【备考2024年】从巩固到提高高考化学二轮微专题23 化学反应速率与化学平衡的综合应用

试卷更新日期：2024-02-23 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 将0.20mol NO和0.20mol CO混合气体充入容积为1.0L的恒容密闭容器中，分别在 $T_{1}$ 和 $T_{2}$ 温度下发生反应： $2 N O (g) + 2 C O (g) ⇌ N_{2} (g) + 2 C O_{2} (g)$ 。反应过程中容器内 $C O_{2}$ 的物质的量随时间变化关系如图所示，下列说法正确的是（）

A、 $2 N O (g) + 2 C O (g) ⇌ N_{2} (g) + 2 C O_{2} (g)$ 的 $Δ H > 0$ B、温度 $T_{1}$ 时，前12分钟 $N_{2}$ 的平均反应速率 $v (N_{2}) = 0.01 m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ C、温度 $T_{2}$ 时，该反应的平衡常数 $K = 0.5$ D、温度 $T_{2}$ 时，若起始向容器中通入0.10mol NO、0.30mol CO、0.10mol $N_{2}$ 和0.10mol $C O_{2}$ ，反应向正方向进行

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2. 在容积固定为1.00L的密闭容器中，通入一定量的 $N_{2} O_{4}$ ，发生反应 $N_{2} O_{4} (g) ⇌ 2 N O_{2} (g)$ 　 $Δ H > 0$ ， 100℃时体系中各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $t_{0}$ 时刻反应已经达到平衡状态 B、100℃时，反应的平衡常数K为0.36 C、待容器中混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡状态 D、100℃时，在0~60s时段反应的平均反应速率 $v (N_{2} O_{4}) = 0.010 m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}$

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3. 甲烷是一种温室气体，将它转化为高附加值产品甲醇具有重要意义。目前工业上的甲烷转化大多需要先通过重整生成合成气 $(C O 、 H_{2})$ 再转化为甲醇，涉及的反应如下；
反应Ⅰ： $2 C H_{4} (g) + O_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 C O (g) + 4 H_{2} (g) Δ H_{1} = - 71.2 k J / m o l$
反应Ⅱ： $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g) Δ H_{2} = - 90.7 k J / m o l$
在密闭容器中通入 $3 m o l C H_{4}$ 和 $2 m o l O_{2}$ ，假设只发生反应Ⅰ和Ⅱ，分别在 $0.2 M P a$ 和 $2 M P a$ 下进行反应，其中 $C H_{4}$ 和 $C H_{3} O H$ 的平衡体积分数随温度变化如图所示。
已知：对于反应Ⅱ， $v_{正} = k_{正} \cdot p (C O) \cdot p^{2} (H_{2}) ， v_{逆} = k_{逆} \cdot p (C H_{3} O H) ， k_{正} 、 k_{逆}$ 为速率常数，只与温度有关，分压 $=$ 总压 $\times$ 物质的量分数。下列说法不正确的是（）

A、压强为 $0.2 M P a$ 时，表示 $C H_{4}$ 和 $C H_{3} O H$ 的曲线分别是 $b 、 d$ B、混合气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达到平衡 C、在升温的过程中，反应Ⅱ速率常数增大的倍数： $k_{正} > k_{逆}$ D、 $500 K ， 2 M P a$ 条件下，若平衡时 $C O$ 的物质的量为 $1 m o l$ ，则 $C H_{4}$ 的转化率约为 $66.7 %$

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4. 温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl₅ ，反应 $P C l_{5} (g) = P C l_{3} (g) + C l_{2} (g)$ 经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s
0
50
150
250
350
$n (P C l_{3}) / m o l$
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是（）

A、反应在前50s的平均速率 $v (P C l_{3}) = 0.0032 m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}$ B、保持其他条件不变，升高温度，平衡时 $c (P C l_{3}) = 0.11 m o l \cdot L^{- 1}$ ，则反应的 $Δ H < 0$ C、相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl₅、0.20 mol PCl₃和0.20 mol Cl₂ ，反应达到平衡前v（正）＞v（逆） D、相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl₃和2.0 mol Cl₂ ，达到平衡时，PCl₃的转化率小于80%

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5. 在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入 $1 m o l N_{2} O$ 和4molCO，发生反应 $N_{2} O (g) + C O (g) ⇌_{}^{} N_{2} (g) + C O_{2} (g)$ $Δ H < 0$ 。已知： $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 分别是正、逆反应速率常数， $v_{正} = k_{正} \cdot c (N_{2} O) \cdot c (C O)$ ， $v_{逆} = k_{逆} \cdot c (N_{2}) \cdot c (C O_{2})$ ， A、B容器中 $N_{2} O$ 的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是（）

A、曲线M、N的平衡常数大小为： $K_{(N)} > K_{(M)}$ B、 $N_{2}$ 与 $C O_{2}$ 浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡 C、T℃时， $k_{逆} = 76 k_{正}$ D、用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为 $1 \times 1 0^{- 3} m o l / (L \cdot s)$

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6. 化学图像可以综合并直观地反应外界条件对化学反应的影响，如图所示图像是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响，下列说法正确的是（）

A、图①表示 $2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 S O_{3} (g)$ 在 $t_{1}$ 时扩大容器体积， $v_{逆}$ 随时间变化的曲线 B、若图②中A、B、C三点表示反应 $2 N O (g) + O_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 N O_{2} (g)$ 在不同温度、压强下NO的平衡转化率，则压强最小的是点B，化学平衡常数最小的是A点 C、图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入 $C O (g)$ 和 $H_{2} (g)$ 进行反应 $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌_{}^{}$ $C H_{3} O H (g)$ ，由图可知 $a = 0.5$ D、图④表示工业合成氨平衡时 $N H_{3}$ 体积分数随起始 $\frac{n (N_{2})}{n (H_{2})}$ 变化的曲线，则转化率： $α_{A} (H_{2}) = α_{B} (H_{2})$

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二、非选择题

7. 二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H₂+CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应：
① $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) ⇌ 2 H_{2} (g) + 2 C O (g)$      $Δ H_{1}$
② $C O_{2} (g) + 2 H_{2} (g) ⇌ C (s) + 2 H_{2} O (g)$      $Δ H_{2} = - 90.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
③ $C H_{4} (g) ⇌ C (s) + 2 H_{2} (g)$      $Δ H_{3} = + 74.9 k J \cdot m o l^{- 1}$
④ $C O (g) + H_{2} (g) ⇌ H_{2} O (g) + C (s)$      $Δ H_{4} = - 131.3 k J \cdot m o l^{- 1}$
回答下列问题：

(1)、 $Δ H_{1} =$ ，反应①正向自发进行(填标号)。
A．低温下能    B．高温下能    C．任何温度下都能    D．任何温度下都不能

(2)、反应体系总压强分别为 $5.00 M P a 、 1.00 M P a$ 和 $0.50 M P a$ 时， $C H_{4}$ 平衡转化率随反应温度变化如图所示，则代表反应体系总压强为 $5.00 M P a$ 的曲线是(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)，判断依据是。

(3)、当反应体系总压强为 $0.1 M P a$ 时，平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高， $C O_{2}$ 的物质的量先增加后减少，主要原因是。

