高考二轮复习知识点：化学平衡转化过程中的变化曲线1

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 利用平衡移动原理，分析一定温度下 $M g^{2 +}$ 在不同 $p H$ 的 $N a_{2} C O_{3}$ 体系中的可能产物。
已知： $①$ 图 $1$ 中曲线表示 $N a_{2} C O_{3}$ 体系中各含碳粒子的物质的量分数与 $p H$ 的关系。

$②$ 图 $2$ 中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合 $c (M g^{2 +}) \cdot c^{2} (O H^{-}) = K_{s p} [M g (O H)_{2}]$ ；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合 $c (M g^{2 +}) \cdot c (C O_{3}^{2 -}) = K_{s p} (M g C O_{3}) [$ 注：起始 $c (N a_{2} C O_{3}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ ，不同 $p H$ 下 $c (C O_{3}^{2 -})$ 由图 $1$ 得到 $]$ 。

下列说法不正确的是（）

A、由图 $1$ ， $p H = 10.25 ， c (H C O_{3}^{-}) = c (C O_{3}^{2 -})$ B、由图 $2$ ，初始状态 $p H = 11 、 l g [c (M g^{2 +})] = - 6$ ，无沉淀生成 C、由图 $2$ ，初始状态 $p H = 9 、 l g [c (M g^{2 +})] = - 2$ ，平衡后溶液中存在 $c (H_{2} C O_{3}) + c (H C O_{3}^{-}) + c (C O_{3}^{2 -}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ D、由图 $1$ 和图 $2$ ，初始状态 $p H = 8$ 、 $l g [c (M g^{2 +})] = - 1$ ，发生反应： $M g^{2 +} + 2 H C O_{3}^{-} \begin{array}{l} = \end{array} M g C O_{3} ↓ + C O_{2} ↑ + H_{2} O$

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2. 密闭容器中加入HBr，一定条件下发生反应： $2 H B r (g) ⇌ B r_{2} (g) + H_{2} (g)$ ， $c (H B r)$ 随反应时间的变化如曲线①所示，分别改变一个条件，得到曲线②和③，下列说法正确的是

A、该反应正反应为放热反应 B、曲线①，0~50min用 $H_{2}$ 表示的平均反应速率为 $0.02 m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ C、曲线②，可能使用了催化剂或压缩容器体积 D、曲线③，达到平衡后，容器内各物质的浓度分别增加 $0.2 m o l \cdot L^{- 1}$ ，平衡正向移动

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3. 密闭容器中加入HBr，一定条件下发生反应： $2 H B r (g) ⇌ B r_{2} (g) + H_{2} (g)$ ， $c (H B r)$ 随反应时间的变化如曲线①所示，分别改变一个条件，得到曲线②和③，下列说法正确的是（）

A、该反应正反应为放热反应 B、曲线①，0~50min用 $H_{2}$ 表示的平均反应速率为 $0.02 m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ C、曲线②，可能使用了催化剂或压缩容器体积 D、曲线③，达到平衡后，容器内各物质的浓度分别增加 $0.2 m o l \cdot L^{- 1}$ ，平衡正向移动

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4. $N a C l$ 是中学化学常见的药品之一，其相图( $101 k P a$ 时，用于描述 $N a C l - H_{2} O$ 体系共存形式的平衡曲线)见图，已知 $N a C l$ 溶解度随温度变化不大，则下列有关说法错误的是（）

A、0℃时， $N a C l$ 的溶解度约为 $35.7 g$ B、对海水进行冷冻，可获取淡水资源 C、由饱和 $N a C l$ 溶液中析出的晶体是否带结晶水主要由结晶速率决定 D、5℃时，取适量20％的 $N a C l$ 溶液于洁净试管中，用玻璃棒刮擦试管内壁后无明显现象

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5. 汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO与CO的反应为2NO(g)+2CO(g) $\overset{}{⇌}$ N₂(g)+2CO₂(g) △H＜0。一定温度下，在恒容密闭容器中加入1molCO和1molNO发生上述反应，部分物质的体积分数(φ)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是

A、上述反应的正反应在高温下才能自发进行 B、曲线b表示的是φ(N₂)随时间的变化 C、2v_正(NO)=v_逆(N₂)时，反应达平衡状态 D、气体的平均相对分子质量：M(t₁)＞M(t₃)＞M(t₅)

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6. 图1为 $C d C O_{3}$ 和 $C d {(O H)}_{2}$ 在25℃时的沉淀溶解平衡曲线，图2为向两份等体积等浓度的 $C d C l_{2}$ 溶液中分别滴加等浓度的NaOH溶液和 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液滴定关系图(图1中横坐标为阴离子浓度的负对数， $p C d^{2 +}$ 为 $C d^{2 +}$ 浓度的负对数)。下列说法正确的是

A、X为 $C d {(O H)}_{2}$ 对应直线， $K_{s p} [C d {(O H)}_{2}] = 1 \times 1 0^{- 14}$ B、M为向 $C d C l_{2}$ 溶液中滴加NaOH溶液对应的曲线 C、图1中a点对应的溶液为 $C d C O_{3}$ 的不饱和溶液 D、图2中c点、b点对应取值分别为 $c = 6$ ， $b > 5$

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7. 在一定条件下，取一定量的X和Y在恒容密闭容器中发生反应：aX(g)+bY(s)⇌mM(g)+nN(g) ΔH=Q kJ·mol^-1 ，达到平衡时，M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列有关判断一定正确的是

