k J \cdot m o l^{- 1}$

② $C_{6} H_{5} C H = C H_{2} (g) + 10 O_{2} (g) = 8 C O_{2} (g) + 4 H_{2} O (g) Δ H_{2} = - 4263.1 k J \cdot m o l^{- 1}$

③ $H_{2} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = H_{2} O (g) Δ H_{3} = - 241.8 k J \cdot m o l^{- 1}$

计算反应④ $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} (g) ⇌ C_{6} H_{5} C H = C H_{2} (g) + H_{2} (g)$ 的 $Δ H_{4} =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ ；

(2)、在某温度、 $100 k P a$ 下，向反应器中充入 $1 m o l$ 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 $m o l$ 水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；

(3)、在 $913 K$ 、 $100 k P a$ 下，以水蒸气作稀释气。 $F e_{2} O_{3}$ 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 $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} (g) ⇌ C_{6} H_{6} (g) + C H_{2} = C H_{2} (g)$

⑥ $C_{6} H_{5} C_{2} H_{5} (g) + H_{2} (g) ⇌ C_{6} H_{5} C H_{3} (g) + C H_{4} (g)$

以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S( $S = \frac{转化为目的产物所消耗乙苯的量}{已转化的乙苯总量} \times 100 %$ )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 $F e_{2} O_{3}$ 的描述错误的是____；

A、X射线衍射技术可测定 $F e_{2} O_{3}$ 晶体结构 B、 $F e_{2} O_{3}$ 可改变乙苯平衡转化率 C、 $F e_{2} O_{3}$ 降低了乙苯脱氢反应的活化能 D、改变 $F e_{2} O_{3}$ 颗粒大小不影响反应速率

(5)、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 $C u$ (Ⅰ)的配合物促进 $C_{6} H_{5} C H_{2} X$ (引发剂，X表示卤素)生成自由基 $C_{6} H_{5} C H_{2} ·$ ，实现苯乙烯可控聚合。
引发剂 $C_{6} H_{5} C H_{2} C l 、 C_{6} H_{5} C H_{2} B r 、 C_{6} H_{5} C H_{2} I$ 中活性最高的是；

(6)、室温下，① $C u^{+}$ 在配体L的水溶液中形成 ${[C u {(L)}_{2}]}^{+}$ ，其反应平衡常数为K；② $C u B r$ 在水中的溶度积常数为 $K_{s p}$ 。由此可知， $C u B r$ 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)。

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26. 实现碳中和方法之一是二氧化碳捕捉再利用，研究CO₂转化为CH₄、CH₃OH、HCOOH的重整技术是科学家研究的热点课题，回答下列问题。
反应i：CO₂(g)+4H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH₁
反应ii：CO₂(g)+3H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₂=-49kJ·mol^-1

(1)、已知下表中断裂1mol化学键所吸收的能量数据，则ΔH₁=kJ·mol^-1。
化学键
H-H
O-H
C-H
C=O
能量/kJ
436
463
413
803

(2)、在573K时，体积为2L的刚性容器中投入2molCO₂和6molH₂发生反应ii达到平衡。
①为了提高CH₃OH产率可以采取的措施有(任写两项措施)。
②图1中能表示该反应的平衡常数的对数lnK与 $\frac{1}{T}$ (T表示温度)之间的变化关系的曲线是(选填“m”或“n”)。
③测得在相同时间内，不同温度下的H₂转化率如图2所示，v(a)_逆v(c)_逆(选填“>”“<”或“=”)；T₂温度下该反应的平衡常数K值为(保留两位小数)。

(3)、在恒容密闭容器中，反应i按进料浓度比c(CO₂)：c(H₂)分别等于1：2、1：5、1：7时，CO₂的平衡转化率随条件X的变化关系如图3所示：
①曲线a的进料浓度比c(CO₂)：c(H₂)为。
②条件X是(选填“温度”或“压强”)，依据是。

(4)、我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO₂生产HCOOH的催化性能及机理，并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量，如图4所示(带“*”表示物质处于吸附态)。
①阴极的电极反应为。
②试从图4分析，采用BiIn合金催化剂既优于单金属Bi催化剂，又优于单金属In催化剂的原因。

