五年高考化學(xué) 真題專題點撥專題12 化學(xué)反應(yīng)原理綜合（含解析）-人教高三全冊化學(xué)試題

專題12化學(xué)反應(yīng)原理綜合【2020年】1.（2020·新課標(biāo)Ⅰ）硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=?98kJ·mol?1?；卮鹣铝袉栴}：（1）釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為：_______________________________________。（2）當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時的α=__________，判斷的依據(jù)是______________________。影響α的因素有____________________________。（3）將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強p條件下進行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強為___________，平衡常數(shù)Kp=___________(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。（4）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v=k(?1)0.8(1?nα')。式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α'為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α'=0.90時，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲線，如圖所示。曲線上v最大值所對應(yīng)溫度稱為該α'下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是__________________________?！敬鸢浮浚?）2V2O5(s)+2SO2(g)?2VOSO4(s)+V2O4(s)?H=-351kJ?mol-1（2）0.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大壓強，α提高。所以，該反應(yīng)在550℃、壓強為5.0MPa＞2.5MPa＝p２的，所以p1=5.0MPa反應(yīng)物（N2和O2）的起始濃度（組成）、溫度、壓強升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當(dāng)t＜tm，k增大對v的提高大于α引起的降低；當(dāng)t＞tm，k增大對v的提高小于α引起的降低【解析】根據(jù)蓋斯定律，用已知的熱化學(xué)方程式通過一定的數(shù)學(xué)運算，可以求出目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱；根據(jù)壓強對化學(xué)平衡的影響，分析圖中數(shù)據(jù)找到所需要的數(shù)據(jù)；根據(jù)恒壓條件下總壓不變，求出各組分的分壓，進一步可以求出平衡常數(shù)；根據(jù)題中所給的速率公式，分析溫度對速率常數(shù)及二氧化硫的轉(zhuǎn)化率的影響，進一步分析對速率的影響。（1）由題中信息可知：①SO2(g)+O2(g)?SO3(g)?H=-98kJ?mol-1②V2O4(s)+SO3(g)?V2O5(s)+SO2(g)?H2=-24kJ?mol-1③V2O4(s)+2SO3(g)?2VOSO4(s)?H1=-399kJ?mol-1根據(jù)蓋斯定律可知，③-②2得2V2O5(s)+2SO2(g)?2VOSO4(s)+V2O4(s)，則?H=?H1-2?H2=(-399kJ?mol-1)-(-24kJ?mol-1)2=-351kJ?mol-1，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2V2O5(s)+2SO2(g)?2VOSO4(s)+V2O4(s)?H=-351kJ?mol-1；（2）SO2(g)+O2(g)?SO3(g)，該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，故增大壓強可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。因此，在相同溫度下，壓強越大，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大，所以，該反應(yīng)在550℃、壓強為5.0MPa條件下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率一定高于相同溫度下、壓強為2.5MPa的，因此，p1=5.0MPa，由圖中數(shù)據(jù)可知，α=0.975。影響α的因素就是影響化學(xué)平衡移動的因素，主要有反應(yīng)物（N2和O2）的濃度、溫度、壓強等。（3）假設(shè)原氣體的物質(zhì)的量為100mol，則SO2、O2和N2的物質(zhì)的量分別為2mmol、mmol和qmol，2m+m+q=3m+q=100，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為α，則有下列關(guān)系：平衡時氣體的總物質(zhì)的量為n(總)=2m(1-α)+m(1-α)+2mαmol+qmol，則SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為。該反應(yīng)在恒壓容器中進行，因此，SO3的分壓p(SO3)=，p(SO2)=，p(O2)=，在該條件下，SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的Kp=。（4）由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高后α降低。由題中信息可知，v=，升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當(dāng)t＜tm，k增大對v的提高大于α引起的降低；當(dāng)t＞tm，k增大對v的提高小于α引起的降低。2.（2020·新課標(biāo)Ⅱ）天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。（1）乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)ΔH，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol?1)-1560-1411-286①ΔH=_________kJ·mol?1。②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有_________、_________。③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。（2）高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4C2H6+H2。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：r=k×，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。①設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r2，則r2=_____r1。②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是_________。A．增加甲烷濃度，r增大B．增加H2濃度，r增大C．乙烷的生成速率逐漸增大D．降低反應(yīng)溫度，k減?。?）CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如下圖所示：①陰極上的反應(yīng)式為_________。②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2∶1，則消耗的CH4和CO2體積比為_________?！敬鸢浮浚?）①137②升高溫度減小壓強(增大體積)③（2）①1－α②AD（3）①CO2+2e?=CO+O2?