A、a> m十n B、Q>0 C、E点的平衡常数大于F点的平衡常数 D、达到平衡后，增大Y的量将会提高X的转化率

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8. 室温下，某溶液初始时仅溶有P和Q且浓度相等，同时发生以下两个反应：① $P + Q = X + Z$ ；② $P + Q = Y + Z$ ，反应①的速率可表示为 $v_{1} = k_{1} c^{2} (P)$ ，反应②的速率可表示为 $v_{2} = k_{2} c^{2} (P)$ ( $k_{1}$ 、 $k_{2}$ 为速率常数)。反应体系中组分Q、X的浓度随时间变化情况如图所示(溶液体积变化忽略不计)。
下列说法错误的是（）

A、反应①的活化能比反应②的活化能大 B、 $0 ~ 20 m i n$ 内，Z的平均反应速率为 $6.0 \times 1 0^{- 3} m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ C、反应 $30 m i n$ 时， $v_{1} ： v_{2} = 2 ： 3$ D、 $45 m i n$ 时Y的浓度为 $0.24 m o l \cdot L^{- 1}$

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9. 对于可逆反应：A(g)+B(g) $⇌$ 2C(g)+热量，下列图像正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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10. Cu²⁺与NH₃可结合生成多种络合物，在水溶液中存在如下平衡： ${{[Cu(NH}_{3})_{4}]}^{2+} \overset{K_{1}}{⇌} {{[Cu(NH}_{3})_{3}]}^{2+} \overset{K_{2}}{⇌} {{[Cu(NH}_{3})_{2}]}^{2+} \overset{K_{3}}{⇌} {{[Cu(NH}_{3})]}^{2+} \overset{K_{4}}{⇌} {Cu}^{2+}$ (K₁、K₂、K₃、K₄分别为每一步反应的化学平衡常数)。向某浓度的CuSO₄溶液中滴加浓氨水，实验测得含Cu微粒的物质的量分布分数(δ)与溶液中游离氨的1gc(NH₃)关系如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $K_{1} {=10}^{-4}$ B、曲线a表示[Cu(NH₃)₄]²⁺的物质的量分布分数曲线 C、lgc(NH₃)=-3时，c(Cu²⁺)+c{[Cu(NH₃)]²⁺}+ c{[Cu(NH₃)₂]²⁺}+ c{[Cu(NH₃)₃]²⁺}+ c{[Cu(NH₃)₄]²⁺}=0.5[c(OH^-)-c(H⁺)-c( ${NH}_{4}^{+}$ )] D、M点时， $1g c ({NH}_{3}) = \frac{{lgK}_{1} {+lgK}_{2} {+lgK}_{3}}{3}$

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11. CO₂催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反应：
反应I：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=-58.6kJ·mol^-1
反应II：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) △H=41.2kJ·mol^-1
0.5MPa下，将n(H₂)：n(CO₂)=3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得CO₂的转化率、CH₃OH或CO的选择性[ $\frac{n_{生成} (C H_{3} O H) 或 n_{生成} (C O)}{n_{总转化} (C O_{2})}$ ×100%]以及CH₃OH的收率(CO₂的转化率×CH₃OH的选择性)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A、CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) △H=99.8kJ·mol^-1 B、曲线a表示CH₃OH的选择性随温度的变化 C、图中所示270℃时，对应CO₂的转化率为21% D、在210℃~250℃之间，CH₃OH的收率增大是由于CH₃OH的选择性增大导致

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二、多选题

12. 室温下，向Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液中逐滴加入BaCl₂溶液，溶液中-lgc(Ba²⁺)与 $lg \frac{{c(HCO}_{3}^{-})}{{c(CO}_{3}^{2-})}$ 的关系如图所示(已知： H₂CO₃的K_a1、K_a2分别为4.2×10^-7、5.6×10^-11；BaCO₃的K_sp为5×10^-9)。下列说法正确的是（）

A、a对应溶液中水的电离程度小于b B、b对应溶液的c( ${HCO}_{3}^{-}$ ) = 0.05 mol/L C、a→b的过程中，溶液中 $\frac{{c(CO}_{3}^{2-}) \cdot {c(H}^{+})}{{c(H}_{2} {CO}_{3})}$ 一直减小 D、a对应的溶液中一定存在：c(Na⁺)+2c(Ba²⁺) <3c( ${HCO}_{3}^{-}$ )+c(Cl^-)

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13. 常温下，将0.1mol·L^-1的 ${({NH}_{4})}_{2} {SO}_{4}$ 溶液加水稀释，混合溶液中 $- \lg \frac{c ({NH}_{3} \cdot H_{2} O)}{c ({NH}_{4}^{+})}$ 与 $\lg c (H^{+})$ 的关系如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $K_{b} ({NH}_{3} \cdot H_{2} O)$ 的值为10^-4.7 B、M、N两点对应的溶液稀释程度N＞M C、向溶液中加入 ${({NH}_{4})}_{2} {SO}_{4}$ 固体可使N点移动到P点 D、将溶液稀释1000倍后，溶液中 $c ({NH}_{4}^{+}) \approx 2 c ({SO}_{4}^{2 -})$

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14. 在 $T K$ 下，向两容积均为 $1 L$ 的刚性密闭容器中分别投入 $0.1 m o l X$ 、 $1.0 m o l X$ ，发生反应： $X (g) ⇌_{}^{} 2 Y (g) + Z (g)$ ， X的转化率随反应时间变化曲线如图所示，下列说法正确的是