(4)、恒温恒压条件下，向容器中通入 $1 m o l C H_{4}$ 和 $1 m o l C O_{2}$ ，达到平衡时 $C H_{4}$ 的转化率为 $80 % ， C O_{2}$ 的转化率为 $50 %$ ，碳单质的物质的量为 $0.8 m o l ， C O$ 的物质的量为 $m o l$ ，反应①用摩尔分数表示的平衡常数 $K_{x} =$ (结果保留两位小数)。
上述平衡时 $\frac{{[c (H_{2})]}^{2}}{c (C H_{4})} = a$ ，向体系通入 $H e$ 气，重新达到平衡时， $\frac{{[c (H_{2})]}^{2}}{c (C H_{4})} = b$ ，则ab(填“>”“<”或“=”)。(已知反应 $a A (g) + b B (g) ⇌ c C (g) + d D (g)$ 的 $K_{x} = \frac{x_{C}^{c} \cdot x_{D}^{d}}{x_{A}^{a} \cdot x_{B}^{b}}$ ，物质 $i$ 的摩尔分数 $x_{i} = \frac{n_{i}}{n_{总}}$ )

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8. 氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题：
已知：2C(s)+O₂(g)=2CO(g)  ΔH=- 221 kJ/mol
C(s)+O₂(g)=CO₂(g)  ΔH=- 393.5 kJ/mol
N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)  ΔH= +181 kJ/mol

(1)、若某反应的平衡常数表达式为K= $\frac{c (N_{2}) \cdot c^{2} (C O_{2})}{c^{2} (C O) \cdot c^{2} (N O)}$ ，请写出此反应的热化学方程式：；下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号)。
a．增大容器压强 b．升高温度 c．使用优质催化剂 d．增大CO的浓度

(2)、向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g) $⇌_{}^{}$ N₂(g)+CO₂(g)，NO和N₂的物质的量变化如下表所示。
物质的量/mol
T₁/℃
T₂/℃
0
5 min
10 min
15 min
20 min
15 min
30 min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
N₂
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
①T₁℃，0～5min内，以CO₂表示的该反应速率v(CO₂)= ，该条件下的平衡常数K=。
②第15 min后，温度调整到T₂ ，数据变化如上表所示，则T₁ T₂(填“>”、“<”或“=”)。
③若30min时，保持T₂不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol，则此时反应移动(填“正向”、“逆向”或“不”)；最终达平衡时NO的转化率a=。

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9. 氮及其化合物在科研及生产中均有重要的应用。

(1)、 $N H_{3}$ 转化为 $N O$ 是工业制取硝酸的重要一步，一定条件下， $N H_{3}$ 与 $O_{2}$ 发生催化氧化反应时，可发生不同反应：
反应Ⅰ： $4 N H_{3} (g) + 5 O_{2} (g) ⇌_{}^{} 4 N O (g) + 6 H_{2} O (g) Δ H_{1} = - 905 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应Ⅱ： $4 N H_{3} (g) + 3 O_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 N_{2} (g) + 6 H_{2} O (g) Δ H_{2} = - 1268 k J \cdot m o l^{- 1}$
①该条件下， $N_{2}$ 与 $O_{2}$ 反应生成 $N O$ 的热化学方程式为.
②一定条件下的密闭容器中发生反应Ⅰ，平衡时混合物中 $N H_{3}$ 的物质的量分数在不同温度（ $200 ℃$ 、 $400 ℃$ 、 $600 ℃$ ）随压强的变化如图所示。
则曲线 $a$ 对应的温度是， $M 、 N 、 Q$ 点平衡常数 $K$ 的大小关系是。

(2)、已知： $N_{2} O_{4} (g) ⇌_{}^{} 2 N O_{2} (g) Δ H > 0$ ，将 $0.04 m o l N_{2} O_{4}$ 气体充入 $1 L$ 的恒容密闭容器中，控制反应温度为 $T_{1} ， c (N_{2} O_{4})$ 随 $t$ （时间）变化曲线如图。
①下列各项中能说明该反应已达到化学平衡状态的是。
A．容器内压强不变 B． $v_{正} (N_{2} O_{4}) = 2 v_{逆} (N O_{2})$
C．混合气体的颜色不变 D．混合气体的密度不变
② $t_{1}$ 时刻反应达到平衡，若 $t_{1} = 30 m i n$ ，计算 $0 \sim 30 m i n$ 内的平均反应速率 $v (N O_{2}) =$ ，此时 $N_{2} O_{4}$ 的转化率为。
③反应温度 $T_{1}$ 时，画出 $0 \sim t_{2}$ 时段， $c (N O_{2})$ 随 $t$ 变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为 $T_{2} (T_{2} > T_{1})$ ，再次画出 $0 \sim t_{2}$ 时段， $c (N O_{2})$ 随 $t$ 变化趋势的曲线。（在答题卡方框中完成）

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10. 氨的用途十分广泛，是制造硝酸和氮肥的重要原料。

(1)、Ⅰ.传统的“哈伯法”合成氨原理为： $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ 2 N H_{3} (g)$     $Δ H = - 92.4 k J \cdot m o l^{- 1}$
$Δ S = - 200 J \cdot K^{- 1} \cdot m o l^{- 1}$
上述反应在常温下（填“能”或“不能”）自发进行。

(2)、一定条件下，在恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量 $N_{2}$ 和 $H_{2}$ 发生反应生成 $N H_{3}$ ，下列状态能说明反应达到平衡的是____（填标号）。

A、容器内压强不变 B、 $N_{2}$ 的体积分数不变 C、气体的密度不再改变 D、 $2 V_{正} (N H_{3}) = 3 V_{逆} (H_{2})$ E、容器内气体的平均摩尔质量不变

(3)、已知合成氨从反应的速率方程为： $v = k c^{α} (N_{2}) c^{β} (H_{2}) c^{- 1} (N H_{3})$ ，在合成氨过程中，需要不断分离出氨，可能的原因为。

(4)、科字家推出合成氨反应在接近平衡时净反应速率方程式为： $v (N H_{3}) = k_{1} p (N_{2}) {[\frac{p^{3} (H_{2})}{p^{2} (N H_{3})}]}^{α} - k_{2}$ ${[\frac{p^{2} (N H_{3})}{p^{3} (H_{2})}]}^{(1 - α)}$ ， $k_{1}$ ， $k_{2}$ 分别为正、逆反应速率常数，p代表各组分的分压，如 $p (B) = p \cdot x (B)$ ，其中 $x (B)$ 为平衡体系中B的体积分数，p为平衡总压强16MPa，以铁为催化剂时 $α = 0.5$ ，一定条件下，向容器中充入5mol $N_{2}$ 和15mol $H_{2}$ 的混合气体，平衡时氨气的体积分数为25%，试计算 $\frac{k_{1}}{k_{2}} =$ 。（写出计算表达式，不考虑单位）

(5)、Ⅱ.尿素（ $H_{2} N C O N H_{2}$ ）是一种非常重要的高效氮肥，工业上以 $N H_{3}$ 、 $C O_{2}$ 为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：
第一步： $2 N H_{3} (g) + C O_{2} (g) ⇌ H_{2} N C O O N H_{4} (s)$     $Δ H = - 271 k J \cdot m o l^{- 1}$
第二步： $H_{2} N C O O N H_{4} (s) ⇌ C O (N H_{2}) (s) + H_{2} O (g)$     $Δ H = + 138 k J \cdot m o l^{- 1}$
写出工业上以 $N H_{3}$ 、 $C O_{2}$ 为原料合成尿素的热化学方程式：。
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5L密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如图所示：

