【备考2024年】高考化学全国乙卷真题变式分层精准练第10题

试卷更新日期：2023-08-05 类型：二轮复习

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一、原题

1. 硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：

(1)、在 $N_{2}$ 气氛中， ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 的脱水热分解过程如图所示：

根据上述实验结果，可知 $x =$ ， $y =$ 。

(2)、已知下列热化学方程式：
${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O (s) = {FeSO}_{4} (s) + 7 H_{2} O (g) Δ H_{1} = akJ \cdot {mol}^{- 1}$

${FeSO}_{4} \cdot {xH}_{2} O (s) = {FeSO}_{4} (s) + {xH}_{2} O (g) Δ H_{2} = bkJ \cdot {mol}^{- 1}$

${FeSO}_{4} \cdot {yH}_{2} O (s) = {FeSO}_{4} (s) + {yH}_{2} O (g) Δ H_{3} = ckJ \cdot {mol}^{- 1}$

则 ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O (s) + {FeSO}_{4} \cdot {yH}_{2} O (s) = 2 ({FeSO}_{4} \cdot {xH}_{2} O) (s)$ 的 $Δ H =$ $kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 。

(3)、将 ${FeSO}_{4}$ 置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应： $2 {FeSO}_{4} (s) ⇌ {Fe}_{2} O_{3} (s) + {SO}_{2} (g) + {SO}_{3} (g)$ (Ⅰ)。平衡时 $P_{{SO}_{3}} - T$ 的关系如下图所示。 $660 K$ 时，该反应的平衡总压 $P_{总} =$ $kPa$ 、平衡常数 $K_{p} (Ⅰ) =$ ${(kPa)}^{2}$ 。 $K_{p} (Ⅰ)$ 随反应温度升高而(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)、提高温度，上述容器中进一步发生反应 $2 {SO}_{3} (g) ⇌ 2 {SO}_{2} (g) + O_{2} (g)$ (Ⅱ)，平衡时 $P_{O_{2}} =$ (用 $P_{{SO}_{3}} 、 P_{{SO}_{2}}$ 表示)。在 $929 K$ 时， $P_{总} = 84.6 kPa 、 P_{{SO}_{3}} = 35.7 kPa$ ，则 $P_{{SO}_{2}} =$ $kPa$ ， $K_{p} (Ⅱ) =$ $kPa$ (列出计算式)。

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二、基础

2. 下图是 $H_{2} (g) {+Cl}_{2} (g) =2HCl (g)$ 反应过程中的能量变化图。

(1)、由图可知， ${1 mol H}_{2} (g)$ 和 ${1 mol Cl}_{2} (g)$ 的总能量（填“＞”、“＜”或者“=”） 2 mol HCl(g)的能量。

(2)、该反应是（填“吸”或者 “放”）热反应.

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3.

(1)、已知C(s、金刚石)+O₂(g)=CO₂(g)；ΔH= -395.4kJ·mol^-1 ， C(s、石墨)+O₂(g)=CO₂(g)；ΔH= -393.5kJ·mol^-1。
①石墨和金刚石相比，石墨的稳定性金刚石的稳定性。

②石墨中C-C键键能金刚石中C-C键键能。(均填“大于” “小于”或“等于”)。

(2)、将4g CH₄完全燃烧生成气态CO₂和液态水，放出热量222.5kJ，其热化学反应方程式为：。

(3)、0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B₂H₆)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学反应方程式为：。

(4)、已知下列反应的反应热：
CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)   △H₁= +206.2kJ·mol^-1

CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g)   △H₂= -247.4 kJ·mol^-1

则CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO₂(g)和H₂(g)的热化学方程式。

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4. 肼（）可作为火箭发动机的燃料，NH₃与NaClO反应可得到肼。