②6∶5【解析】（1）①由表中燃燒熱數(shù)值可知：①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)?H1=-1560kJ?mol-1；②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)?H2=-1411kJ?mol-1；③H2(g)+O2(g)=H2O(l)?H3=-286kJ?mol-1；根據(jù)蓋斯定律可知，①-②-③得C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)，則?H=?H1-?H2-?H3=(-1560kJ?mol-1)-(-1411kJ?mol-1)-(-286kJ?mol-1)=137kJ?mol-1，故答案為137；②反應(yīng)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，升高溫度、減小壓強平衡都向正反應(yīng)方向移動，故提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有升高溫度、減小壓強（增大體積）；③設(shè)起始時加入的乙烷和氫氣各為1mol，列出三段式，C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)起始（mol）101轉(zhuǎn)化（mol）ααα平衡（mol）1-αα1+α平衡時，C2H6、C2H4和H2平衡分壓分別為p、p和p，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kp=；（2）①根據(jù)r=k×，若r1=kc，甲烷轉(zhuǎn)化率為α?xí)r，甲烷的濃度為c(1-α)，則r2=kc(1-α)，所以r2=(1-α)r1；②增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)速率增大，故A說法正確；由速率方程可知，初期階段的反應(yīng)速率與氫氣濃度無關(guān)，故B說法錯誤；反應(yīng)物甲烷的濃度逐漸減小，結(jié)合速率方程可知，乙烷的生成速率逐漸減小，故C說法錯誤；化學(xué)反應(yīng)速率與溫度有關(guān)，溫度降低，反應(yīng)速率常數(shù)減小，故D正確。答案選AD。（3）①由圖可知，CO2在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為CO2+2e-=CO+O2-；②令生成乙烯和乙烷分別為2體積和1體積，根據(jù)阿伏加德羅定律，同溫同壓下，氣體體積比等于物質(zhì)的量之比，再根據(jù)得失電子守恒，得到發(fā)生的總反應(yīng)為：6CH4+5CO2=2C2H4+C2H6+5H2O+5CO，即消耗CH4和CO2的體積比為6:5。3.（2020·新課標(biāo)Ⅲ）二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉栴}：（1）CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，若增大壓強，則n(C2H4)___________(填“變大”“變小”或“不變”)。（2）理論計算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在體系壓強為0.1MPa，反應(yīng)達到平衡時，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是______、______。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。（3）根據(jù)圖中點A(440K，0.39)，計算該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________(MPa)?3(列出計算式。以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。（4）二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)___________________?！敬鸢浮浚?）1∶4變大（2）dc小于（3）或等（4）選擇合適催化劑等【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平化學(xué)方程式，可以確定產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比。根據(jù)可逆反應(yīng)的特點分析增大壓強對化學(xué)平衡的影響。根據(jù)物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，從圖中找到關(guān)鍵數(shù)據(jù)確定代表各組分的曲線，并計算出平衡常數(shù)。根據(jù)催化劑對化反應(yīng)速率的影響和對主反應(yīng)的選擇性，工業(yè)上通常要選擇合適的催化劑以提高化學(xué)反應(yīng)速率、減少副反應(yīng)的發(fā)生。（1）CO2催化加氫生成乙烯和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為2CO2+6H2?CH2=CH2+4H2O，因此，該反應(yīng)中產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)：n(H2O)=1：4。由于該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，若增大壓強，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，n(C2H4)變大。（2）由題中信息可知，兩反應(yīng)物的初始投料之比等于化學(xué)計量數(shù)之比；由圖中曲線的起點坐標(biāo)可知，c和a所表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:3、d和b表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為1:4，則結(jié)合化學(xué)計量數(shù)之比可以判斷，表示乙烯變化的曲線是d，表示二氧化碳變化曲線的是c。由圖中曲線的變化趨勢可知，升高溫度，乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，?H小于0。（3）原料初始組成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在體系壓強為0.1Mpa建立平衡。由A點坐標(biāo)可知，該溫度下，氫氣和水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為0.39，則乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為水的四分之一，即，二氧化碳的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為氫氣的三分之一，即，因此，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)(MPa)-3=(MPa)-3。（4）工業(yè)上通常通過選擇合適的催化劑，以加快化學(xué)反應(yīng)速率，同時還可以提高目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性，減少副反應(yīng)的發(fā)生。因此，一定溫度和壓強下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯的選擇性，應(yīng)當(dāng)選擇合適的催化劑。4.（2020·江蘇卷）CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。（1）CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO-，其離子方程式為_______________________________；其他條件不變，HCO3-轉(zhuǎn)化為HCOO-的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖-1所示。反應(yīng)溫度在40℃~80℃范圍內(nèi)，HCO3-催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升，其主要原因是__________________________________。（2）HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負極電極反應(yīng)式為________________________________________________；放電過程中需補充的物質(zhì)A為________________(填化學(xué)式)。②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。（3）HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機理如圖-3所示。①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外，還生成_________________(填化學(xué)式)。②研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時，以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更佳，其具體優(yōu)點是_____________________________?！敬鸢浮浚?）