(6)、已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第步反应决定，总反应进行到min时到达平衡。

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11. 我国 $C O_{2}$ 加氢制甲醇技术取得了大突破，对解决能源紧缺和环境问题具有重要意义。

(1)、铜基催化剂制甲醇其主要反应如下：
Ⅰ. $C O_{2}$ 合成甲醇： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$ ； $Δ H_{1} = - 49.5 k J \cdot m o l^{- 1}$ ； $K_{1}$
Ⅱ.逆水煤气反应： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g)$ ； $Δ H_{2} = + 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$ ； $K_{2}$
Ⅲ.成气合成甲醇： $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g)$ ； $Δ H_{3}$ ； $K_{3}$
回答下列问题：
①基态 $C u^{2 +}$ 的3d电子轨道表示式为。
② $Δ H_{3} =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ ， $K_{3} =$ (用 $K_{1}$ ， $K_{2}$ 表示)。

(2)、若 $T_{1}$ 时将6mol $C O_{2}$ 和8mol $H_{2}$ 充入容积为2L的密闭容器中只发生反应Ⅰ： $C O (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g) + 2 H_{2} O (g)$ ， $H_{2}$ 的物质的量变化如上表所示。
物质的量/mol
$T_{1}$ /℃
$T_{2}$ /℃
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
$H_{2}$
8.0
3.5
2.0
2.0
1.7
1.5
1.5
①在 $T_{1}$ ℃条件下5-10min内，以 $C O_{2}$ 表示的该反应速率 $v (C O_{2}) =$ ，该条件下的平衡常数K=。
②下列说法正确的是。
A． $T_{1} < T_{2}$
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应Ⅰ已达到平衡
C．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡正向移动
D．加入适当催化剂，可加快反应速率

(3)、某研究小组对催化剂材料进行了研究。下列四组实验，控制 $C O_{2}$ 和 $H_{2}$ 初始投料比均为1∶2.2，经过相同反应时间( $t_{1}$ min)
温度(K)
催化剂
$C O_{2}$ 转化率(%)
甲醇选择性(%)
综合选项
543
Cu/ZnO纳米棒材料
12.3
42.3
A
543
Cu/ZnO纳米片材料
11.9
72.7
B
553
Cu/ZnO纳米棒材料
15.3
39.1
C
553
Cu/ZnO纳米片材料
12.0
71.6
D
由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对 $C O_{2}$ 的转化为 $C H_{3} O H$ 的选择性有显著影响，根据上表所给数据结合反应原理，所得最优选项为(填字母符号)。

(4)、在p=4.00MPa、原料气 $n (H_{2}) ： n (C O_{2}) = 3 ： 4$ 、合适催化剂的条件下发生反应，温度对 $C O_{2}$ 转化率、 $C H_{3} O H$ 产率、 $C H_{3} O H$ 选择性的影响如图所示。已知： $C H_{3} O H$ 的选择性 $= \frac{C H_{3} O H 产率}{C O_{2} 转化率}$ 。
① $C O_{2}$ 转化率随温度升高而增大的原因可能是。
② $C H_{3} O H$ 选择性随温度升高而减小的原因可能是。

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12. 乙烷是一种重要的化工原料，可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。回答下列问题：
已知：① $C_{2} H_{6} (g) ⇌ C_{2} H_{4} (g) + H_{2} (g)$ $Δ H_{1} = + 136.8 k J \cdot m o l^{- 1}$
② $H_{2} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) ⇌ H_{2} O (l)$ $Δ H_{2} = - 285.8 k J \cdot m o l^{- 1}$
③ $H_{2} O (l) = H_{2} O (g)$ $Δ H_{3} = + 44 k J \cdot m o l^{- 1}$

(1)、乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法，则 $C_{2} H_{6} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) ⇌ C_{2} H_{4} (g) + H_{2} O (g)$ $Δ H_{4} =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ 。

(2)、1000℃时，在某刚性密闭容器内充入一定量的 $C_{2} H_{6} (g)$ ，只发生反应①，若平衡时容器中总压为pPa，乙烷的转化率为 $α$ ，则该反应的平衡常数 $K_{P} =$ Pa(用含p、 $α$ 的代数式表示， $K_{P}$ 为用分压表示的平衡常数)。达到平衡后，欲同时增大反应速率和乙烷的转化率，可采取的措施有(填选项字母)。
A．升高温度B．通入惰性气体C．增加乙烷浓度D．加入催化剂

(3)、乙烷的氧化裂解反应产物中除了 $C_{2} H_{4}$ 外，还存在 $C H_{4}$ 、CO、C等副产物。图甲为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响，图乙为 $n (C_{2} H_{6}) / n (O_{2})$ 的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。
[乙烯选择性 $= \frac{n (C_{2} H_{4})}{n (C_{2} H_{4}) + n (C H_{4}) + n (C O) + n (C)} \times 100 %$ ；乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]
下列说法正确的是____。

A、有利于提高乙烷平衡转化率的条件是高温低压 B、乙烷的转化率随温度的升高而增大的原因是此时反应未达平衡，升高温度，反应速率加快，反应物的转化率增大 C、 $\frac{n (C_{2} H_{6})}{n (O_{2})}$ 较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能是氧气过量，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低 D、反应的最佳温度为700℃左右

(4)、最新研究发现在乙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量 $C O_{2}$ 能更好的提高乙烷的转化率和乙烯的收率，请结合方程式说明原因。

(5)、科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了乙烷在催化剂表面脱氢制乙烯的反应，其部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS表示过渡态)。此部分历程中决速步骤的反应方程式为。

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13. 氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物是科学研究的重点内容。
回答下列问题：

(1)、
Ⅰ．已知NO和 $O_{2}$ 经反应Ⅰ和反应Ⅱ转化为 $N O_{2}$ ，其能量变化如图所示：
Ⅰ． $2 N O (g) ⇌ N_{2} O_{2} (g)$     $Δ H_{1}$ ，平衡常数 $K_{1}$ ；
Ⅱ．____    $Δ H_{2}$ ，平衡常数 $K_{2}$ ；
写出第Ⅱ步反应的化学方程式：。

(2)、反应 $2 N O (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 N O_{2} (g)$ 的 $Δ H$ （填“＞”或“＜”）0，平衡常数K＝（用含 $K_{1}$ 、 $K_{2}$ 的代数式表示）。下列措施既能提高该反应的平衡转化率，又能加快生成 $N O_{2}$ 的反应速率的是（填字母）。
a．升高温度            b．缩小容器体积         c．加入催化剂

(3)、由实验测得反应Ⅱ的 $v_{正}$ ～ $c (O_{2})$ 的关系如图所示，当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为（填字母）。

(4)、Ⅱ．在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应： $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ 2 N H_{3} (g)$ $Δ H < 0$ ，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T/℃
200
300
400
K
$K_{1}$
$K_{2}$
0.5
请回答下列问题：
试比较 $K_{1}$ 、 $K_{2}$ 的大小， $K_{1}$ $K_{2}$ （填“＞”、“＝”或“＜”）。

(5)、400℃时，反应 $2 N H_{3} (g) ⇌ N_{2} (g) + 3 H_{2} (g)$ 的平衡常数K＝。当测得 $N H_{3}$ 、 $N_{2}$ 、 $H_{2}$ 的浓度分别为3 $m o l \cdot L^{- 1}$ 、2 $m o l \cdot L^{- 1}$ 、1 $m o l \cdot L^{- 1}$ 时，则该反应的 $v_{正} (N_{2})$ $v_{逆} (N_{2})$ （填“＞”、“＝”或“＜”）。