A、曲线 $L_{1}$ 表示的是 $1.0 m o l X$ 反应的转化率 B、逆反应速率： $v (a) > v (b)$ C、曲线 $L_{2}$ 中 $0 \sim 1 s$ 内的平均反应速率 $v (X) = 0.4 m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}$ D、可利用 $L_{2}$ 所得的平衡常数计算出 $L_{1}$ 达平衡时X的转化率

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15. 利用传感技术可以探究压强对2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa条件下，往针筒中充入一定体积的NO₂气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t₁、t₂时刻迅速移动活塞至一定位置，并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是（）

A、t₁时刻的操作是向内推活塞 B、E点到H点的过程中，NO₂的物质的量先增大后减小 C、E，H两点对应的正反应速率大小为v(H)>v(E) D、B，E两点气体的平均相对分子质量大小为M(B)>M(E)

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16. 在一个恒温恒容的密闭容器中充入 $3 m o l N_{2}$ 和 $3 m o l H_{2}$ ，发生反应 $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 N H_{3} (g)$ ，得到X与时间的关系如图所示。X不能代表的是（）

A、 $N_{2}$ 的体积分数 B、K值 C、 $Q_{c} = \frac{c^{2} (N H_{3})}{c (N_{2}) \times c^{3} (H_{2})}$ D、混合气体密度

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17. 某实验室模拟反应2C(s)+2NO₂(g) $⇌_{}^{}$ N₂(g)+2CO₂(g) ∆H=-64.2 kJ∙mol^-1 ，在密闭容器中加入足量的碳和一定量的NO₂气体，保持温度不变，测得相同时间内NO₂的转化率随压强的变化关系如图所示。下列说法错误的是（）

A、b、e两点NO₂的平衡转化率相同 B、1100 $k P a$ 时，NO₂的体积分数为50% C、平衡常数 K_b=K_d D、反应速率 $v_{d} > v_{e}$

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18. 一碘甲烷(CH₃I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。一碘甲烷(CH₃I)热裂解时主要反应有：
反应Ⅰ 2CH₃I(g) $⇌_{}^{}$ C₂H₄(g)+2HI(g) $Δ H_{1} > 0$
反应Ⅱ 3C₂H₄(g) $⇌_{}^{}$ 2C₃H₆(g) $Δ H_{2} < 0$
反应Ⅲ 2C₂H₄(g) $⇌_{}^{}$ C₄H₈(g) $Δ H_{3} < 0$
向容积为1L的密闭容器中起始投入1molCH₃I(g)，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯占所有气体物质的量分数的影响如图所示。已知715K时，CH₃I的转化率为80%。
下列说法正确的是（）

A、曲线a表示反应温度对平衡体系中乙烯物质的量分数的影响 B、由图像可知，温度越高，催化剂的活性越强 C、715K时，C₄H₈(g)的平衡物质的量浓度为0.1mol/L D、400K时使用活性更强的催化剂，可以提高曲线a、b对应物质的物质的量分数

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19. 向一容积不变的密闭容器中充人一定量A和B，发生如下反应：xA(g)+2B(s) $⇌$ yC(g) △H＜0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法错误的是（）

A、用A的浓度变化表示该反应在0~10min内的平均反应速率为0.02mol•L^-1•min^-1 B、x：y=1：2 C、第10min引起曲线变化的反应条件可能是降温 D、若平衡I的平衡常数为K₁ ，平衡II的平衡常数为K₂ ，则K₁＜K₂

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20. 向一恒温恒容的密闭容器中充入 $1 m o l X_{2}$ 和 $3 m o l Y_{2}$ 发生反应： $X_{2} (g) + 3 Y_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 X Y_{3} (g)$ ，测得部分物质的物质的量浓度与时间关系如图1所示，在 $T i O_{2} - C u$ 催化下反应机理与能量变化如图2所示。下列说法正确的是（）

A、反应开始到第一次平衡， $v (Y_{2}) = \frac{0.15}{t_{1}} m o l / (L \cdot m i n)$ B、 $t_{2} m i n$ 时改变某种条件，重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数一定减小 C、投料改为 $2 m o l X_{2}$ 和 $6 m o l Y_{2}$ ， $X Y_{3}$ 的平衡体积分数增大 D、寻找合适的催化剂降低阶段②活化能，能有效提高 $X_{2}$ 的平衡转化率

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三、非选择题

21. 硫酸工业在国民经济中占有重要地位。

(1)、我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO₄·5H₂O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO₄·5H₂O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO₂、和(填化学式)。


(2)、铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO₂+SO₂+H₂O=NO+H₂SO₄

2NO+O₂=2NO₂

(ⅰ)上述过程中NO₂的作用为。

(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是(答出两点即可)。

(3)、接触法制硫酸的关键反应为SO₂的催化氧化：
SO₂(g)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g) $⇌$ SO₃(g) ΔH=-98.9kJ·mol^-1

(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是。



a．温度越高，反应速率越大

b．α=0.88的曲线代表平衡转化率

c．α越大，反应速率最大值对应温度越低

d．可根据不同 $α$ 下的最大速率，选择最佳生产温度

(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是(填标号)。



(ⅲ)设O₂的平衡分压为p，SO₂的平衡转化率为α_e ，用含p和α_e的代数式表示上述催化氧化反应的K_p=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。

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22. 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：

(1)、根据图1数据计算反应 $\frac{1}{2} N_{2} (g)+ \frac{3}{2} H_{2} {(g)=NH}_{3} (g)$ 的 $Δ H =$ $kJ \cdot {mol}^{-1}$ 。

(2)、研究表明，合成氨反应在 $Fe$ 催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位， $N_{2} *$ 表示被吸附于催化剂表面的 $N_{2}$ )。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为(填步骤前的标号)，理由是。