溫度升高反應(yīng)速率增大，溫度升高催化劑的活性增強（2）H2SO4或（3）HD提高釋放氫氣的速率，提高釋放出氫氣的純度【解析】（1）含有催化劑的KHCO3溶液中通入H2生成HCOOˉ，根據(jù)元素守恒和電荷守恒可得離子方程式為：+H2HCOOˉ+H2O；反應(yīng)溫度在40℃~80℃范圍內(nèi)時，隨溫度升高，活化分子增多，反應(yīng)速率加快，同時溫度升高催化劑的活性增強，所以的催化加氫速率迅速上升；（2）①左側(cè)為負極，堿性環(huán)境中HCOOˉ失電子被氧化為，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可得電極反應(yīng)式為HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ===+H2O；電池放電過程中，鉀離子移向正極，即右側(cè)，根據(jù)圖示可知右側(cè)的陰離子為硫酸根，而隨著硫酸鉀不斷被排除，硫酸根逐漸減少，鐵離子和亞鐵離子進行循環(huán)，所以需要補充硫酸根，為增強氧氣的氧化性，溶液最好顯酸性，則物質(zhì)A為H2SO4；②根據(jù)裝置圖可知電池放電的本質(zhì)是HCOOH在堿性環(huán)境中被氧氣氧化為，根據(jù)電子守恒和電荷守恒可得離子方程式為2HCOOH+O2+2OHˉ=2+2H2O或2HCOOˉ+O2=2；（3）①根據(jù)分析可知HCOOD可以產(chǎn)生HCOOˉ和D+，所以最終產(chǎn)物為CO2和HD(Hˉ與D+結(jié)合生成)；②HCOOK是強電解質(zhì)，更容易產(chǎn)生HCOOˉ和K+，更快的產(chǎn)生KH，KH可以與水反應(yīng)生成H2和KOH，生成的KOH可以吸收分解產(chǎn)生的CO2，從而使氫氣更純凈，所以具體優(yōu)點是：提高釋放氫氣的速率，提高釋放出氫氣的純度。5.（2020·山東卷）探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.回答下列問題：（1）_________。（2）一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng)，達到平衡時，容器中CH3OH(g)為ɑmol，CO為bmol，此時H2O(g)的濃度為__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為___________。（3）不同壓強下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，實驗測定CO2平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=CH3OH的平衡產(chǎn)率=其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖___________(填“甲”或“乙”)；壓強p1、p2、p3由大到小的順序為___________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是___________。（4）為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為_________(填標(biāo)號)。A.低溫、高壓B.高溫、低壓C.低溫、低壓D.高溫、高壓【答案】（1）+40.9（2）（3）乙p1、p2、p3T1時以反應(yīng)Ⅲ為主，反應(yīng)Ⅲ前后氣體分子數(shù)相等，壓強改變對平衡沒有影響（4）A【解析】根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱；利用三個反應(yīng)，進行濃度和化學(xué)平衡常數(shù)的計算；結(jié)合圖形根據(jù)勒夏特列原理考慮平衡移動的方向，確定溫度和壓強變化時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率之間的關(guān)系得到相應(yīng)的答案。（1）.根據(jù)反應(yīng)I+II=III，則△H3=△H1+△H2=-49.5kJ?mol-1+(-90.4kJ?mol-1)=+40.9kJ?mol-1；（2）.假設(shè)反應(yīng)II中，CO反應(yīng)了xmol，則II生成的CH3OH為xmol，I生成的CH3OH為(a-x)mol，III生成CO為(b+x)mol，根據(jù)反應(yīng)I：，反應(yīng)II：，反應(yīng)III：，所以平衡時水的物質(zhì)的量為(a-x)mol+(b+x)mol=(a+b)mol，濃度為:；平衡時CO2的物質(zhì)的量為1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol，H2的物質(zhì)的量為3mol-3(a-x)mol-2x-(b+x)mol=(3-3a-b)mol，CO的物質(zhì)的量為bmol，水的物質(zhì)的量為(a+b)mol，則反應(yīng)III的平衡常數(shù)為：；（3）.反應(yīng)I和II為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，則CH3OH的平衡產(chǎn)率減少，所以圖甲表示CH3OH的平衡產(chǎn)率，圖乙中，開始升高溫度，由于反應(yīng)I和II為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)III為吸熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)III向正反應(yīng)方向移動，升高一定溫度后以反應(yīng)III為主，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率又升高，所以圖乙表示CO2的平衡轉(zhuǎn)化率；壓強增大，反應(yīng)I和II是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)I和II平衡正向移動，反應(yīng)III氣體體積不變化，平衡不移動，故壓強增大CH3OH的平衡產(chǎn)率增大，根據(jù)圖所以壓強關(guān)系為：p1>p2>p3；溫度升高，反應(yīng)I和II平衡逆向移動，反應(yīng)III向正反應(yīng)方向移動，所以T1溫度時，三條曲線交與一點的原因為：T1時以反應(yīng)III為主，反應(yīng)III前后分子數(shù)相等，壓強改變對平衡沒有影響；（4）.根據(jù)圖示可知，溫度越低，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大，CH3OH的平衡產(chǎn)率越大，壓強越大，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大，CH3OH的平衡產(chǎn)率越大，所以選擇低溫和高壓，答案選A。6.（2020·天津卷）利用太陽能光解水，制備的H2用于還原CO2合成有機物，可實現(xiàn)資源的再利用。回答下列問題：Ⅰ.半導(dǎo)體光催化劑浸入水或電解質(zhì)溶液中，光照時可在其表面得到產(chǎn)物（1）下圖為該催化劑在水中發(fā)生光催化反應(yīng)的原理示意圖。光解水能量轉(zhuǎn)化形式為___________。（2）若將該催化劑置于Na2SO3溶液中，產(chǎn)物之一為SO42-，另一產(chǎn)物為__________。若將該催化劑置于AgNO3溶液中，產(chǎn)物之一為O2，寫出生成另一產(chǎn)物的離子反應(yīng)式______________________。Ⅱ.用H2還原CO2可以在一定條下合成CH3OH(不考慮副反應(yīng))：（3）某溫度下，恒容密閉容器中，CO2和H2的起始濃度分別為amol?L-1和3amol?L-1，反應(yīng)平衡時，CH3OH的產(chǎn)率為b，該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)的值為___________。（4）恒壓下，CO2和H2的起始物質(zhì)的量比為1:3時，該反應(yīng)在無分子篩膜時甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜時甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示，其中分子篩膜能選擇性分離出H2O。①甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因為____________。②P點甲醇產(chǎn)率高于T點的原因為___________。③根據(jù)上圖，在此條件下采用該分子篩膜時的最佳反應(yīng)溫度為___________°C。Ⅲ.調(diào)節(jié)溶液pH可實現(xiàn)工業(yè)廢氣CO2的捕獲和釋放（5）CO32-的空間構(gòu)型為__________。已知25℃碳酸電離常數(shù)為Ka1、Ka2，當(dāng)溶液pH=12時，=1：_______：__________。【答案】（1）光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（2）H2（3）（4）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動（或平衡常數(shù)減小）分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O，有利于反應(yīng)正向進行，甲醇產(chǎn)率升高210（5）平面（正）三角形【解析】I.（1）根據(jù)圖示，該催化劑在水中發(fā)生光催化反應(yīng)的方程式為2H2O2H2↑+O2↑，光解水能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。