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27. 将CO₂转化为高附加值碳基燃料，可有效减少碳的排放。在催化剂作用下CO₂甲烷化的总反应为：
$\frac{1}{2}$ CO₂(g)+2H₂(g) $⇌$ $\frac{1}{2}$ CH₄(g)+H₂O(g)，ΔH_总K_p_总，该反应分两步完成，反应过程如下：
①CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g)，ΔH₁K_p1
②CO(g)+H₂(g) $⇌$ $\frac{1}{2}$ CO₂(g)+ $\frac{1}{2}$ CH₄(g)，ΔH₂K_p2
回答下列问题：

(1)、催化剂的选择是CO₂甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO₂转化率和生成CH₄选择性随温度的变化如图所示。
对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是，使用的合适温度为。

(2)、在某温度下，向恒容容器中充入7molCO₂和12molH₂ ，初始压强为19kPa，反应经10min达到平衡，此时p(H₂O)=5kPa，p(CO)=4kPa，则总反应的v(H₂)=kPa·min^-1。试计算该温度下反应①的K_p1(用平衡分压代替平衡浓度)；在该平衡体系，若保持温度不变压缩容器的体积，CH₄的物质的量(填“增加”“减小”或“不变”)，反应①的平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

(3)、为研究反应过程的热效应，一定温度范围内对上述反应的平衡常数K_p进行计算，得lgKp-T的线性关系如图：
则T₁温度下K_p1= ，从图像分析反应①的ΔH₁0(填“>”“<”或“=”)。

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28. 铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。铝粉表面复合金属的组分和含量，会影响硝酸盐的去除效果。

(1)、在相同实验条件下，分别使用纯铝粉和Cu负载量为3%、4%、5%的Al/Cu二元金属复合材料对硝酸盐的去除效果如图所示。
①由如图可知用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸盐效果明显优于铝粉，可能原因是。
②实验发现Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高也不利于硝酸盐的去除，可能原因是。

(2)、在Al/Cu二元金属复合材料基础上引入Pd形成三元金属复合材料，其去除水体中硝酸盐的机理如图所示。

①使用Al/Cu二元金属复合材料，可将水体中硝酸盐转化为铵盐，该转化的机理可描述为： H⁺吸附在Cu表面并得电子生成强还原性的吸附氢H(ads)，， NH₃与H⁺结合为 $N H_{4}^{+}$ 进入溶液。

②引入Pd的Al/Cu/Pd三元金属复合材料，硝酸盐转化为N₂选择性明显提高，可能原因是

③其他条件相同时，Al/Cu/Pd 三元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果与溶液pH关系如图所示。水体pH在4至6范围内，随pH增大硝酸盐去除率降低的可能原因是；水体pH在8.5至10范围内，随pH增大硝酸盐去除率升高的可能原因是。

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29. 含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。回答下列问题。已知：
Ⅰ. 2H₂(g)+O₂(g) $⇌_{}^{}$ 2H₂O(g) ΔH₁= -483.6 kJ·mol^-1

Ⅱ.N₂(g)+O₂(g) $⇌_{}^{}$ 2NO(g) ΔH₂ = +180.5 kJ·mol^-1

Ⅲ.2H₂(g)+ 2NO(g) $⇌_{}^{}$ N₂(g)+ 2H₂O(g) ΔH₃

(1)、若已知反应III的正反应活化能为E_akJ·mol^-1 ，则逆反应活化能为kJ·mol ^-1(用含E_a的式子表示)。

(2)、在刚性容器中按投料比 $\frac{{n(H}_{2})}{n(NO)}$ =1发生反应Ⅲ，不同催化剂条件下，反应相同时间时，测得NO转化率与温度的关系如图1。

图1

①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是

A.2v_逆 (NO)=v _正(N₂)