(3)、合成氨催化剂前驱体(主要成分为 ${Fe}_{3} O_{4}$ )使用前经 $H_{2}$ 还原，生成 $α-Fe$ 包裹的 ${Fe}_{3} O_{4}$ 。已知 $α-Fe$ 属于立方晶系，晶胞参数 $a=287pm$ ，密度为 $7 .8g \cdot {cm}^{-3}$ ，则 $α-Fe$ 晶胞中含有 $Fe$ 的原子数为(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为 $N_{A}$ )。

(4)、在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为 $x_{H_{2}} =0 .75 、 x_{N_{2}} =0 .25$ ，另一种为 $x_{H_{2}} =0 .675 、 x_{N_{2}} =0 .225 、 x_{At} =0 .10$ 。(物质i的摩尔分数： $x_{i} = \frac{n_{i}}{n_{总}}$ )

①图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是。

②进料组成中含有情性气体 $Ar$ 的图是。

③图3中，当 $p_{2} =20MPa$ 、 $x_{{NH}_{3}} =0 .20$ 时，氮气的转化率 $α=$ 。该温度时，反应 $\frac{1}{2} N_{2} (g)+ \frac{3}{2} H_{2} (g) ⇌ {NH}_{3} (g)$ 的平衡常数 $K_{p} =$ ${(MPa)}^{-1}$ (化为最简式)。

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23. 甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：

(1)、已知下列反应的热化学方程式：
① $3 O_{2} (g) = 2 O_{3} (g)$      $K_{1}$      $Δ H_{1} = 285 kJ \cdot {mol}^{- 1}$

② $2 {CH}_{4} (g) + O_{2} (g) = 2 {CH}_{3} OH (l)$       $K_{2}$      $Δ H_{2} = - 329 kJ \cdot {mol}^{- 1}$

反应③ ${CH}_{4} (g) + O_{3} (g) = {CH}_{3} OH (l) + O_{2} (g)$ 的 $Δ H_{3} =$ $kJ \cdot {mol}^{- 1}$ ，平衡常数 $K_{3} =$ (用 $K_{1} 、 K_{2}$ 表示)。

(2)、电喷雾电离等方法得到的 $M^{+}$ ( ${Fe}^{+} 、 {Co}^{+} 、 {Ni}^{+}$ 等)与 $O_{3}$ 反应可得 ${MO}^{+}$ 。 ${MO}^{+}$ 与 ${CH}_{4}$ 反应能高选择性地生成甲醇。分别在 $300 K$ 和 $310 K$ 下(其他反应条件相同)进行反应 ${MO}^{+} + {CH}_{4} = M^{+} + {CH}_{3} OH$ ，结果如下图所示。图中 $300 K$ 的曲线是(填“a”或“b”。 $300 K$ 、 $60 s$ 时 ${MO}^{+}$ 的转化率为(列出算式)。


(3)、 ${MO}^{+}$ 分别与 ${CH}_{4} 、 {CD}_{4}$ 反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以 ${CH}_{4}$ 示例)。


(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则 ${MO}^{+}$ 与 ${CD}_{4}$ 反应的能量变化应为图中曲线(填“c”或“d”)。

(ⅲ) ${MO}^{+}$ 与 ${CH}_{2} D_{2}$ 反应，氘代甲醇的产量 ${CH}_{2} DOD$ ${CHD}_{2} OH$ (填“＞”“＜”或“=”)。若 ${MO}^{+}$ 与 ${CHD}_{3}$ 反应，生成的氘代甲醇有种。

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24. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，

C H_{4}

还原

C O_{2}

是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：

Ⅰ： $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) ⇌ 2 C O (g) + 2 H_{2} (g) Δ H_{1} = + 247 k J \cdot m o l^{- 1} ， K_{1}$

Ⅱ： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g) Δ H_{2} = + 41 k J \cdot m o l^{- 1} ， K_{2}$

请回答：

(1)、有利于提高

C O_{2}

平衡转化率的条件是。

A．低温低压B．低温高压C．高温低压D．高温高压

(2)、反应

C H_{4} (g) + 3 C O_{2} (g) ⇌ 4 C O (g) + 2 H_{2} O (g)

的

Δ H =

k J \cdot m o l^{- 1}

，

K =

(用

K_{1} ， K_{2}

表示)。

(3)、恒压、

75 0^{∘} C

时，

C H_{4}

和

C O_{2}

按物质的量之比

1 ： 3

投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现

C O_{2}

高效转化。

①下列说法正确的是。

A． $F e_{3} O_{4}$ 可循环利用， $C a O$ 不可循环利用

B．过程ⅱ， $C a O$ 吸收 $C O_{2}$ 可促使 $F e_{3} O_{4}$ 氧化 $C O$ 的平衡正移

C．过程ⅱ产生的 $H_{2} O$ 最终未被 $C a O$ 吸收，在过程ⅲ被排出

D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原 $1 m o l C O_{2}$ 需吸收的能量更多

②过程ⅱ平衡后通入 $H e$ ，测得一段时间内 $C O$ 物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释 $C O$ 物质的量上升的原因。

(4)、

C H_{4}

还原能力

(R)

可衡量

C O_{2}

转化效率，

R = Δ n (C O_{2}) / Δ n (C H_{4})

(同一时段内

C O_{2}

与

C H_{4}

的物质的量变化量之比)。

①常压下 $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 按物质的量之比 $1 ： 3$ 投料，某一时段内 $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出 $400 \sim 1000 ℃$ 间R的变化趋势，并标明 $1000 ℃$ 时R值。