（2）若將該催化劑置于Na2SO3溶液中，產(chǎn)物之一為SO42-，SO32-被氧化成SO42-，則H+被還原為H2，即另一產(chǎn)物為H2；若將該催化劑置于AgNO3溶液中，產(chǎn)物之一為O2，氧元素的化合價升高，O2為氧化產(chǎn)物，則生成另一產(chǎn)物的反應(yīng)為還原反應(yīng)，由于Ag+得電子能力大于H+，故生成另一產(chǎn)物的離子反應(yīng)式為Ag++e-=Ag。II.（3）CO2和H2的起始濃度分別為amol?L-1和3amol?L-1，CH3OH的產(chǎn)率為b，則生成的CH3OH物質(zhì)的量濃度為abmol/L，根據(jù)三段式則反應(yīng)的平衡常數(shù)K===；②因為分子篩膜能選擇性分離出H2O，c（H2O）減小，有利于反應(yīng)正向進行，甲醇產(chǎn)率升高，故P點甲醇產(chǎn)率高于T點。③根據(jù)圖示，使用該分子篩膜210℃時甲醇的產(chǎn)率最大，故在此條件下采用該分子篩膜時的最佳反應(yīng)溫度為210℃。III.（5）CO32-中C的孤電子對數(shù)為×（4+2-3×2）=0，σ鍵電子對數(shù)為3，價層電子對數(shù)為3，C上沒有孤電子對，故CO32-的空間構(gòu)型為平面正三角形；H2CO3的電離方程式為H2CO3?H++HCO3-、HCO3-?H++CO32-，則Ka1=、Ka2=，當(dāng)溶液的pH=12時，c（H+）=1×10-12mol/L，將其代入Ka1、Ka2中分別求出c（）=1012Ka1c(H2CO3)、c（CO32-）=1012Ka2c（HCO3-）=1024Ka1Ka2c(H2CO3)，則c(H2CO3)：c（HCO3-）：c（CO32-）=1：（1012Ka1）：（1024Ka1Ka2）。7.（2020·浙江卷）研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有：ⅠⅡⅢⅣ已知：298K時，相關(guān)物質(zhì)的相對能量(如圖1)?？筛鶕?jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計算反應(yīng)或變化的(隨溫度變化可忽略)。例如：。請回答：（1）①根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量計算_____。②下列描述正確的是_____A升高溫度反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)增大B加壓有利于反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移動C反應(yīng)Ⅲ有助于乙烷脫氫，有利于乙烯生成D恒溫恒壓下通水蒸氣，反應(yīng)Ⅳ的平衡逆向移動③有研究表明，在催化劑存在下，反應(yīng)Ⅱ分兩步進行，過程如下：，且第二步速率較慢(反應(yīng)活化能為)。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量，畫出反應(yīng)Ⅱ分兩步進行的“能量-反應(yīng)過程圖”，起點從的能量，開始(如圖2)_____。（2）①CO2和C2H6按物質(zhì)的量1:1投料，在923K和保持總壓恒定的條件下，研究催化劑X對“CO2氧化C2H6制C2H4”的影響，所得實驗數(shù)據(jù)如下表：催化劑轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率產(chǎn)率催化劑X19.037.63.3結(jié)合具體反應(yīng)分析，在催化劑X作用下，CO2氧化C2H6的主要產(chǎn)物是___________________________，判斷依據(jù)是_________________________________________________________________。②采用選擇性膜技術(shù)(可選擇性地讓某氣體通過而離開體系)可提高C2H4的選擇性(生成C2H4的物質(zhì)的量與消耗C2H6的物質(zhì)的量之比)。在773K，乙烷平衡轉(zhuǎn)化率為9.1％，保持溫度和其他實驗條件不變，采用選擇性膜技術(shù)，乙烷轉(zhuǎn)化率可提高到11.0％。結(jié)合具體反應(yīng)說明乙烷轉(zhuǎn)化率增大的原因是___________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）430AD.COC2H4的產(chǎn)率低，說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率選擇性膜吸附C2H4，促進反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動【解析】根據(jù)題中信息用相對能量求反應(yīng)熱；根據(jù)平衡移動原理分析溫度、壓強和反應(yīng)物的濃度對化學(xué)平衡的影響，并作出相關(guān)的判斷；根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量和活化能算出中間產(chǎn)物、過渡態(tài)和最終產(chǎn)物的相對能量，找到畫圖的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；催化劑的選擇性表現(xiàn)在對不同反應(yīng)的選擇性不同；選擇性膜是通過吸附目標(biāo)產(chǎn)品而提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性的，與催化劑的選擇性有所區(qū)別。（1）①由圖1的數(shù)據(jù)可知，C2H6(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的相對能量分別為-84kJ?mol-1、-393kJ?mol-1、-110kJ?mol-1、0kJ?mol-1。由題中信息可知，?H=生成物的相對能量-反應(yīng)物的相對能量，因此，C2H6(g)+2CO2(g)?4CO(g)+3H2(g)?H3=(-110kJ?mol-1)4-(-84kJ?mol-1)-(-393kJ?mol-1)2=430kJ?mol-1。②反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng)，升高溫度能使其化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，故其平衡常數(shù)增大，A正確；反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)均為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強，其化學(xué)平衡均向逆反應(yīng)方向移動，B不正確；反應(yīng)Ⅲ的產(chǎn)物中有CO，增大CO的濃度，能使反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，故其不利于乙烷脫氫，不利于乙烯的生成，C不正確；反應(yīng)Ⅳ的反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，在恒溫恒壓下向平衡體系中通入水蒸氣，體系的總體積變大，水蒸氣的濃度變大，其他組分的濃度均減小相同的倍數(shù)，因此該反應(yīng)的濃度商變大（大于平衡常數(shù)），化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，D正確。綜上所述，描述正確的是AD。③由題中信息可知，反應(yīng)Ⅱ分兩步進行，第一步的反應(yīng)是C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)，C2H4(g)、H2(g)、CO2(g)的相對能量之和為52kJ?mol-1+0+(-393kJ?mol-1)=-341kJ?mol-1；第二步的反應(yīng)是C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)，其活化能為210kJ?mol-1，故該反應(yīng)體系的過渡態(tài)的相對能量又升高了210kJ?mol-1，過渡態(tài)的的相對能量變?yōu)?341kJ?mol-1+210kJ?mol-1=-131kJ?mol-1，最終生成物C2H4(g)、H2O(g)、CO(g)的相對能量之和為(52kJ?mol-1)+(-242kJ?mol-1)+(-110kJ?mol-1)=-300kJ?mol-1。根據(jù)題中信息，第一步的活化能較小，第二步的活化能較大，故反應(yīng)Ⅱ分兩步進行的“能量—反應(yīng)過程圖”可以表示如下：。（2）①由題中信息及表中數(shù)據(jù)可知，盡管CO2和C2H6按物質(zhì)的量之比1：1投料，但是C2H4的產(chǎn)率遠遠小于C2H6的轉(zhuǎn)化率，但是CO2的轉(zhuǎn)化率高于C2H6，說明在催化劑X的作用下，除了發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，還發(fā)生了反應(yīng)Ⅲ，而且反應(yīng)物主要發(fā)生了反應(yīng)Ⅲ，這也說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率，因此，CO2氧化C2H6的主要產(chǎn)物是CO。