(1)、实验室用氯化铵和氢氧化钙制备氨气的化学方程式：

(2)、已知：①N₂(g)+2O₂(g)=N₂O₄(l) ΔH₁＝－195kJ·mol^－¹
②N₂H₄(l) +O₂(g)= N₂(g) +2H₂O(g) ΔH₂＝－534kJ·mol^－¹
写出液态肼和N₂O₄(l)反应生成N₂和水蒸气的热化学方程式：

(3)、已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)如下：N≡N为942、O=O为498、N-N为154、H-O 为464、请根据N₂H₄(l) +O₂(g)= N₂(g) +2H₂O(g) ΔH₂＝－534kJ·mol^－¹中数据计算断裂1 molN-H键所需的能量(kJ)是：

(4)、写出NH₃与NaClO反应得到肼的化学方程式：

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5.

(1)、（Ι）300 ℃时，将2mol A和2mol B两种气体混合于2 L密闭容器中，
发生如下反应：3A(g)＋B(g) $\overset{}{⇌}$ 2 C(g)＋2D(g) ΔH，2min末达到平衡，生成0.8mol D。

300℃时，该反应的平衡常数表达式为K＝，已知K_300℃<K_350℃ ，则ΔH0(填“>”或“<”)。

(2)、在2min末时，B的平衡浓度为。

(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”)。

(4)、（Ⅱ）硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。而在硫酸的生产中，最关键的一步反应为：2SO₂(g)+O₂(g) $⇌_{△}^{催化剂}$ 2SO₃(g)。
一定条件下，SO₂与O₂反应10min后，若SO₂和SO₃物质的量浓度分别为1mol/L和3mol/L，则10min生成SO₃的化学反应速率为。

(5)、下列关于该反应的说法正确的是______。

A、增加O₂的浓度能加快反应速率 B、降低体系温度能加快反应速率 C、使用催化剂能加快反应速率 D、一定条件下达到反应限度时SO₂全部转化为SO₃

(6)、工业制硫酸，用过量的氨水对SO₂尾气处理，请写出相关的离子方程式：。

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6. 工业合成氨技术反应原理为：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH=-92.4 kJ·mol^-1

(1)、T ℃ 时，反应达到平衡，测得 υ(NH₃)＝0.12 mol·L^-1·min^-1
① υ(N₂)＝mol·L^-1·min^-1

② 化学平衡常数表达式 K＝

(2)、在其他条件相同时，图为分别测定不同压强、不同温度下，N₂ 的平衡转化率。

L 表示，其中 X₁ X₂(填“>”或“<)

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三、提高

7. 如图表示在一定的温度下，容积固定的密闭容器中，A，B，C三种气体的物质的量浓度随时间变化的情况。

试回答下列问题：

(1)、该反应的化学方程式为。

(2)、0～t₁s内气体B的平均反应速率为。

(3)、(t₁＋10)s时，B的物质的量分数为，此时v_正(A)v_逆(B)(填“＞”“＜”或“＝”)，D点是否处于平衡状态(填“是”或“否”)。

(4)、下列关于该反应的说法正确的是 (填序号)。
a．到达t₁时刻该反应已停止

b．在t₁时刻之前，气体B的消耗速率大于它的生成速率

c．在t₁时刻，气体C的正反应速率等于逆反应速率

(5)、容器中(t₁＋10)s时的压强与起始时的压强之比为。

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8. 完成下列空白处

(1)、25℃时， $H_{2} S O_{3} \overset{}{⇌} H S O_{3}^{-} + H^{+}$ 的电离常数 $K_{a 1} = 1 \times 1 0^{- 2}$ ，则该温度下 $N a H S O_{3}$ 水解反应的平衡常数 $K_{h} =$ ，若向 $N a H S O_{3}$ 溶液中加入少量的 $I_{2}$ ，发生的离子反应方程式为。反应后溶液中 $\frac{c (H_{2} S O_{3})}{c (H S O_{3}^{-})}$ 将(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)、25℃时，几种物质的电离平衡常数如下：