②催化剂X可提高R值，另一时段内 $C H_{4}$ 转化率、R值随温度变化如下表：

温度/℃	480	500	520	550
$C H_{4}$ 转化率/%	7.9	11.5	20.2	34.8
R	2.6	2.4	2.1	1.8

下列说法错误的是

A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率

B．温度越低，含氢产物中 $H_{2} O$ 占比越高

C．温度升高， $C H_{4}$ 转化率增加， $C O_{2}$ 转化率降低，R值减小

D．改变催化剂提高 $C H_{4}$ 转化率，R值不一定增大

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25. $C O_{2}$ 有效转化是研究“碳中和”的重要方向。

(1)、 $C O_{2}$ 可用于人工合成淀粉，其中前两步的反应如下图所示。
已知 $2 H_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 H_{2} O (l)$ $Δ H_{3}$
则 $C O_{2} (g) + 2 H_{2} (g) = H C H O (g) + H_{2} O (g)$ 的 $Δ H =$ (用 $Δ H_{1}$ 、 $Δ H_{2}$ 、 $Δ H_{3}$ 表示)。

(2)、CO₂催化加氢可合成乙烯，反应为2CO₂(g)+6H₂(g) $⇌_{}^{}$ C₂H₄(g)+4H₂O(g) ΔH<0，在恒压密闭容器中，起始充入2molCO₂(g)和6molH₂(g)发生反应，不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①下列说法正确的是
A．b点时：2v_正(H₂)=3v_逆(H₂O)
B．a、b、c三点的平衡常数：Ka>Kc>Kb
C．将H₂O(g)液化分离可提高C₂H₄的产率
D．活性更高的催化剂可提高CO₂的平衡转化率
②表示C₂H₄体积分数随温度变化的曲线是(填“k”“l”“m”或“n”)
③若d点表示240℃某时刻H₂的体积分数，保持温度不变，则反应向(填“正”或“逆”)反应方向进行。
④205℃，反应达b点所用时间为tmin，则此过程中用CO₂表示的反应速率是mol/min。若平衡时b点总压为P，则平衡常数Kp=(列出计算式，以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
⑤其他条件相同，分别在催化剂X、Y作用下发生该反应，测得相同时间CO₂的转化率与温度的关系如下图所示。使用催化剂X，当温度高于302℃，CO₂转化随着温度升高而下降的原因是。

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26.

(1)、I. $H_{2} S$ 是化学活动性极强的气体。高温下，将一定量的 $H_{2} S$ 与 $C O_{2}$ 充入2.5L的空钢瓶中，发生反应： $H_{2} S (g) + C O_{2} (g) ⇌ C O S (g) + H_{2} O (g)$ 。相关数据如下表。
温度(K)
起始反应物的量(mol)
平衡时 $H_{2} O$ 的物质的量分数
$H_{2} S$
$C O_{2}$
500
0.40
0.10
0.02
600
0.40
0.10
0.03
该反应是(选填“吸热”或“放热”)反应；500K时，反应5min时达到平衡，则0～5min内， $H_{2} S$ 的平均反应速率 $v (H_{2} S) =$ ；600K时，达到平衡所需时间(选填“大于”“小于”或“等于”)5min。

(2)、向反应器中再分别充入下列气体，能使 $H_{2} S$ 平衡转化率增大的是。(选填编号)
a. $H_{2} S$ b. $C O_{2}$ c.COS d. $N_{2}$

(3)、II. $H_{2} S$ 可在氧气中燃烧，反应式为： $2 H_{2} S (g) + O_{2} (g) ⇌ S_{2} (g) + 2 H_{2} O (g) Q (Q > 0)$ 。研究人员对影响产率的反应条件进行了研究：保持其他条件不变，测定反应至相同时间时产率随温度的变化。所得结果如图所示。
请解释 $S_{2}$ 产率先增大后减小的原因。

(4)、III.另一种 $H_{2} S$ 吸收效率更高的工艺是：将 $H_{2} S$ 与 $O_{2}$ 分别缓慢通入 $F e C l_{2}$ 、 $C u C l_{2}$ 的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。
请写出 $H_{2} S$ 与 $C u C l_{2}$ 反应的离子方程式；在上述吸收过程中，理论上无需添加的物质是。

(5)、已知常温下CuS不与 $O_{2}$ 发生反应，则过程中通入 $O_{2}$ 的作用是；为保证 $H_{2} S$ 全部转化为S，通入 $O_{2}$ 和 $H_{2} S$ 的体积比至少为。

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27. CO₂和SO₂的大量排放会对环境产生影响，科学家在积极探索用化学方法吸收并综合利用CO₂和SO₂。

(1)、I．重整吸收CO_2.主要反应如下：
①CO₂(g)+CH₄(g)⇌2H₂(g)+2CO(g) -Q₁(Q₁大于0)
②CO₂(g)+H₂(g)⇌H₂O(g)+CO(g) -Q₂(Q₂大于0)
在容积固定的某密闭容器中，反应物投料比按n(CO₂)：n(CH₄)=1：1发生上述反应，CO₂、CH₄的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。
根据消耗情况可以判断：图中曲线(选填“A”或“B”)表示CO₂的平衡转化率随温度的变化趋势。提高CH₄的平衡转化率的措施为(列举一条)。

(2)、图中X点的v(CH₄ ，正)v(CH₄ ，逆)。(选填“>”、“<”或“=”)若起始c(CO₂)=2mol·L^-1 ，反应至5min时，CH₄的转化率到达Y点，且c(H₂)为0.2mol·L^-1 ，则0~5min内H₂O(g)的平均反应速率v=mol·L^-1·min^-1。