(6)、下图为一定温度下， $N_{2}$ 和 $H_{2}$ 以1∶3进行反应，平衡时， $N H_{3}$ 的体积分数随压强的变化示意图
①随压强增大， $N H_{3}$ 的体积分数增大的原因是。
②比较b点和a点：平衡常数 $K (a)$     $K (b)$ （填“＞”、“＝”或“＜”，下同）， $N_{2}$ 的浓度 $c (a)$ $c (b)$ 。
③计算b点的平衡常数 $K_{p} =$ ${(M p a)}^{- 2}$ （用分压表示的平衡常数，结果保留2位有效数字）

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14. 实现“碳中和”，综合利用 $C O_{2}$ 具有重要的意义。一定条件下， $C O_{2}$ 与 $H_{2}$ 制备气态甲醇 $(C H_{2} O O H)$ 的反应方程式为 $C O_{2} (g) + 3 H_{2} = C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$ 。

(1)、一定温度下，在恒容密闭容器中进行该反应，当进行到某一时刻， $C O_{2} 、 H_{2} 、 C H_{3} O H 、 H_{2} O$ 的浓度分别为 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} 、 0.3 m o l \cdot L^{- 1} 、 0.1 m o l \cdot L^{- 1} 、 0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ ，反应达到平衡时，下列数据不可能出现的是____。

A、 $c (C O_{2}) = 0.2 m o l \cdot L^{- 1} ， c (H_{2}) = 0.6 m o l \cdot L^{- 1}$ B、 $c (C O_{2}) = 0.15 m o l \cdot L^{- 1} ， c (H_{2} O) = 0.05 m o l \cdot L^{- 1}$ C、 $c (C H_{3} O H) = 0.15 m o l \cdot L^{- 1} ， c (H_{2} O) = 0.15 m o l \cdot L^{- 1}$ D、 $c (H_{2}) = 0.6 m o l \cdot L^{- 1} ， c (C H_{3} O H) = 0.2 m o l \cdot L^{- 1}$

(2)、在容积为 $2 L$ 的恒温密闭容器中，充入 $1 m o l C O_{2}$ 和 $3 m o l H_{2}$ ，测得 $C O_{2}$ 和 $C H_{3} O H (g)$ 的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
$0 m i n$
$3 m i n$
$6 m i n$
$9 m i n$
$12 m i n$
$n (C H_{3} O H) / m o l$
0
0.50
a
0.75
0.75
$n (C O_{2}) / m o l$
1
0.50
0.35
0.25
0.25
① $3 ~ 6 m i n$ 内， $v (H_{2}) =$ 。
② $12 m i n$ 末时，混合气体中 $C H_{3} O H$ 的物质的量分数为。已知：B的物质的量分数 $= \frac{B 的物质的量}{混合气体的总物质的量} \times 100 %$ 。
③第 $3 m i n$ 时 $v_{正} (C H_{3} O H)$ 第 $9 m i n$ 时 $v_{逆} (C H_{3} O H)$ (填“>”、“<”或“=”)第 $12 m i n$ 时， $v_{正} (C H_{3} O H)$ $v_{逆} (H_{2})$ (填“>”、“<”或“=”)

(3)、保持压强为 $5 M P a$ ，向密闭容器中投入一定量 $C O_{2}$ 和 $H_{2}$ 发生上述反应，若投料比 $m [m = \frac{n (H_{2})}{n (C O_{2})}] = 1$ ，一定温度下发生上述反应，下列说法不能作为反应是否达到平衡的判断依据的是(填标号)。
a．容器内气体的密度不再变化
b．容器内气体的平均相对分子质量不再变化
c． $C O_{2}$ 的体积分数不再变化
d．断裂 $3 N_{A}$ 个 $H - H$ 键的同时生成 $N_{A}$ 个水分子

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15. 一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气( $C O$ 和 $H_{2}$ 的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应：
I： $C (s) + H_{2} O (g) ⇌ C O (g) + H_{2} (g)$
II： $C O (g) + H_{2} O (g) ⇌ C O_{2} (g) + H_{2} (g)$
III： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$

(1)、当反应I达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是____(填标号)。

A、加入焦炭 B、通入CO C、升高温度 D、分离出氢气

(2)、若在恒温恒容容器中仅发生反应II，则下列能说明反应达到平衡状态的是____。

A、容器内气体的压强不变 B、容器内气体的总质量不变 C、容器内气体的平均相对分子质量不变 D、单位时间内，每有2 mol $O - H$ 键断裂，同时有1 mol $H - H$ 键断裂

(3)、向容积为 $2 L$ 的密闭容器中加入活性炭(足量)和 $N O$ ，发生反应 $C (s) + 2 N O (g) ⇌$ $N_{2} (g) + C O_{2} (g)$ ， $N O$ 和 $N_{2}$ 的物质的量变化如下表所示。
条件
保持温度为 $T$ /℃
时间
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
$N O$ 物质的量 $/ m o l$
2.0
1.4
1.0
0.70
0.50
0.40
0.40
$N_{2}$ 物质的量 $/ m o l$
0
0.3
0.50
0.65
0.75
0.80
0.80
① $0 ∼ 5 m i n$ 内，以 $C O_{2}$ 表示的该反应速率 $v (C O_{2}) =$ ，最终达平衡时 $N O$ 的转化率 $a =$ ，该温度 $T$ ℃下的平衡常数 $K =$ 。
②保持温度 $T$ ℃不变，向该 $2 L$ 密闭容器中加入该四种反应混合物各 $2 m o l$ ，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： $v_{正} (N O)$ $v_{逆} (N O)$ (填“>”“<”或“=”)。

(4)、已知4CO(g) +2NO₂(g)4CO₂(g)+N₂ (g) ΔH₁ = -1200kJ•mol^-1 ，该反应在(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。

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16. 二氧化碳加氢制甲烷和甲烷重整对碳资源利用具有重要的战略意义。回答下列问题：

(1)、I．CO₂加氢选择合成甲烷的主要反应如下：
①CO₂(g)+4H₂ $⇌$ CH₄(g)+2H₂O(g)    △H₁(298K)
②CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g)    △H₂(298K)
③2CO(g)+2H₂(g) $⇌$ CO₂(g)+CH₄(g)    △H₃(298K)
在一定温度下，由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓，如表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓。
物质
H₂(g)
O₂(g)
CO(g)
CO₂(g)
H₂O(g)
CH₄(g)
标准摩尔生成焓(kJ·mol^-1)
0
0
-110.5
-393.5
-241.8
-74.81
有利于反应①自发进行的条件是(填“高温”或“低温”)；根据表中数据计算反应②的焓变△H₂(298K)=kJ·mol^-1。

(2)、在一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO₂和4molH₂发生上述反应，反应20min容器内反应达到平衡时，容器中CH₄为amol，CO为bmol，以H₂表示的0~20min内平均反应速率v(H₂)=mol·L^-1·min^-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，此时H₂O(g)的浓度为mol·L^-1 ，反应II的平衡常数为(列出计算式)。

(3)、甲烷三重整制氢的逆反应CO(g)+3H₂ $⇌$ CH₄(g)+H₂O(g)。合成总反应在起始物 $\frac{n (H_{2})}{n (C O)}$ =3时，在不同条件下达到平衡，设体系中CH₄的物质的量分数为x(CH₄)，在t=250℃下的x(CH₄)-p、在p=5×10⁵Pa下的x(CH₄)-t如图所示。
①当CO的平衡转化率为 $\frac{6}{53}$ 时，反应条件可能是。
②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃，将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是。