$C H_{3} C O O H$
$H_{2} C O_{3}$
$H_{2} C_{2} O_{4}$
$N H_{3} \cdot H_{2} O$
$A l {(O H)}_{3}$
电离平衡常数
$1.8 \times 1 0^{- 5}$
$K a_{1} = 4.5 \times 1 0^{- 7}$ $K a_{2} = 4.7 \times 1 0^{- 11}$
$K a_{1} = 5.6 \times 1 0^{- 2}$ $K a_{2} = 1.5 \times 1 0^{- 5}$
$1.8 \times 1 0^{- 5}$
$K a = 6.3 \times 1 0^{- 13}$
回答下列问题：
①一般情况下，当温度升高时，Ka(填“增大”、“减小”或“不变”)。
② $C H_{3} C O O N H_{4}$ 溶液中： $c (C H_{3} C O O H)$ $c (N H_{3} \cdot H_{2} O)$ (填“=、>或<”)。醋酸的电离常数
③请用一个离子方程式表示 $H C O_{3}^{-}$ 和 $A l O_{2}^{-}$ 结合质子的能力大小。
④设 $H_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液中 $c (总) = c (H_{2} C_{2} O_{4}) + c (H C_{2} O_{4}^{-}) + c (C_{2} O_{4}^{2 -})$ ，室温下用 $N a O H$ 溶液滴定25.00mL $0.1000 m o l \cdot L^{- 1}$ $H_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液至终点，滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是。
A． $0.1000 m o l \cdot L^{- 1}$ $H_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液： $c (H^{+}) = 0.1000 m o l \cdot L^{- 1} + c (C_{2} O_{4}^{2 -}) + c (O H^{-}) - c (H_{2} C_{2} O_{4})$
B． $c (N a^{+}) = c (总)$ 的溶液： $c (N a^{+}) > c (H_{2} C_{2} O_{4}) > c (C_{2} O_{4}^{2 -}) > c (H^{+})$
C． $p H = 7$ 的溶液： $c (N a^{+}) = 0.1000 m o l \cdot L^{- 1} + c (C_{2} O_{4}^{2 -}) - c (H_{2} C_{2} O_{4})$
D． $c (N a^{+}) = 2 c (总)$ 的溶液： $c (O H^{-}) - c (H^{+}) = 2 c (H_{2} C_{2} O_{4}) + c (H C_{2} O_{4}^{-})$

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9. 完成下列小题

(1)、一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图1：电池工作时，外电路上电流的方向应从电极(“填A或B”)流向用电器。内电路中， ${CO}_{3}^{2 -}$ 向电极(“填A或B”)移动，电极A上CO参与的电极反应为。

(2)、①利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g)转化为CH₄和O_2.紫外光照射时，在不同催化剂(I、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH₄产量随光照时间的变化见图2。在15小时内，CH₄的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为(填序号)。

②以TiO₂/Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸(CH₃COOH)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。乙酸(CH₃COOH)的生成速率主要取决于温度影响的范围是。

③CO和H₂在Cu₂O/ZnO作催化剂的条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)获得甲醇。向2L的恒容密闭容器中通入1molCO(g)和2molH₂(g)，发生反应合成甲醇，反应过程中，CH₃OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图4所示。若在500℃恒压容器中发生反应：CO(g)+2H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)获得甲醇，请在图4中画出反应体系中n(CH₃OH)随时间t变化的总趋势图。

【已知压强增大CO(g)+2H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)平衡右移，压强减小该平衡左移】

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10. 开发氢能等绿色能源是实现“碳中和”目标的重要举措。利用甲烷制取氢气的总反应：CH₄(g)+2H₂O(g) $⇌$ CO₂(g)+4H₂(g) ΔH，该反应可通过如下过程来实现：
反应I：CH₄(g)+H₂O(g) $⇌$ CO(g)+3H₂(g) ΔH₁=+206.3kJ·mol^-1
反应II：CO(g)+H₂O(g) $⇌$ CO₂(g)+H₂(g) ΔH₂=-41.2kJ·mol^-1