故答案為：CO；C2H4的產(chǎn)率低說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率。②由題中信息可知，選擇性膜技術(shù)可提高C2H4的選擇性，由反應(yīng)ⅡC2H6(g)+CO2(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)可知，該選擇性應(yīng)具體表現(xiàn)在選擇性膜可選擇性地讓C2H4通過而離開體系，即通過吸附C2H4減小其在平衡體系的濃度，從而促進化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，因而可以乙烷的轉(zhuǎn)化率。故答案為：選擇性膜吸附C2H4，促進反應(yīng)Ⅱ平衡向正反應(yīng)方向移動?！?019年】1．[2019·新課標(biāo)Ⅰ]水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}：（1）Shibata曾做過下列實驗：①使純H2緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192。根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO_________H2（填“大于”或“小于”）。（2）721℃時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M行反應(yīng)，則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_________（填標(biāo)號）。A．＜0.25 B．0.25 C．0.25~0.50 D．0.50 E．＞0.50（3）我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用?標(biāo)注?？芍簹庾儞Q的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），該歷程中最大能壘（活化能）E正=_________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式_______________________。（4）Shoichi研究了467℃、489℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系（如下圖所示），催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的和相等、和相等。計算曲線a的反應(yīng)在30~90min內(nèi)的平均速率(a)=___________kPa·min?1。467℃時和隨時間變化關(guān)系的曲線分別是___________、___________。489℃時和隨時間變化關(guān)系的曲線分別是___________、___________?！敬鸢浮浚?）大于（2）C（3）小于2.02COOH*+H*+H2O*===COOH*+2H*+OH*（或H2O*===H*+OH*）（4）0.0047bcad【解析】（1）H2還原氧化鈷的方程式為：H2(g)＋CoO(s)===Co(s)＋H2O(g)；CO還原氧化鈷的方程式為：CO(g)＋CoO(s)===Co(s)＋CO2(g)，平衡時H2還原體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（）高于CO還原體系中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（），故還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO大于H2；（2）721℃時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，可設(shè)其物質(zhì)的量為1mol，則CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始（mol）1100轉(zhuǎn)化（mol）xxxx平衡（mol）1-x1-xxx則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=，因該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故x<1，可假設(shè)二者的還原傾向相等，則x=0.5，由（1）可知CO的還原傾向大于H2，所以CO更易轉(zhuǎn)化為H2，故x>0.5，由此可判斷最終平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0.25~0.50，故答案為C；（3）根據(jù)水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并結(jié)合水煤氣變換的反應(yīng)歷程相對能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量（-0.32eV）高于CO2(g)+H2(g)的能量（-0.83eV），故水煤氣變換的ΔH小于0；活化能即反應(yīng)物狀態(tài)達到活化狀態(tài)所需能量，根據(jù)變換歷程的相對能量可知，最大差值為：其最大能壘（活化能）E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV；該步驟的反應(yīng)物為COOH+H+H2O＝COOH+2H+OH；因反應(yīng)前后COOH和1個H未發(fā)生改變，也可以表述成H2O＝H+OH；（4）由圖可知，30~90min內(nèi)a曲線對應(yīng)物質(zhì)的分壓變化量Δp=（4.08-3.80）kPa=0.28kPa，故曲線a的反應(yīng)在30~90min內(nèi)的平均速率(a)==0.0047kPa·min?1；由（2）中分析得出H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0.25~0.5，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0~0.25，即H2的分壓始終高于CO的分壓，據(jù)此可將圖分成兩部分：由此可知，a、b表示的是H2的分壓，c、d表示的是CO的分壓，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡逆向移動，CO分壓增加，H2分壓降低，故467℃時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是b、c；489℃時PH2和PCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是a、d。2．[2019·新課標(biāo)Ⅱ]環(huán)戊二烯（）是重要的有機化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知：(g)(g)+H2(g) ΔH1=100.3kJ·mol?1①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH2=?11.0kJ·mol?1②對于反應(yīng)：(g)+I2(g)(g)+2HI(g)③ΔH3=___________kJ·mol?1。（2）某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯（）在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)③，起始總壓為105Pa，平衡時總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為_________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________Pa。達到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有__________（填標(biāo)號）。A．通入惰性氣體 B．提高溫度C．增加環(huán)戊烯濃度 D．增加碘濃度（3）環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是__________（填標(biāo)號）。A．T1＞T2B．a(chǎn)點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率D．b點時二聚體的濃度為0.45mol·L?1（4）環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵（Fe(C5H5)2，結(jié)構(gòu)簡式為），后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉（電解質(zhì)）和環(huán)戊二烯的DMF溶液（DMF為惰性有機溶劑）。該電解池的陽極為____________，總反應(yīng)為__________________。電解制備需要在無水條件下進行，原因為_________________________?！敬鸢浮浚?）89.3（2）40％ 3.56×104 BD（3）CD（4）Fe電極 Fe+2=+H2↑（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑）水會阻礙中間物Na的生成；水會電解生成OH?