B．混合气体的密度不再变化

C．容器内总压强不再变化

D．混合气体的平均相对分子质量不再变化

②使用催化剂乙、温度高于350℃时，NO 转化率降低的原因可能是。

③研究表明该反应v= kc^m(H₂)c²(NO)，其中k为速率常数，与温度、活化能有关。T₁℃的初始速率为v₀ ，当H₂转化率为50%时，反应速率为 $\frac{v_{0}}{8}$ ，由此可知m=。设此时反应的活化能为E_a'，不同温度T₁、T₂条件下对应的速率常数分别为k₁、k₂ ，存在关系： $lg \frac{k_{2}}{k_{1}} =- \frac{E_{a}^{ˊ}}{2 .303R} (\frac{1}{T_{2}} - \frac{1}{T_{1}})$ (R为常数)。据此推测：活化能越大，升高温度，速率常数增大倍数。 (填“越大”“越小”或“不变”)

(3)、工业上常利用反应N₂(g)+ 3H₂(g) $⇌_{}^{}$ 2NH₃(g) ΔH<0合成氨气，在30 MPa、不同物质的量分数(75%的H₂和25%的N₂； 67.5%的 H₂、22.5%的 N₂和10%的惰性气体)条件下进行实验，测得平衡时，NH₃体积分数与温度的关系如图2。

图2

①物质的量分数为： 75%的H₂和25%的N₂所对应的曲线是。 (填“a”或“b”)

②M点时，N₂的转化率为；该反应的压强平衡常数K_p= (MPa)^-2(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。

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30. 甲醇是重要的化工基础原料和清洁液体燃料，在CO₂加氢合成CH₃OH的体系中，同时发生下列竞争反应：
(ⅰ)CO₂(g)+3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁=-49.3 kJ/mol

(ⅱ)CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.1 kJ/mol

由CO也能直接加氢合成甲醇：(iii) 2H₂(g)+CO(g) $⇌$ CH₃OH(g) △H

(1)、△H =kJ/mol。

(2)、反应(ⅱ) CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g)的正、逆反应平衡常数随温度变化曲线如图所示。

下列分析正确的是_______。

A、曲线甲为K(逆)，曲线乙为K(正) B、a点时，一定有v_正=v_逆 C、c点时，x=0.5

(3)、催化剂M、N对CO₂(g)+3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)+H₂O(g)反应进程的能量影响如下图(a)所示，两种催化剂对应的1nk~ $\frac{1}{T}$ 关系如下图(b)所示(已知；lnk=- $\frac{E_{a}}{R T}$ +C，其中Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。

①使用催化剂M时，逆反应的活化能为kJ/mol。

②催化剂N对应曲线是图(b)中的(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)

(4)、为进一步研究CO₂与H₂反应制CH₃OH的过程中原料气组成对反应速率的影响，分别向三个压强恒定为P的密闭容器(装有等量催化剂，且在实验温度范围内催化剂活性变化不大)中通入相同碳氢比的三种混合气，相同时间内，测得甲醇生成速率与温度的关系如图所示。

①三个容器中，甲醇的生成速率达峰值后均随温度升高而下降的原因是。

②结合研究目的，参照图中三条曲线，你可得出的结论是(写一条)。

(5)、恒温下，在压强恒定为P的装置中，按n(CO₂)：n(H₂)=1：3加入反应物，发生反应(ⅰ)、(ⅱ)。达到平衡时，若CO₂转化率为20%，甲醇的选择性为50%。列出反应(ⅰ)CO₂(g)+3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)+H₂O(g)的平衡常数计算式：Kp=(不必化简)。(已知： ${CH}_{3} OH$ 的选择性x= $\frac{转化为 {CH}_{3} OH 的 n {(CO}_{2})}{消耗的 n {(CO}_{2})}$ ×100%；Kp为用分压代替浓度的平衡常数。)

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31. 甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题：

(1)、已知：CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) ΔH₁=-885 kJ/mol
2C₂H₂(g)+5O₂(g)=4CO₂(g)+2H₂O(l) ΔH₂=-2600 kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l) ΔH₃=-572 kJ/mol

则2CH₄(g)=C₂H₂(g)+3H₂(g)ΔH=kJ/mol

(2)、①若用分别表示CH₄、CH₂、H₂和固体催化剂，在固体催化剂表面CH₄的裂解过程如图所示，从吸附到解吸的过程中，能量状态最高的是(填标号)。

②在恒容密闭容器中充入amol甲烷，测得单位时间内在固体催、化剂表面CH₄的转化率[α(CH₄)]与温度(t℃)的关系如图所示，t₀℃后CH₄的转化率突减的原因可能是。