(1)、总反应的ΔH=kJ·mol^-1 ，该反应在(填“较高温度”或“较低温度”)下可自发进行。

(2)、在恒温、恒压条件下进行反应I，调整不同进气比[n(CH₄)：n(H₂O)]测定相应的CH₄平衡转化率。
①当n(CH₄)：n(H₂O)=1：2时，CH₄平衡转化率为50%，则平衡混合物中H₂的体积分数为。
②当n(CH₄)：n(H₂O)=1：1时，CH₄平衡转化率为20%，总压强为pMPa，此时分压平衡常数K_p为(MPa)²(用平衡分压代替浓度计算，分压=总压×物质的重分数)。

(3)、反应体系中存在的CO对后续工业生产不利。欲减少体系中CO的体积分数，可适当(填“升高”或“降低”)反应温度，理由是。

(4)、除去H₂中存在的微量CO的电化学装置如图所示：
①a为电源极。
②与b相连电极的反应式为。

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四、培优

11. 工业上用 $C O_{2}$ 、 $C O$ 和 $H_{2}$ 在催化剂下制取甲烷、甲醇等有重要的意义。

(1)、已知① $C H_{4} (g) + 2 O_{2} (g) = C O_{2} (g) + 2 H_{2} O (l)$    $Δ H = - 890 k J \cdot m o l^{- 1}$
② $2 H_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 H_{2} O (l)$    $Δ H = - 572 k J \cdot m o l^{- 1}$
③ $H_{2} O (g) = H_{2} O (l)$    $Δ H = - 44 k J \cdot m o l^{- 1}$
$C O_{2} (g) + 4 H_{2} (g) = C H_{4} (g) + 2 H_{2} O (g)$        $Δ H = a k J \cdot m o l^{- 1}$
则 $a =$ 。

(2)、①利用 $C O$ 和 $H_{2}$ 在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下： $C O (g) + 2 H_{2} (g) \overset{}{⇌} C H_{3} O H (g)$ 。在体积为2L的密闭容器中按物质的量之比为1：2充入 $C O$ 和 $H_{2}$ ，测得平衡混合物中 $C H_{3} O H$ 的体积分数在不同压强下随温度的变化如图1所示。下列说法正确的是(填字母)。
A．该反应的 $Δ H < 0$ ，且 $p_{1} < p_{2}$
B．若 $p_{1}$ 时最初充入1mol $C O$ 和2mol $H_{2}$ ，经过5min达到B点的平衡状态，此段时间 $v (C H_{3} O H) = 1.75 m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$
C．在C点时， $C O$ 的转化率为75%
D．A、B、C、D的平衡常数大小关系： $A < B = C = D$
②下图所示中(图2)虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始 $H_{2}$ 与 $C O$ 投料比和 $C O$ 平衡转化率的关系图。
当其条件完全相同时，请用实线在图2中画出不使用催化剂情况下 $C O$ 平衡转化率的关系图。

(3)、 $C O_{3}$ 和 $H_{2}$ 在雔化剂 $C u / Z n O$ 作用下可发生两个平行反应，分别生成 $C H_{3} O H$ 和 $C O$ 。
反应Ⅰ： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) \overset{}{⇌} C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$ ；
反应Ⅱ： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) \overset{}{⇌} C O (g) + H_{2} O (g)$
控制 $C O_{2}$ 和 $H_{2}$ 初始投料比为1：3时，温度对 $C O_{2}$ 平衡转化率及甲醇和 $C O$ 产率的影响如图3所示。
①反应Ⅰ自发进行的条件是。
②由图可知温度升高 $C O$ 的产率上升，其主要原因可能是。
③由图可知获取 $C H_{3} O H$ 最适宜的温度是。