，進一步與Fe2+反應(yīng)生成Fe(OH)2【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律①-②，可得反應(yīng)③的ΔH=89.3kJ/mol；（2）假設(shè)反應(yīng)前碘單質(zhì)與環(huán)戊烯均為nmol，平衡時環(huán)戊烯反應(yīng)了xmol，根據(jù)題意可知；（g）+I2（g）=（g）+2HI（g）增加的物質(zhì)的量1mol1mol1mol2mol1molxmol2n×20%得x=0.4nmol，轉(zhuǎn)化率為0.4n/n×100%=40%；（g）+I2（g）=（g）+2HI（g）P（初）0.5×1050.5×10500ΔP0.5×105×40%0.5×105×40%0.5×105×40%1×105×40%P（平）0.3×1050.3×1050.2×1050.4×105Kp==3.56×104；A．T、V一定，通入惰性氣體，由于對反應(yīng)物和生成物濃度無影響，速率不變，平衡不移動，故A錯誤；B．升高溫度，平衡向吸熱方向移動，環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率升高，故B正確；C．增加環(huán)戊烯的濃度平衡正向移動，但環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率降低，故C錯誤；D，增加I2的濃度，平衡正向移動，環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率升高，故D正確；（3）A．溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快，單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度減少越多，則T1<T2，故A錯誤；B．溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快，因此a點反應(yīng)速率大于c點反應(yīng)速率，故B錯誤；C．a(chǎn)點、b點反應(yīng)一直在正向進行，故v（正）>v(逆)，a點反應(yīng)物濃度大于b點，故a點正反應(yīng)速率大于b點，故C正確；D．b點時環(huán)戊二烯濃度由1.5mol/L減小到0.6mol/L，減少了0.9mol/L，因此生成二聚體0.45mol/L，故D正確。（4）根據(jù)陽極升失氧可知Fe為陽極；根據(jù)題干信息Fe-2e-=Fe2+，電解液中鈉離子起到催化劑的作用使得環(huán)戊二烯得電子生成氫氣，同時與亞鐵離子結(jié)合生成二茂鐵，故電極反應(yīng)式為Fe+2=+H2↑；電解必須在無水條件下進行，因為中間產(chǎn)物Na會與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，亞鐵離子會和氫氧根離子結(jié)合生成沉淀。3．[2019·新課標(biāo)Ⅲ]近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}：（1）Deacon發(fā)明的直接氧化法為：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：可知反應(yīng)平衡常數(shù)K（300℃）____________K（400℃）（填“大于”或“小于”）。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的數(shù)據(jù)計算K（400℃）=____________（列出計算式）。按化學(xué)計量比進料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進料濃度比c(HCl)∶c(O2)過低、過高的不利影響分別是____________。（2）Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1則4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________kJ·mol-1。（3）在一定溫度的條件下，進一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是______________。（寫出2種）（4）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有____________________（寫反應(yīng)方程式）。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣__________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）?！敬鸢浮浚?）大于O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低（2）﹣116（3）增加反應(yīng)體系壓強、及時除去產(chǎn)物（4）Fe3++e?=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)方程式知，HCl平衡轉(zhuǎn)化率越大，平衡常數(shù)K越大，結(jié)合圖像知升高溫度平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進行，則K(300℃)>K(400℃)；由圖像知，400℃時，HCl平衡轉(zhuǎn)化率為84%，用三段式法對數(shù)據(jù)進行處理得：起始（濃度）c0c000變化（濃度）0.84c00.21c00.42c00.42c0平衡（濃度）(1-0.84)c0(1-0.21)c00.42c00.42c0則K=；根據(jù)題干信息知，進料濃度比過低，氧氣大量剩余，導(dǎo)致分離產(chǎn)物氯氣和氧氣的能耗較高；進料濃度比過高，HCl不能充分反應(yīng)，導(dǎo)致HCl轉(zhuǎn)化率較低；（2）根據(jù)蓋斯定律知，（反應(yīng)I+反應(yīng)II+反應(yīng)III）×2得ΔH=（ΔH1+ΔH2+ΔH3）×2=-116kJ·mol-1；（3）若想提高HCl的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該促使平衡正向移動，該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，可以增大壓強，使平衡正向移動；也可以及時除去產(chǎn)物，減小產(chǎn)物濃度，使平衡正向移動；（4）電解過程中，負極區(qū)即陰極上發(fā)生的是得電子反應(yīng)，元素化合價降低，屬于還原反應(yīng)，則圖中左側(cè)為負極反應(yīng)，根據(jù)圖示信息知電極反應(yīng)為：Fe3++e－＝Fe2+和4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O；電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，根據(jù)電子得失守恒可知需消耗氧氣的物質(zhì)的量是1mol÷4＝0.25mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。4．[2019·江蘇卷]CO2的資源化利用能有效減少CO2排放，充分利用碳資源。（1）CaO可在較高溫度下捕集CO2，在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4·H2O熱分解可制備CaO，CaC2O4·H2O加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變化見下圖。①寫出400~600℃范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：▲。②與CaCO3熱分解制備的CaO相比，CaC2O4·H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是▲。（2）電解法轉(zhuǎn)化CO2可實現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。①寫出陰極CO2還原為HCOO?的電極反應(yīng)式：▲。②電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是▲。（3）CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol?1反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=﹣122.5kJ·mol?1在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖。其中：CH3OCH3的選擇性=×100％①溫度高于300℃，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是▲。②220℃時，在催化劑作用下CO2與H2反應(yīng)一段時間后，測得CH3OCH3的選擇性為48%（圖中A點）。不改變反應(yīng)時間和溫度，一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有▲?！