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17. 回答下列问题：

(1)、I、已知：反应 ① Fe(s)+CO₂(g) $⇌$ FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K₁；反应 ② Fe(s)+H₂O(g) $⇌$ FeO(s)+H₂(g)的平衡常数为K₂。不同温度时K₁、K₂的值如下表，请根据表中数据，回答下列问题：
温度/K
K₁
K₂
973
1.47
2.38
1173
2.15
1.67
请写出反应 ① 的平衡常数K₁的表达式；通过表格中的数值可以推断：反应①是(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)、当温度为973K时，反应③CO(g)+H₂O(g) $⇌$ CO₂(g)+H₂(g) 的平衡常数K₃=(结果保留小数点后2位)

(3)、能判断反应③已达平衡状态的是（    ）。

A、容器中压强不变 B、混合气体中c(CO)不变 C、v_正(H₂)＝v_逆(H₂O) D、c(CO₂)＝c(CO)

(4)、根据反应①与②及上表数据，能够推断出反应③是(填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施是(填写序号)。
A．缩小反应容器容积
B．扩大反应容器容积
C．降低温度
D．升高温度
E．使用合适的催化剂
F．设法减少CO₂的量

(5)、Ⅱ、汽车尾气里含有的 NO 气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N₂(g)+O₂(g) $⇌$ 2NO(g)  ΔH>0，已知该反应在 T ℃时，平衡常数 K=9.0。请回答下列问题：
某温度下，向 2 L 的密闭容器中充入 N₂和 O₂各 1 mol，5s 后 O₂的物质的量为 0.4 mol，则 0～5s 内 NO 的反应速率mol·L^-1·min^-1。

(6)、下列为 4 种不同情况下测得的反应速率中，表明该反应进行最快的是（    ）。

A、v(N₂)=0.4 mol·L^-1·min^-1 B、v(NO)=0.6 mol·L^-1·min^-1 C、v(O₂)=0.3 mol·L^-1·s^-1 D、v(NO)=0.4 mol·L^-1·s^-1

(7)、将N₂、O₂混合充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是（    ）(填字母序号)。

A、 B、 C、

(8)、T ℃时，某时刻测得容器内 N₂、O₂、NO 的浓度分别为 0.20 mol/L、0.20mol/L 和 0.50mol/L，此时反应 v正(N₂)v逆(N₂)(填“>”、“=”或“<”)。

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18. 一定温度下，在密闭容器中发生反应 $3 A (g) + B (g) ⇌ 2 C (g) + 3 D (?)$ $Δ H < 0$ ，正反应速率表达式为 $v_{正} = k \cdot c^{m} (A) c^{n} (B)$ (k是正反应速率常数，只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示：
序号
$c (A) / m o l \cdot L^{- 1}$
$c (B) / m o l \cdot L^{- 1}$
$v_{正} / (m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1})$
I
0.10
0.10
0.15
Ⅱ
0.20
0.20
2.40
Ⅲ
0.20
010
1.20

(1)、n=。

(2)、向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入 $0.6 m o l A (g)$ 和 $0.3 m o l B (g)$ ，发生上述反应，测得 $n (C)$ 随时间的变化如图所示：
①物质D的聚集状态为。
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为(用a、b、c表示)。
③T₂时，此反应的平衡常数K=(不写单位)。

(3)、在恒温、恒容容器中进行反应 $C O_{2} (g) + 4 H_{2} (g) ⇌ C H_{4} (g) + 2 H_{2} O (g)$ $Δ H = - 252.9 k J / m o l$ 。下列不能说明反应达到平衡状态的是____(填字母)。

A、混合气体的平均密度不再变化 B、混合气体的平均摩尔质量不再变化 C、 $4 υ {(H_{2})}_{正} = υ {(C H_{4})}_{逆}$ D、容器内的气体压强不再变化

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19.

(1)、I．汽车尾气排放的CO、NO气体是大气污染物。查阅资料可知，NO和CO反应可转变成无污染气体，转化原理如下：
反应①2NO(g)+2CO(g) $⇌_{}^{}$ 2CO₂(g)+N₂(g)   ΔH₁  K₁
已知298K时：
反应②2NO(g)=N₂(g)＋O₂(g)  ΔH₂=-180.5kJ/mol  K₂=1×10³⁰
反应③CO₂(g) $⇌_{}^{}$ CO(g)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g)  ΔH₃=+283.0kJ/mol  K₃=2×10^-46
则298K时，反应①ΔH₁=kJmol；K₁=；

(2)、在恒温恒容密闭容器中，下列不能说明反应①达到化学平衡状态的是____。

A、容器内的气体压强不变 B、2v_正(NO)=v_逆(N₂) C、气体的平均相对分子质量保持不变 D、混合气体的密度保持不变

(3)、对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数记作Kp。在恒温恒容密闭体系中只发生反应①，调整气体分压p(NO)=p(CO)，p(CO₂)=2p(N₂)，测得体系中CO和N₂的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min 0 30 60 120 180
T℃ CO的分压/kPa 4 8.8 13 20 20
N₂的分压/kPa 48 45.6 43.5 40 40
T℃时，反应①的Kp=(kPa)^-1_。

(4)、Ⅱ.为优化汽车尾气处理，宜进一步研究温度、压强、催化剂等外界条件对反应①速率的影响。
在不同温度下，具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图所示，E表示某温度下分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，阴影部分的面积反映活化分子的百分数，则图中T₁T₂(填“>”、“=”、“<”)。下列能通过提高活化分子百分数而加快反应速率的条件有；
A.使用催化剂     B.增大压强      C.增大反应物浓度       D.减小生成物浓度

(5)、570K时，反应①K=1×10⁵⁹ ，但反应速率依旧极慢。下列说法正确的是____；

A、提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 B、增大压强，反应①平衡右移，故可通过增压的方法提高尾气净化效率 C、提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂 D、装有高效催化剂的尾气净化装置的汽车排出的气体中仍含有少量的NO或CO

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20. 自从1909年化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氮的化合物在生产生活中有着广泛应用，与此有关的研究已经获得三次诺贝尔化学奖。目前气态含氮化合物及相关转化仍然是科学家研究的热门问题。请回答下列问题：

(1)、①合成氨的原料气H₂可以通过天然气和二氧化碳转化制备，已知CH₄、H₂和CO的燃烧热（ΔH）分别为 $- 890.3 k J \cdot m o l^{- 1}$ ， $- 285.8 k J \cdot m o l^{- 1}$ ， $- 283.0 k J \cdot m o l^{- 1}$ 则通过天然气和二氧化碳转化制备H₂的热化学反应方程式为。
②673K时，合成氨反应机理中各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。
图中决速步骤的反应方程式为。

(2)、用NH₃催化还原NO，可以消除氮氧化物的污染。已知：
① $4 N H_{3} (g) + 3 O_{2} (g) = 2 N_{2} (g) + 6 H_{2} Q (g) Δ H = - a k J \cdot m o l^{- 1}$
② $N_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 N O (g) Δ H = - b k J \cdot m o l^{- 1}$
写出NH₃还原NO至N₂和水蒸气的热化学方程式。