(4)、目前二氧化碳加氢合成甲醇常选用铜基催化剂( $C u O / Z n O / A l_{2} O_{3}$ )，在相同氢碳比 $\frac{n (H_{2})}{n (C O_{2})}$ 下，某研究小组对催化剂组分的不同配比(假设为Cat1、Cat2、Cat3)进行了对比研究，结论如图所示。
①催化效率最佳的催化剂是，在该催化剂下工业生产中最佳温度是K。
②温度高于 $T_{4} K$ 时，以Cat2为催化剂， $C O_{2}$ 转化率下降的原因可能是。

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12. 二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为CO₂(g)＋3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H=-49.4kJ·mol^-1。在特定催化剂条件下，其反应机理如下：
Ⅰ.CO₂(g)＋H₂(g) $⇌$ CO(g)＋H₂O(g) △H₁
Ⅱ.CO(g)＋2H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g) △H₂=-90.3 kJ·mol^-1
回答以下问题：

(1)、△H₁=kJ·mol^-1。

(2)、恒压下，按n(CO₂)：n(H₂)=1：3进行合成甲醇的实验，该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出H₂O)。
①根据图中信息，压强不变，采用有分子筛时的最佳反应温度为℃，解释其原因：。
②采用分子筛的作用为。

(3)、如图2所示，向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 mol CO₂和3 mol H₂ ，发生反应CO₂(g)＋3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)＋H₂O(g)，起始温度、体积相同(T₁℃、2 L密闭容器)。反应达到平衡时，乙的容器容积为1.5 L，则该温度下的平衡常数为，平衡时甲容器中CO₂的物质的量0.5 mol(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)。若将甲改为绝热恒容容器，其他条件不变，平衡时CH₃OH的浓度将0.25 mol·L^-1。

(4)、如图3，当起始n(CO₂)：n(H₂)=1：2时，维持压强不变，将CO₂和H₂按一定流速通过反应器，催化剂活性受温度影响变化不大，结合反应Ⅰ和反应Ⅱ，分析温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因：。

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13. 2021年中国政府工作报告中提出碳中和目标：在2030年前达到最高值，2060年前达到碳中和。因此对二氧化碳的综合利用显得尤为重要。

(1)、通过电解的方式可实现对二氧化碳的综合利用。2022年7月香港中文大学王莹教授研发新型电解槽实现二氧化碳回收转化效率达到60%以上。
$P d - C u$ 双金属催化剂在某介质中催化 $C O_{2}$ 转化为 $C H_{3} C H_{2} O H$ 转化示意图如图所示，请写出其电极反应方程式：。

(2)、在席夫碱(含“ $- R C = N -$ ”有机物)修饰的纳米金催化剂上， $C O_{2}$ 直接催化加氢成甲酸。其反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。
该历程中起决速步骤的化学方程式是；

(3)、通过使用不同新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚 (CH₃OCH₃)也有广泛的应用。
反应Ⅰ： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H = - 49.01 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应Ⅱ： $2 C H_{3} O H (g) ⇌ C H_{3} O C H_{3} (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H = - 24.52 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应Ⅲ： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H = + 41.17 k J \cdot m o l^{- 1}$
① $2 C O_{2} (g) + 6 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O C H_{3} (g) + 3 H_{2} O (g)$    $Δ H =$ $k J / m o l$
②起始压强为4.0MPa、恒压条件下，通入氢气和二氧化碳的 $\frac{n (H_{2})}{n (C O_{2})} = 4$ 的情况下，不同温度下 $C O_{2}$ 的平衡转化率和产物的选择性(选择性是指生成某物质消耗的 $C O_{2}$ 占 $C O_{2}$ 消耗总量的百分比)如下图所示：
当温度超过290℃， $C O_{2}$ 的平衡转化率随温度升高而增大的原因是。在上图中，在200℃时，若经过0.2s该平衡体系即达到平衡。计算 $C O_{2}$ 分压的平均变化速率为 $M P a / s$ ；此时对于反应Ⅰ的 $K_{P} =$ $M P a^{- 2}$ (保留三位有效数字)