(3)、甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)与温度(t/℃)的关系如图所示。

①T℃时，化学反应2CH₄ (g)=C₂H₂(g)+3H₂(g)的压强平衡常数K=Pa²。

②在某温度下，向VL恒容密闭容器中充入0.12mol CH₄只发生反应2CH₄(g)=C₂H₄(g)+2H₂(g)，达到平衡时，测得p(H₂)=p(CH₄)。CH₄的平衡转化率为(结果保留两位有效数字)。

(4)、甲烷除裂解反应外还能发生水蒸汽重整反应，涉及以下反应方程式：
I.CH₄(g)+H₂O(g)→CO(g)+3H₂(g) ΔH₁=+206kJ·mol^-1；

II.CO(g)+H₂O(g)→CO₂(g)+H₂(g) ΔH₂=-41kJ·mol^-1；

在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的CH₄和H₂O(g)发生水蒸汽重整反应。

①压强为P₀kPa时，分别在加CaO和不加CaO时，平衡体系H₂的物质的量随温度变化如图所示。温度低于700℃时，加入CaO可明显提高混合气中H₂的量，原因是

②500℃时，反应相同时间后测得CH₄的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点CH₄的浓度大小关系为c(G)(填“>”“＜”或“=”)c(E)。

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32. 检验淀粉水解，实验步骤如下：
步骤1：向试管中加入4mL淀粉溶液，再加入少量稀硫酸，加热4分钟，冷却后将溶液分装在两支试管中；
步骤2：向一支试管中滴加几滴碘水，观察现象；
步骤3：向另一支试管中先加入烧碱溶液中和，再加入银氨溶液，水浴加热煮沸，观察现象。
下列说法错误的是（）

A、步骤1中加入稀硫酸可以加快淀粉水解速率 B、步骤2中溶液变蓝色，说明淀粉没有完全水解 C、步骤3中水浴加热后观察到有光亮的银镜，说明淀粉已经水解 D、碘晶胞如图所示，则碘分子的配位数是8

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33. 如NO_x是大气中主要的污染物。大气中过量的NO_x和水体中过量的NH $_{4}^{+}$ 、NO $_{2}^{-}$ 、NO $_{3}^{-}$ 均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N₂[反应为 $2 N O (g) + 2 C O (g) \overset{}{⇌} 2 C O_{2} (g) + N_{2} (g)$ △H=-746.5kJ·mol^-1]；也可将水体中的NO $_{2}^{-}$ 、NO $_{3}^{-}$ 转化为N₂。对于反应 $2 N O (g) + 2 C O (g) \overset{}{⇌} 2 C O_{2} (g) + N_{2} (g)$ ，下列说法正确的是（）

A、该反应在任何条件下都能自发进行 B、反应的平衡常数可表示为K= $\frac{c (C O_{2}) \cdot c (N_{2})}{c (N O) \cdot c (C O)}$ C、使用高效的催化剂可以降低反应的焓变 D、其它条件不变，增大 $\frac{c (N O)}{c (C O)}$ 的值，NO的转化率下降

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34. CO、CO₂加氢有利于缓解化石能源消耗，实现“碳中和”.该体系主要涉及以下反应：
反应I：CO(g)+2H₂(g) $⇌_{}^{}$ CH₃OH(g) ΔH₁<0
反应II：2CO(g)+4H₂(g) $⇌_{}^{}$ C₂H₅OH(g)+H₂O(g) ΔH₂<0
反应III：2CO₂(g)+6H₂(g) $⇌_{}^{}$ C₂H₅OH(g)+3H₂O(g) ΔH₃<0
反应IV：CO₂(g)+3H₂(g) $⇌_{}^{}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₄<0
反应V：2CH₃OH(g) $⇌_{}^{}$ C₂H₅OH(g)+H₂O(g) ΔH₅
回答下列问题：

(1)、上述反应中，ΔH₅=(写出一个代数式即可)。

(2)、密闭容器中，上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列描述正确的有____(填标号)。