(3)、II．ZnO悬浊液吸收SO₂ ，再催化氧化得到硫酸盐。
向ZnO悬浊液中缓缓通入SO₂ ， SO₂吸收率及溶液pH变化如图所示。已知：ZnSO₃微溶于水，Zn(HSO₃)₂易溶于水。
在0~10min，溶液pH几乎保持不变，该阶段主要产物为(填化学式)；在30~40min，SO₂吸收率迅速降低，该阶段主要反应的离子方程式为。

(4)、调节吸收SO₂所得溶液的pH为4.5~6.5，缓缓通入O₂ ，则溶液pH将(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

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28. 化学链燃烧(CLC)是利用载氧体(OC)将空气中的氧传输至燃料的新技术，CLC原理如图所示。回答下列问题：
已知：① $C u_{2} F e_{2} O_{3} (s) + O_{2} (g) ⇌ C u_{2} F e_{2} O_{5} (s)$     $Δ H_{1} < 0$
② $2 C_{4} H_{10} (g) + 13 C u_{2} F e_{2} O_{5} (s) ⇌ 13 C u_{2} F e_{2} O_{3} (s) + 8 C O_{2} (g) + 10 H_{2} O (g)$    $Δ H_{2} < 0$

(1)、 $C_{4} H_{10} (g) + \frac{13}{2} O_{2} (g) = 4 C O_{2} (g) + 5 H_{2} O (g)$    $Δ H =$ (用含 $Δ H_{1}$ 、 $Δ H_{2}$ 的代数式表示)。相对传统的燃烧方式，化学链燃烧的优点是，有助于实现碳达峰、碳中和目标。

(2)、在密闭容器中加入足量的 $C u_{2} F e_{2} O_{5} (s)$ 、 $C_{4} H_{10} (g)$ 和 $N_{2} (g)$ ，在总压强保持 $96.8 k P a$ 不变的条件下，仅发生反应②，测得在不同温度下 $C_{4} H_{10}$ 的平衡转化率与起始投料比 $[x = \frac{n (C_{4} H_{10})}{n (C_{4} H_{10}) + n (N_{2})}]$ 的关系如图所示。
①其他条件不变，x的值增大， $C_{4} H_{10}$ 的平衡转化率减小的原因是。
②T₁(填“>”、“<”或“=”)T_2。
③T₂℃时，该反应的平衡常数 $K_{p} =$ (只列计算式，不带单位)。提示：分压=总压×气体物质的量分数。

(3)、一定温度下，在恒压密闭容器中充入足量的 $C u_{2} F e_{2} O_{5} (s)$ 、 $C_{4} H_{10} (g)$ ，仅发生反应②，达到平衡后，再充入少量 $C_{4} H_{10} (g)$ ，平衡(填“正向”、“逆向”或“不”)移动，再次达到平衡时，丁烷的平衡转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。

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29. 自然界中存在如下氮的转化_：
i.2NO₂(g)+2OH^-(aq)= $N O_{3}^{-}$ (aq)+NO₂(aq)+H₂O(1)|
ii．N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)

(1)、 $N O_{3}^{-}$ 的空间结构为。

(2)、ZnO是氮的氧化物的重要吸附剂，已知ZnO晶胞参数为cpm，则该晶胞中，O^2-能够构成个最小正八面体，O^2-与Zn²⁺核间最短距离为pm。

(3)、反应ii正反应的活化能为335kJ/mol，逆反应的活化能为427kJ/mol，则反应ii的ΔH=。

(4)、一定条件下，在2L的刚性容器中充入1mol N₂(g)、3mol H₂(g)发生反应ii至平衡，下列图示表述正确的有____

A、 B、 C、 D、

(5)、反应ii，若起始时n(N₂)_：n(H₂)=1：3，在不同条件下达到平衡，设平衡时NH₃的体积分数为x(NH₃)，实验测得400℃下，x(NH₃)～p及5 ×10³Pa下，x(NH₃)～t存在如图曲线关系。
①图中对应等压过程的曲线是(填“M”或“N”)，判断依据是。
②x= $\frac{1}{3}$ 时，N₂的转化率为，此时反应条件为或。

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30. 我国科学家在淀粉人工光合成方面取得重大突破性进展，该实验方法首先将CO₂催化还原为CH₃OH。已知CO₂催化加氢的主要反应有：
反应I： CO₂(g) +3H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g) +H₂O(g) ΔH₁ = -49.6 kJ·mol^-1

反应： II．CO₂(g) +H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CO(g) +H₂O(g) ΔH₂= + 41.2 kJ·mol^-1

当原料组成为n(CO₂)：n(H₂)=1：3时，上述反应体系在一定条件下建立平衡后，含碳产物中CH₃OH的物质的量分数(Y)及CO₂的转化率(Q )与反应温度的关系曲线如图所示。

(1)、反应CO(g) +2H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH (g)的焓变ΔH =。

(2)、据如图判断x5(选填 “大于”“小于”或“等于”)，理由是。

(3)、下列说法正确的有。

A、升高温度，CO₂转化速率减慢 B、恒温恒容条件下，体系密度不变表明反应达到平衡状态 C、5MPa、温度高于300℃后，含碳产物以CO为主 D、5MPa、300~ 400℃范围内， H₂O的平衡产量随反应体系温度升高而增大