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14. 异丁烯是一种重要的化工原料，常用于制备催化剂、农药、医药、香料、汽油添加剂及润滑油等。将异丁烷脱氢制备异丁烯具有良好的经济与社会效益，涉及的主要反应有：
反应Ⅰ： ${CH}_{3} CH ({CH}_{3}) {CH}_{3} (g) ⇌ {CH}_{2} = C ({CH}_{3}) {CH}_{3} (g) + H_{2} (g)$ ${ΔH}_{1}$

反应Ⅱ： ${CH}_{3} - CH ({CH}_{3}) - {CH}_{3} (g) ⇌ {CH}_{3} - {CH}_{2} - {CH}_{2} - {CH}_{3} (g)$ ${ΔH}_{2}$

(1)、已知 ${CH}_{3} CH ({CH}_{3}) {CH}_{3} (g)$ 、 ${CH}_{2} = C ({CH}_{3}) {CH}_{3} (g)$ 、 $H_{2} (g)$ 的燃烧热分别为 ${ΔH}_{3}$ 、 ${ΔH}_{4}$ 、 ${ΔH}_{5}$ ，则 ${ΔH}_{1} =$ (用 ${ΔH}_{3}$ 、 ${ΔH}_{4}$ 、 ${ΔH}_{5}$ 表示)。

(2)、在恒温，2 L密闭容器中充入1 mol异丁烷，t min后达到平衡状态，异丁烷的转化率为50%，其中异丁烯的选择性为80%，则生成异丁烯的速率 $v (C_{4} H_{8}) =$ 。脱氢反应的平衡常数 $K=$ 。(异丁烯的选择性 $= \frac{生成异丁烯消耗异丁烷的物质的量}{消耗异丁烷的总物质的量} \times 100 %$ )

(3)、在恒温，恒压条件下，初始反应气体组成 $\frac{n (H_{2})}{n (异丁烷)}$ 或 $\frac{n (Ar)}{n (异丁烷)}$ 与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如图所示。

①其中 $x \sim \frac{n (H_{2})}{n (异丁烷)}$ 为曲线。

②平衡时异丁烷摩尔分数x随 $\frac{n (Ar)}{n (异丁烷)}$ 的增大而减小，其原因为。

(4)、“O”表示催化剂固体杂多酸盐，“…O”表示吸附在该催化剂表面，异丁烷脱氢反应的机理如下，请补充基元反应ⅲ。
ⅰ.

ⅱ.

ⅲ.

ⅳ. $H_{2} \dots O \to H_{2} (g) + O$

(5)、有人提出加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，发生反应 ${({CH}_{3})}_{2} {CHCH}_{3} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) ⇌ {({CH}_{3})}_{2} C = {CH}_{2} (g) + H_{2} O (g)$ $ΔH=-117 .45$ kJ/mol比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯，从产率角度分析该方法的优点是。

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15. 2018年是合成氨工业先驱哈伯(F•Haber)获得诺贝尔奖100周年。N₂和H₂生成NH₃的反应为： $\frac{1}{2}$ N₂(g)+ $\frac{3}{2}$ H₂(g) $\overset{}{⇌}$ NH₃(g) △H(_298K)=-46.2kJ•mol^-1 ，在Fe催化剂作用下的反应历程如下(*表示吸附态)
化学吸附：N₂(g)→2N*；H₂(g)→2H*
表面反应：N*+H* $\overset{}{⇌}$ NH*；NH*+H* $\overset{}{⇌}$ NH₂*；NH₂*+H* $\overset{}{⇌}$ NH₃*
脱附：NH₃* $\overset{}{⇌}$ NH₃(g)
其中，N₂吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：