敬鸢浮浚?）①CaC2O4CaCO3+CO↑②CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體，制得的CaO更加疏松多孔（2）①CO2+H++2e?HCOO?或CO2++2e?HCOO?+②陽極產(chǎn)生O2，pH減小，濃度降低；K+部分遷移至陰極區(qū)（3）①反應(yīng)Ⅰ的ΔH＞0，反應(yīng)Ⅱ的ΔH＜0，溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且上升幅度超過下降幅度②增大壓強，使用對反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑【解析】1）①令CaC2O4·H2O的物質(zhì)的量為1mol，即質(zhì)量為146g，根據(jù)圖像，第一階段剩余固體質(zhì)量為128，原固體質(zhì)量為146g，相差18g，說明此階段失去結(jié)晶水，第二階段從剩余固體質(zhì)量與第一階段剩余固體質(zhì)量相對比，少了28g，相差1個CO，因此400℃~600℃范圍內(nèi)，分解反應(yīng)方程式為CaC2O4CaCO3+CO↑。②CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體，制得的CaO更加疏松多孔，增加與CO2的接觸面積，更好捕捉CO2。（2）①根據(jù)電解原理，陰極上得到電子，化合價降低，CO2+H++2e?HCOO?或CO2++2e?HCOO?+。②陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－O2↑＋4H＋，陽極附近pH減小，H＋與HCO3－反應(yīng)，同時部分K＋遷移至陰極區(qū)，所以電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低。（3）①根據(jù)反應(yīng)方程式，反應(yīng)I為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進行，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，根據(jù)圖像，上升幅度超過下降幅度，因此溫度超過300℃時，CO2轉(zhuǎn)化率上升。②圖中A點CH3OCH3的選擇性沒有達到此溫度下平衡時CH3OCH3的選擇性，依據(jù)CH3OCH3選擇性公式，提高CH3OCH3選擇性，不改變反應(yīng)時間和溫度時，根據(jù)反應(yīng)II，可以增大壓強，或者使用對反應(yīng)II催化活性更高的催化劑。5．[2019·北京卷]氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點。（1）甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為H2和CO2，其物質(zhì)的量之比為4∶1，甲烷和水蒸氣反應(yīng)的方程式是______________。②已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng)：i.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH1ii.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2iii.CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH3……iii為積炭反應(yīng)，利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時，還需要利用__________反應(yīng)的ΔH。③反應(yīng)物投料比采用n（H2O）∶n（CH4）=4∶1，大于初始反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比，目的是________________（選填字母序號）。a.促進CH4轉(zhuǎn)化b.促進CO轉(zhuǎn)化為CO2c.減少積炭生成④用CaO可以去除CO2。H2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時間變化關(guān)系如下圖所示。從t1時開始，H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低，單位時間CaO消耗率_______（填“升高”“降低”或“不變”）。此時CaO消耗率約為35%，但已失效，結(jié)合化學(xué)方程式解釋原因：____________________________。（2）可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時，連接_______________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是_______________。②改變開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：________________________?！敬鸢浮浚?）①CH4+2H2O4H2+CO2②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)2CO(g)③abc④降低CaO+CO2CaCO3，CaCO3覆蓋在CaO表面，減少了CO2與CaO的接觸面積（2）①K12H2O+2e-H2↑+2OH-③制H2時，電極3發(fā)生反應(yīng)：Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2O。制O2時，上述電極反應(yīng)逆向進行，使電極3得以循環(huán)使用【解析】（1）①由于生成物為H2和CO2，其物質(zhì)的量之比為4：1，反應(yīng)物是甲烷和水蒸氣，因而反應(yīng)方程式為CH4+2H2O4H2+CO2。②ⅰ-ⅱ可得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，設(shè)為ⅳ，用ⅳ-?？傻肅(s)+CO2(g)2CO(g)，因為還需利用C(s)+CO2(g)2CO(g)反應(yīng)的焓變。③初始反應(yīng)n(H2O):n(CH4)=2：1，說明加入的水蒸氣過量，又反應(yīng)器中反應(yīng)都存在一定可逆性，根據(jù)反應(yīng)ⅰ知水蒸氣濃度越大，甲烷的轉(zhuǎn)化率越高，a正確；根據(jù)反應(yīng)ⅱ知水蒸氣濃度越大，CO的轉(zhuǎn)化率越高，b正確；ⅰ和ⅱ產(chǎn)生氫氣，使得氫氣濃度變大，抑制反應(yīng)ⅲ，積炭生成量減少，c正確。④t1時CaO消耗率曲線斜率減小，因而單位時間內(nèi)CaO的消耗率降低。CaO+CO2CaCO3，CaCO3覆蓋在CaO表面，減少了CO2與CaO的接觸面積，因而失效。（2）①電極生成H2時，根據(jù)電極放電規(guī)律可知H+得到電子變?yōu)闅錃?，因而電極須連接負極，因而制H2時，連接K1，該電池在堿性溶液中，由H2O提供H+，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-。③電極3上NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)式為NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-，當(dāng)連接K1時，Ni(OH)2失去電子變?yōu)镹iOOH，當(dāng)連接K2時，NiOOH得到電子變?yōu)镹i(OH)2，因而作用是連接K1或K2時，電極3分別作為陽極材料和陰極材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互轉(zhuǎn)化提供電子轉(zhuǎn)移。6．[2019浙江4月選考]水是“生命之基質(zhì)”，是“永遠值得探究的物質(zhì)”。（1）關(guān)于反應(yīng)H2(g)＋1/2O2(g)H2O(l)，下列說法不正確的是________。A．焓變ΔH＜0，熵變ΔS＜0B．可以把反應(yīng)設(shè)計成原電池，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化C．一定條件下，若觀察不到水的生成，說明該條件下反應(yīng)不能自發(fā)進行D．選用合適的催化劑，有可能使反應(yīng)在常溫常壓下以較快的速率進行（2）①根據(jù)H2O的成鍵特點，畫出與圖中H2O分子直接相連的所有氫鍵(O－H…O)________。②將一定量水放入抽空的恒容密閉容器中，測定不同溫度(T)下氣態(tài)、液態(tài)水平衡共存[H2O(l)H2O(g)]時的壓強(p)。在圖中畫出從20℃開始經(jīng)過100℃的p隨T變化關(guān)系示意圖(20℃時的平衡壓強用p1表示)________。 （3）水在高溫高壓狀態(tài)下呈現(xiàn)許多特殊的性質(zhì)。當(dāng)溫度、壓強分別超過臨界溫度(374.2℃)、臨界壓強(22.1MPa)時的水稱為超臨界水。①與常溫常壓的水相比，高溫高壓液態(tài)水的離子積會顯著增大。解釋其原因________。②如果水的離子積Kw從1.0×10?14增大到1.0×10?10，則相應(yīng)的電離度是原來的________倍。