(4)、在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入1 mol CO₂ (g)和3molH₂(g)，起始压强为4MPa，发生反应I和II。平衡时，CO₂(g) 的转化率为40%， CO (g)的物质的量为0.1 mol。反应I的分压平衡常数K_p=(气体分压 =总压 ×该组分的物质的量分数)。

(5)、反应II的正反应速率方程为v_正=k_正·c(CO₂)·c(H₂)，逆反应速率方程为v_逆=k_逆·c (CO)·c(H₂O)，其中k_正、k_逆分别为正、逆反应的速率常数，只受温度影响。lgk(速率常数的对数)与1/T (温度的倒数)的关系符合如图中的两条线，其中表示lg k_逆的是，理由是。
图中A，B，C，D点的纵坐标分别为a+2、a+1、a-1、a-2，则温度为T₁时，反应II的化学平衡常数K=。

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31. 氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用，但同时又是造成环境污染的主要物质，其转化规律一直是科学家们研究的热点问题。回答下列问题：

(1)、已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图所示(图中表示生成2 mol NO₂的能量变化)。则2NO(g) +O₂(g)=2NO₂(g) ΔH=。

(2)、某温度下，反应的平衡常数如下：
I.2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g) K₁=3. 3×10¹³
II.2NO(g)⇌N₂(g)+O₂(g) K₂=2. 2× 10³⁰
则该温度下，反应III：2NO₂(g)⇌N₂(g)+2O₂(g) K₃= (计算结果保留一位小数)，反应II与反应III相比分解趋势较大的反应是(填“反应II”或“反应III ”)。

(3)、已知反应2NO(g)+2H₂(g)⇌N₂(g)+2H₂O(g) ΔH =- 148 kJ ·mol^-1 ，正反应速率方程式可以表示为v_正=k_正c^m(NO)·cⁿ(H₂)(k_正为正反应速率常数，只与温度有关。m和n为反应级数，取最简单正整数)。为了探究一定温度下NO、H₂的浓度对反应速率的影响，测得实验数据如下：
序号
c(NO)/(mol·L^-1)
c(H₂)/ (mol·L^-1)
v_正/(mol·L^-1·min^-1)
I
0.10
0.10
0.414k_正
II
0.10
0.20
0.828k_正
III
0.30
0.10
3.726k_正
①v_正 =k_正c^m(NO)·cⁿ(H₂)中，m=、n=。
②经研究，有人提出上述反应分两步进行： I. 2NO(g)+ H₂ (g)=N₂ (g) + H₂O₂(g)；II. H₂(g)+H₂O₂(g)=2H₂O(g)。化学总反应由较慢的一步反应决定。上述反应中II反应较快，则反应I正反应活化能 (填“大于”“小于”或“等于”)反应II正反应活化能。

(4)、在恒温条件下，将2 mol Cl₂和1 mol NH₃充入某密闭容器中发生反应：2Cl₂(g) + NH₃(g)⇌NHCl₂(l) + 2HCl(g)，测得平衡时Cl₂和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点中NH₃转化率由大到小的顺序是；计算 C点时该反应的压强平衡常数K_p(C)=MPa ^-1(K_p是平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

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32. 利用1－甲基萘(1－MN)制备四氢萘类物质(MTLs，包括1－MTL和5－MTL)。反应过程中伴有生成十氢茶(1－MD)的副反应，涉及反应如图：
回答下列问题：

(1)、已知一定条件下反应R₁、R₂ ， R₃的焓变分别为△H₁ ， △H₂、△H₃ ，则反应R₄的焓变为(用含△H₁、△H₂、△H₃的代数式表示)。

(2)、四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。
①c、d分别为反应R₁和R₃的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应R₂的平衡常数随温度变化曲线为。
②已知反应R₁的速率方程v_正=k_正•c(1－MN)•c²(H₂)，v_逆=k_逆•c(5－MTL)(k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度T₁下反应达到平衡时k_正=1.5k_逆，温度T₂下反应达到平衡时k_正=3k_逆。由此推知，T₁T₂(填“>”，“<”或“=”)。
③下列说法错误的是。
A．四个反应均为放热反应 B．压强越大，温度越低越有利于生成四氢萘类物质
C．反应体系中1－MD最稳定 D．由上述信息可知，400K时反应R₄速率最快

(3)、1－MN在6.0×10³kPa的高压H₂氛围下反应(H₂压强近似等于总压)。不同温度下达平衡时各产物的选择性S_i(某生成物i的物质的量与消耗1－MN的物质的量之比)和物质的量分数x_i(x_i表示物种i与除H₂外其他各物种总物质的量之比)随1－MN平衡转化率y的变化关系如图乙所示，1－MN平衡转化率y为80%时，1－MTL的产率=；y为65%时反应R₁的平衡常数K_p=kPa^-2。四氢萘类物质的物质的量分数x_i随1－MN平衡转化率先增大后减小，结合平衡移动原理解释原因。

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33. 我国科学家研制出催化剂将CO₂转化为烃的效率提高1000倍。已知：在某催化剂作用下，CO₂和H₂发生反应如下：4CO₂(g) +13H₂(g) $⇌_{}^{}$ C₄H₁₀(g) +8H₂O(g) △H

(1)、已知C₄H₁₀(g)、H₂(g)的燃烧热△H分别为-2900 kJ·mol^-1、-285.8 kJ·mol^-1 ， H₂O(I)=H₂O(g) △H₃= +44 kJ·mol^-1.则△H=kJ·mol^-1。