(1)、利于提高合成氨平衡产率的条件有____(填字母)。

A、低温 B、高温 C、低压 D、高压 E、催化剂

(2)、实际生产中，常用Fe作催化剂，控制温度773K，压强3.0×10⁷Pa，原料中N₂和H₂物质的量之比为1：2.8。分析说明原料气中N₂过量的两个理由：、。

(3)、关于合成氨工艺的下列理解，正确的是____(填字母)。

A、合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零 B、当温度、压强一定时，在原料气(N₂和H₂的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 C、基于NH₃有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行 D、分离空气可得N₂ ，通过天然气和水蒸气转化可得H₂ ，原料气须经过净化处理，以防止催化剂“中毒’

(4)、T℃时，在有催化剂、体积为1.0L的恒容密闭容器中充入3molH₂、1molN₂ ， 10min时反应达到平衡，测得c(NH₃)=1.2mol•L^-1。
①前10min的平均反应速率v(H₂)=mol•L^-1•min^-1。
②化学平衡常数K=。

(5)、图1表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH₃体积分数的关系。根据图中M点数据计算N₂的平衡体积分数。

(6)、图2是合成氨反应平衡混合气中NH₃的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L(L₁、L₂)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是(填“温度”或“压强”)；判断L₁、L₂的大小关系并说明理由。

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16. 二氧化碳、甲烷等是主要的温室气体。研发二氧化碳和甲烷的利用技术对治理生态环境具有重要意义。
已知：常温常压下，一些物质的燃烧热如表所示。

物质

CH₄(g)

H₂(g)

CO(g)

燃烧热(△H)/(kJ·mol^-1)

-890.3

-285.8

-283.0

回答下列问题：

(1)、在催化剂作用下，甲烷的催化重整是制备合成气的重要方法，写出CH₄(g)与CO₂(g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式：。

(2)、在恒温恒容密闭容器中，通入一定量的CH₄、CO₂发生催化重整反应。
①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是(填标号)。

A．混合气体的平均相对分子质量不再变化

B．V_正(CH₄)=2v_逆(CO)

C．CO与H₂浓度的比值不再变化

D．容器内混合气体的密度不再变化

②当投料比 $\frac{n (C H_{4})}{n (C O_{2})}$ =1.0时，CO₂的平衡转化率(a)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。由图可知：压强p₁ 2 MPa(填“>”、“<"或“=”)；当温度为T₃、初始压强为2MPa时，a点的V_逆V_正(填“>”、“<"或“=”)。起始时向1L恒容容器中加入2molCH₄和2molCO₂ ，在温度为T₆、初始压强为2 MPa条件下反应，用压强表示该反应的平衡常数K_p=(分压=总压×物质的量分数)。

(3)、我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：CH₄催化裂解生成H₂和碳(或碳氢物种)，其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上，如CH₄→+(2- $\frac{n}{2}$ )H₂；第二步：碳(或碳氢物种)和H₂O反应生成CO₂和H₂ ，如+2H₂O→CO₂+(2+ $\frac{n}{2}$ )H₂。反应过程和能量变化残图如图：

判断过程(填序号)加入了催化剂，原因是。控制整个过程②反应速率的是第Ⅱ步，其原因为。

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	$C H_{3} C O O H$	$H_{2} C O_{3}$	$H_{2} C_{2} O_{4}$	$N H_{3} \cdot H_{2} O$	$A l {(O H)}_{3}$
电离平衡常数	$1.8 \times 1 0^{- 5}$	$K a_{1} = 4.5 \times 1 0^{- 7}$ $K a_{2} = 4.7 \times 1 0^{- 11}$	$K a_{1} = 5.6 \times 1 0^{- 2}$ $K a_{2} = 1.5 \times 1 0^{- 5}$	$1.8 \times 1 0^{- 5}$	$K a = 6.3 \times 1 0^{- 13}$

物质	CH₄(g)	H₂(g)	CO(g)
燃烧热(△H)/(kJ·mol^-1)	-890.3	-285.8	-283.0