(3)、活性炭还原法是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理为：
$2 C (s) + 2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} (g) + 2 C O_{2} (g) Δ H$ 。已知该反应的正、逆反应速率方程分别为 $v_{正} = k_{正} \cdot p^{2} (N O_{2})$ 、 $v_{逆} = k_{逆} \cdot p (N_{2}) \cdot p^{2} (C O_{2})$ ，其中 $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 分别为正、逆反应速率常数，变化曲线如左下图所示，则该反应的反应热 $Δ H =$ O（填“＞”、“＜”或“＝”），写出推理过程

(4)、一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入 $4 m o l C O (g)$ 和 $4 m o l N_{2} O (g)$ 发生反应 $C O (g) + N_{2} O (g) ⇌ C O_{2} (g) + N_{2} (g)$ ，测得 $C O (g)$ 和 $C O_{2} (g)$ 的物质的量随时间的变化如右上图所示：
①在A点时，N₂O的生成速率N₂的生成速率（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若平衡时总压强为p kPa，用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数 $K_{p} =$ （平衡分压＝总压×物质的量分数）。

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21. 碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途．回答下列问题：

(1)、已知反应 $2 H I (g) \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} H_{2} (g) + I_{2} (g)$ $Δ H = + 11 k J \cdot m o l^{- 1}$ ， 1mol $H_{2} (g)$ 、1mol $I_{2} (g)$ 分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1mol $H I (g)$ 分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ．

(2)、已知： $H_{2} (g) + l_{2} (g) ⇌ 2 H I (g)$ $Δ H = - 11 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，该反应经历了如下反应历程：
第一步： $I_{2} ⇌ 2 I \cdot$ ；第二步： $H_{2} + 2 I \cdot ⇌ 2 H I$
若第一步为快反应，下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是____（填标号）．

A、 B、 C、 D、

(3)、Bodensteins研究了下列反应： $2 H I (g) ⇌ H_{2} (g) + I_{2} (g)$ 在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 $x (H I)$ 与反应时间t的关系如表：
t/min
0
20
40
60
80
120
$x (H I)$
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
$x (H I)$
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为．
②上述反应中，正反应速率为 $v_{正} = k_{正} x^{2} (H I)$ ，逆反应速率为 $v_{逆} = k_{逆} x (H_{2}) x (I_{2})$ ，其中 $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 为速率常数，则 $k_{逆}$ 为（以K和 $k_{正}$ 表示）．若 $k_{正} = 0.0027 m i n^{- 1}$ ，在 $t = 40 m i n$ 时， $v_{正} =$ $m i n^{- 1}$ ．
③由上述实验数据计算得到： $v_{正} ~ x (H I)$ 和 $v_{逆} ~ x (H_{2})$ 的关系可用下图表示．当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为、（填字母）．

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22. 在某一密闭容器中发生反应 $2 N H_{3} (g) + 3 C l_{2} (g) ⇌ N_{2} (g) + 6 H C l (g)$ $Δ H < 0$ ，不同时间段内该反应的反应速率随时间变化的曲线(反应达平衡后，某一时刻仅改变一个条件)如图所示。
回答下列问题：

(1)、满足 $v_{正} = v_{逆}$ 的时间段是(填标号)；若 $t_{1}$ 时刻改变压强，则为(填“增大”或“减小”)压强。
A． $t_{0} ~ t_{1}$ 　B． $t_{1} ~ t_{2}$ 　C． $t_{3} ~ t_{4}$ 　D． $t_{4} ~ t_{5}$

(2)、若 $t_{1}$ 、 $t_{4}$ 时刻均仅改变温度，则在下列时间段内，该反应的平衡常数最小的是____(填标号)。

A、 $t_{0} ~ t_{1}$ 　 B、 $t_{2} ~ t_{3}$ 　 C、 $t_{5} ~ t_{6}$

(3)、 $t_{4}$ 时刻体系中除改变压强外，还可改变的条件为。

(4)、下列时间段内， $N_{2}$ 的体积分数最高的是(填标号，下同)， $C l_{2}$ 的体积分数最高的是。
A． $t_{0} ~ t_{1}$ 　B． $t_{2} ~ t_{3}$ 　C． $t_{3} ~ t_{4}$

(5)、在该反应中，每转移0.3mol电子，生成的HCl(g)的分子数为 $N_{A}$ 。

(6)、若该反应达到平衡时，测得 $C l_{2} (g)$ 的平衡转化率为 $α$ ，则平衡时的混合气体中， $\frac{m (N_{2})}{m (C l_{2})} =$ (用含 $α$ 的式子表示)。

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23. 为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO₂含量及有效地开发利用CO₂ ，工业上可用CO₂来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO₂、3molH₂ ，一定条件下发生反应：CO₂(g)₊3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)。经测得CO₂和CH₃OH的物质的量随时间变化如图所示。

(1)、写出该反应的化学平衡常数表达式：K=

(2)、在3min末，反应速率v(正)v(逆)(选填>、<或=)。

(3)、从反应开始到平衡，平均反应速率v(CO₂)=。达到平衡时，H₂的转化率为。

(4)、下列措施可以加快反应速率的是____。

A、升高温度 B、加入催化剂 C、增大压强 D、及时分离出CH₃OH

(5)、若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为：甲：v(H₂)=0.45mol·L^－¹·s^－¹；乙：v(CO₂)=0.2mol·L^－¹·s^－¹；丙：v(CH₃OH)=6mol·L^－¹·min^－¹ ，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为。

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24.

(1)、Ⅰ、煤是重要的化工原料，利用煤的气化、液化可制取甲醇等有机物，其中发生的反应有：
① $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g) Δ H_{1}$
② $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g) Δ H_{2} = - 998 k J \cdot m o l^{- 1}$
相关物质的化学键键能数据如下：
化学键
$C = O$
$H - H$
$H - O$
$C - H$
$C - O$
$E / k J \cdot m o l^{- 1}$
703
355
465
516
583
试计算该反应 $Δ H_{1} =$ ．