(2)、在恒容恒温条件下，向密闭容器中充入CO₂、H₂ ，加入合适催化剂发生上述反应，下列情况表明反应达到平衡状态的是____(填字母)。

A、混合气体密度保持不变 B、气体总压强保持不变 C、气体平均摩尔质量保持不变 D、混合气体中C₄H₁₀体积分数保持不变

(3)、在密闭容器中充入适量CO₂和H₂ ，发生上述反应，单位时间内CO₂的转化率与温度、催化剂的关系如图1所示。
①催化效率，Cat2(填“>”、“<”或“=”)Catl。
②a点(填 “达到”或 “未达到”)平衡，理由是。b点之后CO₂的转化率降低，可能的原因是。

(4)、在密闭容器中充入0.4 mol CO₂和1.3 mol H₂发生上述反应，测得CO₂的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
①p₂ (填 “>”、 “<”或 “=”)p₁ ，随着温度升高，不同压强下，CO₂的平衡转化率接近相等，其主要原因是。
②已知M点对应的容器体积为1 L，则在300℃下平衡常数K=(只列计算式)。

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34. 甲烷是天然气的主要成分，是一种重要的清洁能源和化工原料。

(1)、利用光能和催化剂， CO₂和H₂O(g)可转化为CH₄：CO₂(g)+2H₂O(g)⇌CH₄(g)+2O₂(g)，图1为在恒温、紫外光照射、不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下，在体积为1L的密闭容器中，CH₄的量随光照时间(单位：h)的变化。
①反应开始后的16小时内，在第种催化剂作用下，收集的CH₄较多。
②0~20小时(h)内，在第Ⅰ种催化剂作用下，O₂的平均生成速率v(O₂)=。实验测得当温度高于560℃，O₂的平均生成速率明显下降，原因可能是。

(2)、工业上常用CH₄和水蒸气在一定条件下的恒温恒容密闭容器中制取H₂：CH₄(g)+H₂O(g) ⇌CO(g)+3H₂(g)。
已知：a. C(s) + 2H₂(g) ⇌CH₄(g) ΔH₁
b. 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(g) ΔH₂
c. 2C(s) + O₂(g) = 2CO(g) ΔH₃
①反应CH₄(g)+H₂O(g)⇌ CO(g)+3H₂(g)的ΔH= 。
②下列说法中，无法说明该反应达到平衡状态的是(填字母)。
a.CH₄体积分数不再变化 b.气体的压强不再变化
c.体系的密度保持不变 d.消耗1 mol CH₄同时消耗3 mol H₂
③一定温度时，在体积为2 L的恒容密闭容器中，充入0.25 mol的CH₄和0.25 mol的水蒸气发生以上反应。测得CH₄平衡时的转化率与温度、压强的关系如图2所示，则p₁ p₂ (填“>”“<”或“=”)；温度为1100 ℃时，y点的浓度平衡常数K=。

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35. 为改变能源结构和缓解环境压力，对甲烷等传统化石燃料的深度处理和综合利用成为当今研究的热点之一。甲烷催化制乙炔的反应体系中主要涉及如下反应：
I.2CH₄(g) $\underset{}{⇌}$ C₂H₂(g)+3H₂(g) ΔH₁=+376.6kJ·mol^-1；

II.CH₄(g) $\underset{}{⇌}$ C(s)+2H₂₍g) ΔH₂=+75kJ·mol^-1；

III.CO₂(g)+C(s) $\underset{}{⇌}$ 2CO(g) ΔH₃=+172kJ·mol^-1；

IV.CO₂(g)+H₂(g) $\underset{}{⇌}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₄=+41kJ·mol^-1。

回答下列问题：

(1)、CH₄(g)+H₂O(g) $\underset{}{⇌}$ CO(g)+3H₂(g)ΔH=。

(2)、一定温度下，K_c(III)=0.1mol·L^-1、K_c(IV)=0.2(K_c是用平衡浓度表示的平衡常数)，向恒容密闭容器中充入一定量CH₄和CO₂ ， 5min末达到平衡时测得反应体系中c(CO)：c(H₂O)=5：1。则5min末，容器内H₂的平衡浓度c(H₂)=mol·L^-1。

(3)、反应中催化剂活性会因反应II而降低，同时反应III又会消除催化剂表面的积碳。催化剂表面生成碳的速率方程为v= $\frac{k \cdot p (C H_{4})}{\sqrt{p (C O_{2})}}$ (其中k表示速率常数)，则一定温度下，减少催化剂表面积碳量的措施为。

(4)、一定温度下，将2molCH₄充入5L恒容密闭容器中发生反应I，实验测得反应前容器内压强为0.1MPa，容器内各气体分压与时间的关系如图1所示。该温度下，反应I的平衡常数K_c=mol²·L^-2；16min时改变容器容积，图1中能表示C₂H₂的分压与时间变化关系的曲线为(填“L₁”“L₂”“L₃”或“L₄”)，原因为。

(5)、有学者结合实验和计算机模拟结果，报道了如图2所示的反应IV的一种反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用“●”标注。反应速率最大的步骤对应的化学方程式为；TS3对应的步骤适合在(填“高温”或“低温”)条件下进行。

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温度(K)	起始反应物的量(mol)		平衡时 $H_{2} O$ 的物质的量分数
温度(K)	$H_{2} S$	$C O_{2}$	平衡时 $H_{2} O$ 的物质的量分数
500	0.40	0.10	0.02
600	0.40	0.10	0.03

序号	c(NO)/(mol·L^-1)	c(H₂)/ (mol·L^-1)	v_正/(mol·L^-1·min^-1)
I	0.10	0.10	0.414k_正
II	0.10	0.20	0.828k_正
III	0.30	0.10	3.726k_正