A、加入催化剂，可提高CO₂的平衡转化率 B、降低温度，反应Ⅱ的正反应速率增大，逆反应速率减小 C、增大CO的浓度，反应Ⅲ、IV的平衡均向左移动 D、恒温恒容充入氩气，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡不移动

(3)、恒容下，n(CO)=n(CO₂)=1mol，并按照不同氢碳比[ $\frac{n (H_{2})}{n (C O_{2}) + n (C O)}$ ]投料，发生上述反应。图甲表示不同氢碳比时，[CO+CO₂]的总平衡转化率随温度变化的关系；图乙表示氢碳比=3时，平衡后体系中C₂H₅OH、CH₃OH的选择性随温度变化的关系。
已知：CH₃OH的选择性= $\frac{n (C H_{3} O H)}{n_{消耗} (C O_{2}) + n_{消耗} (C O)}$ ×100%；C₂H₅OH的选择性= $\frac{2 n (C_{2} H_{5} O H)}{n_{消耗} (C O_{2}) + n_{消耗} (C O)}$ ×100%
①图甲中x3(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是。
②Q点对应的体系中n(CH₃OH)=mol；此时，H₂转化了4mol，则反应2CH₃OH(g) $⇌_{}^{}$ C₂H₅OH(g)+H₂O(g)的平衡常数K_p=(K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，结果保留两位有效数字)。

(4)、常温常压下，以Ag为催化剂，在酸性水溶液中将CO₂电催化还原为CO的反应历程如图所示：
①据图，CO和CO₂相比，(填化学式)更稳定。
②吸附在催化剂表面上的物种用*标注，图中第一步反应为CO₂+e^-+H⁺=*COOH，则第二步反应为。

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35. 环已醇常用于工业上制取增塑剂、表面活性剂以及用作工业溶剂等。苯酚()催化加氢制备环已醇一直受到研究人员的关注，该反应为(g)+3H₂(g) $⇌_{高温、高压}^{催化剂}$ (g) $Δ H = y k J \cdot m o l^{- 1}$ 。请回答下列问题。

(1)、已知： $(g) + 7 O_{2} (g) = 6 C O_{2} (g) + 3 H_{2} O (l)$     $Δ H = - 3053.5 k J \cdot m o l^{- 1}$ ；
$(g) + \frac{17}{2} O_{2} (g) = 6 C O_{2} (g) + 6 H_{2} O (l)$     $Δ H = - 3727.9 k J \cdot m o l^{- 1}$ ；
$2 H_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 H_{2} O (l)$     $Δ H = - 571.6 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。
则 $y =$ 。

(2)、向体积为50L的恒容密闭容器中充入一定量的(g)和 $H_{2} (g)$ 不同温度下，反应均进行5min测得反应物的转化率随温度的变化关系如图所示，已知曲线Ⅰ表示苯酚的转化率)。
①起始时投入的苯酚和氢气的物质的量之比为。
②A、B、C、D四点对应的正反应速率 $v (A)$ 、 $v (B)$ 、 $v (C)$ 、 $v (D)$ 的大小关系为。
③温度低于400℃时， $H_{2}$ 和苯酚的转化率随温度升高而增大的原因是。
④已知 $p V = n R T$ ， V代表体积；n代表气体物质的量；T代表温度；R是摩尔气体常数，单位是 $k P a \cdot L \cdot m o l^{- 1} \cdot ℃^{- 1}$ 。若初始时向容器中充入的苯酚为1mol，则反应从起始进行到A点，其平均反应速率 $v (H_{2}) =$ ；当反应温度为500℃时，反应达到平衡后， $K_{p} =$ $k P a^{- 3}$ 。( $K_{p}$ 表示用分压代替浓度计算的平衡常数，结果用含R的代数式表示)

(3)、氢原子和苯分子吸附在金属催化剂表面活性中心时，才能发生反应。当 $H_{2}$ 中混有微量 $N H_{3}$ 杂质时，相同时间内测得环已醇的产率降低。推测其可能原因为。

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t/min	0	20	40	60	80
c/(mol·L^-1)	0.80	0.40	0.20	0.10	0.050

化学键	H-H	O-H	C-H	C=O
能量/kJ	436	463	413	803