(2)、Ⅱ、“绿水青山，就是金山银山”，环境问题已被受全球广泛关注。氮的氧化物是大气主要污染物之一，环境保护的重要任务之一就是减少氮的氧化物等污染物在大气中的排放。
查有关资料可知： $2 NO (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 {NO}_{2} (g) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeGabaWKeabaaaaaaaaapeGaaGOmaiaa b6eacaqGpbWaaeWaa8aabaWdbiaabEgaaiaawIcacaGLPaaacqGHRa WkcaqGpbWdamaaBaaaleaapeGaaGOmaaWdaeqaaOWdbmaabmaapaqa a8qacaqGNbaacaGLOaGaayzkaaGaeSiZHmOaaGOmaiaab6eacaqGpb WdamaaBaaaleaapeGaaGOmaaWdaeqaaOWdbmaabmaapaqaa8qacaqG NbaacaGLOaGaayzkaaaaaa@540F@$ 的反应历程分两步：
第一步： $2 NO (g) ⇌ N_{2} O_{2} (g) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeGabaWKeabaaaaaaaaapeGaaGOmaiaa b6eacaqGpbWaaeWaa8aabaWdbiaabEgaaiaawIcacaGLPaaacqWImh YGcaqGobWdamaaBaaaleaapeGaaGOmaaWdaeqaaOWdbiaab+eapaWa aSbaaSqaa8qacaaIYaaapaqabaGccaGGOaGaae4zaiaacMcaaaa@4EAD@$ （快） ${ΔH}_{1} < 0 MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeaaqaaaaaaaaaWdbiaabs5acaqGibWd amaaBaaaleaapeGaaGymaaWdaeqaaOWdbiabgYda8iaaicdaaaa@45BE@$ ；
$V_{1_{正}} = k_{1_{正}} \cdot c^{2} (NO) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeaaqaaaaaaaaaWdbiaabAfapaWaaSba aSqaa8qacaaIXaWdamaaBaaameaapeGaaW4yRbWdaeqaaaWcbeaak8 qacqGH9aqpcaqGRbWdamaaBaaaleaapeGaaGyma8aadaWgaaadbaWd biaamo2Aa8aabeaaaSqabaGcpeGaeyyXICTaae4ya8aadaahaaWcbe qaa8qacaaIYaaaaOWaaeWaa8aabaWdbiaab6eacaqGpbaacaGLOaGa ayzkaaaaaa@510A@$ ； $V_{1_{逆}} = k_{1_{逆}} \cdot c (N_{2} O_{2}) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeGabaWKeabaaaaaaaaapeGaaeOva8aa daWgaaWcbaWdbiaaigdapaWaaSbaaWqaa8qacaaJgajapaqabaaale qaaOWdbiabg2da9iaabUgapaWaaSbaaSqaa8qacaaIXaWdamaaBaaa meaapeGaaWObqcWdaeqaaaWcbeaak8qacqGHflY1caqGJbWaaeWaa8 aabaWdbiaab6eapaWaaSbaaSqaa8qacaaIYaaapaqabaGcpeGaae4t a8aadaWgaaWcbaWdbiaaikdaa8aabeaaaOWdbiaawIcacaGLPaaaaa a@5282@$
第二步： $N_{2} O_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 {NO}_{2} (g) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeGabaWKeabaaaaaaaaapeGaaeOta8aa daWgaaWcbaWdbiaaikdaa8aabeaak8qacaqGpbWdamaaBaaaleaape GaaGOmaaWdaeqaaOWdbmaabmaapaqaa8qacaqGNbaacaGLOaGaayzk aaGaey4kaSIaae4ta8aadaWgaaWcbaWdbiaaikdaa8aabeaak8qada qadaWdaeaapeGaae4zaaGaayjkaiaawMcaaiablYCidkaaikdacaqG obGaae4ta8aadaWgaaWcbaWdbiaaikdaa8aabeaakiaacIcacaqGNb Gaaiykaaaa@5554@$ （慢） ${ΔH}_{2} < 0 MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeaaqaaaaaaaaaWdbiaabs5acaqGibWd amaaBaaaleaapeGaaGOmaaWdaeqaaOWdbiabgYda8iaaicdaaaa@45BF@$ ；
$V_{2_{正}} = k_{2 正} c (N_{2} O_{2}) \cdot c (O_{2}) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeaaqaaaaaaaaaWdbiaabAfapaWaaSba aSqaa8qacaaIYaWdamaaBaaameaapeGaaW4yRbWdaeqaaaWcbeaak8 qacqGH9aqpcaqGRbWdamaaBaaaleaapeGaaGOmaiaamo2Aa8aabeaa k8qacaqGJbWaaeWaa8aabaWdbiaab6eapaWaaSbaaSqaa8qacaaIYa aapaqabaGcpeGaae4ta8aadaWgaaWcbaWdbiaaikdaa8aabeaaaOWd biaawIcacaGLPaaacqGHflY1caqGJbWaaeWaa8aabaWdbiaab+eapa WaaSbaaSqaa8qacaaIYaaapaqabaaak8qacaGLOaGaayzkaaaaaa@5693@$ ； $V_{2_{逆}} = k_{2_{逆}} \cdot c^{2} ({NO}_{2}) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqr1ngB PrgifHhDYfgatCvAUfeBSn0BKvguHDwzZbqegSSZmxoasaacH8YjY= vipgYlh9vqqj=hEeeu0xXdbba9frFj0=OqFfea0dXdd9vqai=hGuQ8 kuc9pgc9q8qqaq=dir=f0=yqaiVgFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaci GaaiaabeqaamaabaabauaakeGabaWKeabaaaaaaaaapeGaaeOva8aa daWgaaWcbaWdbiaaikdapaWaaSbaaWqaa8qacaaJgajapaqabaaale qaaOWdbiabg2da9iaabUgapaWaaSbaaSqaa8qacaaIYaWaaSbaaWqa aiaamAaKaeqaaaWcpaqabaGcpeGaeyyXICTaae4ya8aadaahaaWcbe qaa8qacaaIYaaaaOWaaeWaa8aabaWdbiaab6eacaqGpbWdamaaBaaa leaapeGaaGOmaaWdaeqaaaGcpeGaayjkaiaawMcaaaaa@5247@$

一定条件下，当反应 $2 N O (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 N O_{2} (g)$ 达到平衡状态时：
①可用 $k_{1_{正}}$ 、 $k_{1_{逆}}$ 、 $k_{2_{正}}$ 、 $k_{2_{逆}}$ 表示该反应的平衡常数，其表达式为 $K =$ ；
②已知：上述反应的平衡常数的对数 $l g K$ 随温度的变化如图所示，在温度为 $506 K$ 时此反应在 $A$ 点达到平衡。若升高温度，B、C、D、E四点中能正确表示该反应的 $l g K$ 与 $T$ 的关系的点为．

(3)、 $N_{2} O_{5}$ 是一种新型硝化剂，人们对它的性质和制备广泛关注。已知：在 $500 K$ 时可发生分解： $2 N_{2} O_{5} (g) ⇌ 4 N O_{2} (g) + O_{2} (g)$ 。此温度下，测得恒容密闭容器中 $N_{2} O_{5}$ 浓度随时间的变化如下表：
$t / s$
0
10
20
$c (N_{2} O_{5}) / (m o l / L)$
2.5
1.5
1.3
① $10 ~ 20 s$ 内，用 $O_{2}$ 来表示的平均化学反应速率为；
②在此温度下，于恒容密闭容器中充入 $a m o l N_{2} O_{5}$ 进行此反应，能说明该反应已达到化学平衡状态的是（填字母）
a． $2 V_{正} (N_{2} O_{5}) = V_{逆} (O_{2})$
b． $N O_{2}$ 和 $O_{2}$ 的浓度之比保持不变
c．在绝热容器中，反应的平衡常数不再变化
d．容器内气体的平均相对分子质量为45，且保持不变

(4)、将一定量的 $N_{2} O_{4}$ 加入到恒温恒压的密闭容器中（温度 $298 K$ 、压强 $100 k P a$ ）。在反应 $N_{2} O_{4} (g) ⇌ 2 N O_{2} (g)$ 中，正反应速率 $V_{正} = k_{正} \cdot P (N_{2} O_{4})$ ，逆反应速率 $V_{逆} = k_{逆} \cdot P^{2} (N O_{2})$ ，其中 $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 为速率常数，p为分压（分压=总压×物质的量分数），若该条件下 $k_{正} = 2.1 \times 1 0^{4} S^{- 1}$ ，当 $20 %$ 的 $N_{2} O_{4}$ 分解时， $V_{正} =$ $K P a \cdot s^{- 1}$ ．

(5)、将一定量 $N_{2} O_{4}$ 加入恒容密闭容器中，发生反应 $N_{2} O_{4} (g) ⇌ 2 N O_{2} (g)$ 。测得在不同温度下， $N_{2} O_{4}$ 的物质的量分数 $α$ 如图所示。已知 $N_{2} O_{4}$ 的起始压强 $P_{0}$ 为 $140 k P a$ ，试计算图中a点对应温度下以平衡分压来表示的平衡常数 $K_{p} =$ ．

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25. 甲醇是重要的化工原料之一，也可用作燃料，利用合成气（主要成分为 $C O 、 C O_{2}$ 和 $H_{2}$ ）可以合成甲醇，涉及的反应如下：
反应ⅰ： $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g) Δ H_{1}$
反应ⅱ： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g) Δ H_{2} = - 49.9 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应ⅲi： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌_{}^{} C O (g) + H_{2} O (g) Δ H_{3} = + 41.6 k J \cdot m o l^{- 1}$
请回答下列问题：

(1)、在某催化剂作用下，反应ⅰ的反应历程如图所示（图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上）：
①反应ⅰ在（填“较低”或“较高”）温度下才能自发进行。
②结合反应历程，写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式：．
③ $m =$ （计算结果保留两位有效数字，已知 $1 e V = 1.6 \times 1 0^{- 22} k J$ ）。

(2)、反应ⅰ的Arrhenius经验公式 $R l n k = - \frac{E_{a}}{T} + C$ （ $E_{a}$ 为活化能， $k$ 为速率常数， $R$ 和 $C$ 均为常数， $T$ 为温度），实验数据如图中曲线 $M$ 所示。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线 $N$ 所示，则实验可能改变的外界条件是．

(3)、将一定量的 $C O_{2} (g)$ 和 $H_{2} (g)$ 充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生反应ⅱ和ⅲ。相同温度下，在不同压强下测得 $C O_{2}$ 的平衡转化率、 $C H_{3} O H (g)$ 的选择性 $[\frac{n (C H_{3} O H)}{n (C H_{3} O H) + n (C O)} \times 100 %]$ 和 $C O$ 的选择性 $[\frac{n (C O)}{n (C H_{3} O H) + n (C O)} \times 100 %]$ 随压强的变化曲线如图所示。
图中表示 $C O_{2}$ 的平衡转化率的曲线是（填“ $m$ ”“ $n$ ”或“ $p$ ”），简述判断方法：．

(4)、有研究认为，在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度 $T$ 不变，向一恒容密闭容器中充入 $4 m o l C O_{2}$ 和 $8 m o l H_{2}$ ，在该催化剂作用下发生反应，经 $5 m i n$ 达到平衡，测得 $H_{2} O (g)$ 的物质的量为 $3 m o l$ ，起始及达平衡时容器的总压强分别为 $1.5 a k P a 、 a k P a$ ，则从开始到平衡用 $H_{2}$ 分压表示的平均反应速率为 $k P a \cdot m i n^{- 1}$ （用含 $a$ 的式子表示，下同，分压 $=$ 总压 $\times$ 物质的量分数）；反应ⅱ的压强平衡常数 $K_{p} =$ $(k P a)^{- 2}$ （ $K_{p}$ 为用分压代替浓度计算的平衡常数）。

(5)、光催化 $C O_{2}$ 制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原 $C O_{2}$ 的机理如图所示，光照时，低能价带失去电子并产生空穴（ $h^{+}$ ，具有强氧化性）。在低能价带上， $H_{2} O$ 直接转化为 $O_{2}$ 的电极反应式为．

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26. 完成下列问题

(1)、一定条件下，在一体积不变的密闭容器中发生反应：
2A(g)＋B(g) $⇌$ 3C(g)　ΔH=a kJ·mol^-1。图为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t₂、t₃、t₄各改变一种不同的条件。
①t₃时改变的条件为， t₄时改变的条件为。
②a(填“>”或“<”)0。

(2)、已知反应CO(g)＋2H₂(g) $⇌_{}^{}$ CH₃OH(g)，在恒容密闭容器中按 $\frac{n (C O)}{n (H_{2})} = \frac{1}{2}$ 加入CO和H₂合成甲醇，测得起始压强p₀=102 kPa。CO的平衡转化率[α(CO)]随温度的变化曲线如图所示，R点时反应的平衡常数K_p=(kPa)^-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，p_分=p_总×物质的量分数)，R、S两点平衡常数大小：K_p(R)(填“>”“=”或“<”)K_p(S)。

(3)、CO可用于合成甲醇，反应的化学方程式为CO(g)＋2H₂(g) $⇌_{}^{}$ CH₃OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应的ΔH0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是。

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物质的量/mol	T₁/℃				T₂/℃
物质的量/mol	0	5 min	10 min	15 min	20 min	15 min	30 min
NO	2.0	1.16	0.80	0.80	0.50	0.40	0.40
N₂	0	0.42	0.60	0.60	0.75	0.80	0.80

物质的量/mol	$T_{1}$ /℃				$T_{2}$ /℃
物质的量/mol	0	5min	10min	15min	20min	25min	30min
$H_{2}$	8.0	3.5	2.0	2.0	1.7	1.5	1.5

温度(K)	催化剂	$C O_{2}$ 转化率(%)	甲醇选择性(%)	综合选项
543	Cu/ZnO纳米棒材料	12.3	42.3	A
543	Cu/ZnO纳米片材料	11.9	72.7	B
553	Cu/ZnO纳米棒材料	15.3	39.1	C
553	Cu/ZnO纳米片材料	12.0	71.6	D

时间	$0 m i n$	$3 m i n$	$6 m i n$	$9 m i n$	$12 m i n$
$n (C H_{3} O H) / m o l$	0	0.50	a	0.75	0.75
$n (C O_{2}) / m o l$	1	0.50	0.35	0.25	0.25

条件	保持温度为 $T$ /℃
时间	0	5min	10min	15min	20min	25min	30min
$N O$ 物质的量 $/ m o l$	2.0	1.4	1.0	0.70	0.50	0.40	0.40
$N_{2}$ 物质的量 $/ m o l$	0	0.3	0.50	0.65	0.75	0.80	0.80

物质	H₂(g)	O₂(g)	CO(g)	CO₂(g)	H₂O(g)	CH₄(g)
标准摩尔生成焓(kJ·mol^-1)	0	0	-110.5	-393.5	-241.8	-74.81

序号	$c (A) / m o l \cdot L^{- 1}$	$c (B) / m o l \cdot L^{- 1}$	$v_{正} / (m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1})$
I	0.10	0.10	0.15
Ⅱ	0.20	0.20	2.40
Ⅲ	0.20	010	1.20

时间/min		0	30	60	120	180
T℃	CO的分压/kPa	4	8.8	13	20	20
T℃	N₂的分压/kPa	48	45.6	43.5	40	40

t/min	0	20	40	60	80	120
$x (H I)$	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784
$x (H I)$	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

化学键	$C = O$	$H - H$	$H - O$	$C - H$	$C - O$
$E / k J \cdot m o l^{- 1}$	703	355	465	516	583

t/s	0	50	150	250	350
$n (P C l_{3}) / m o l$	0	0.16	0.19	0.20	0.20

T/℃	200	300	400
K	$K_{1}$	$K_{2}$	0.5

温度/K	K₁	K₂
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

$t / s$	0	10	20
$c (N_{2} O_{5}) / (m o l / L)$	2.5	1.5	1.3

【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题23 化学反应速率与化学平衡的综合应用

一、选择题

二、非选择题

【备考2024年】从巩固到提高高考化学二轮微专题23 化学反应速率与化学平衡的综合应用