③超臨界水能夠與氧氣等氧化劑以任意比例互溶，由此發(fā)展了超臨界水氧化技術(shù)。一定實驗條件下，測得乙醇的超臨界水氧化結(jié)果如圖所示，其中x為以碳元素計的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，t為反應(yīng)時間。 下列說法合理的是________。A．乙醇的超臨界水氧化過程中，一氧化碳是中間產(chǎn)物，二氧化碳是最終產(chǎn)物B．在550℃條件下，反應(yīng)時間大于15s時，乙醇氧化為二氧化碳已趨于完全C．乙醇的超臨界水氧化過程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用來表示反應(yīng)的速率，而且兩者數(shù)值相等D．隨溫度升高，xCO峰值出現(xiàn)的時間提前，且峰值更高，說明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增長幅度更大（4）以鉑陽極和石墨陰極設(shè)計電解池，通過電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8，再與水反應(yīng)得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用。①陽極的電極反應(yīng)式是________。②制備H2O2的總反應(yīng)方程式是________。【答案】（1）C（2）①②（3）①水的電離為吸熱過裎，升高溫度有利于電離(壓強對電離平衡影響不大)②100③ABD（4）①2HSO4-－2e?S2O82-＋2H+或2SO42-－2e?S2O82-②2H2OH2O2＋H2↑【解析】（1）A．氫氣燃燒是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，該反應(yīng)中氣體變?yōu)橐后w，為熵減過程，故ΔS＜0，A項正確；B．該反應(yīng)可設(shè)計為氫氧燃料電池，其化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能，B項正確；C．某條件下自發(fā)反應(yīng)是一種傾向，不代表真實發(fā)生，自發(fā)反應(yīng)往往也需要一定的反應(yīng)條件才能發(fā)生，如點燃氫氣，C項錯誤；D．催化劑降低活化能，加快反應(yīng)速率，D項正確。故答案選C。（2）①H2O電子式為，存在兩對孤電子對，因而O原子可形成兩組氫鍵，每個H原子形成一個氫鍵，圖為：②100℃，101kPa為水的氣液分界點，20℃和p1為另一個氣液分界點，同時升高溫度和增加壓強利于水從液體變?yōu)闅怏w，因而曲線為增曲線，可做圖為：（3）①水的電離為吸熱過裎，升高溫度有利于電離，壓強對固液體影響不大，可忽略。②c(H+)=，當(dāng)Kw=1.0×10-14，c1(H+)=10-7mol/L，當(dāng)Kw=1.0×10-10，c2(H+)=10-5mol/L，易知后者是前者的100倍，所以相應(yīng)的電離度是原來的100倍。③A．觀察左側(cè)x-t圖像可知，CO先增加后減少，CO2一直在增加，所以CO為中間產(chǎn)物，CO2為最終產(chǎn)物，A項正確；B．觀察左側(cè)x-t圖像，乙醇減少為0和CO最終減少為0的時間一致，而右圖xCO-t圖像中550℃，CO在15s減為0，說明乙醇氧化為CO2趨于完全，B項正確；C．乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用來表示反應(yīng)的速率，但兩者數(shù)值不相等，比值為化學(xué)計量數(shù)之比，等于1：2，C項錯誤；D．隨著溫度的升高，乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大，但CO是中間產(chǎn)物，為乙醇不完全氧化的結(jié)果，CO峰值出現(xiàn)的時間提前，且峰值更高，說明乙醇氧化為CO和CO2速率必須加快，且大于CO的氧化速率，D項正確。故答案選ABD。（4）①電解池使用惰性電極，陽極本身不參與反應(yīng)，陽極吸引HSO4-（或SO42-）離子，并放電生成S2O82-，因而電極反應(yīng)式為2HSO4-－2e?=S2O82-＋2H+或2SO42-－2e?=S2O82-。②通過電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8和H2。由題中信息可知，生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用，說明(NH4)2S2O8與水反應(yīng)除了生成H2O2，還有NH4HSO4生成，因而總反應(yīng)中只有水作反應(yīng)物，產(chǎn)物為H2O2和H2，故總反應(yīng)方程式為2H2OH2O2＋H2↑?！?018年】1.（2018·全國卷Ⅰ）采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}（1）1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為___________。（2）F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應(yīng)：其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示（t=∞時，N2O4(g)完全分解）：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1①已知：2N2O5(g)＝2N2O5(g)+O2(g)ΔH1=?4.4kJ·mol?12NO2(g)＝N2O4(g)ΔH2=?55.3kJ·mol?1則反應(yīng)N2O5(g)＝2NO2(g)+O2(g)的ΔH=_______kJ·mol?1。②研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率。t=62min時，測得體系中=2.9kPa，則此時的=________kPa，v=_______kPa·min?1。③若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35℃)____63.1kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。④25℃時N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______kPa（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結(jié)果保留1位小數(shù)）。（3）對于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步N2O5NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反應(yīng)第三步NO+NO3→2NO2快反應(yīng)其中可近似認為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_______（填標(biāo)號)。A．v(第一步的逆反應(yīng))＞v(第二步反應(yīng))B．反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C．第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D．第三步反應(yīng)活化能較高【答案】（1）O2（2）①53.1②30.06.0×10－2③大于溫度提高，體積不變，總壓強提高；NO2二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高④13.4（3）.AC【解析】（1）氯氣在反應(yīng)中得到電子作氧化劑，硝酸銀中只有氧元素化合價會升高，所以氧化產(chǎn)物是氧氣，分子式為O2；（2）①已知：ⅰ、2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g)△H1＝－4.4kJ/molⅱ、2NO2(g)＝N2O4(g)△H2＝－55.3kJ/mol根據(jù)蓋斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g)△H1＝＋53.1kJ/mol；②根據(jù)方程式可知氧氣與消耗五氧化二氮的物質(zhì)的量之比是1:2，又因為壓強之比是物質(zhì)的量之比，所以消耗五氧化二氮減少的壓強是2.9kPa×2＝5.8kPa，則此時五氧化二氮的壓強是35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，因此此時反應(yīng)速率v＝2.0×10－3×30＝6.0×10－2（kPa·min－1）；③由于溫度升高，容器容積不變，總壓強提高，且二氧化氮二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高，所以若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35℃)大于63.1kPa。④根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知五氧化二氮完全分解時的壓強是63.1kPa，根據(jù)方程式可知完全分解時最初生成的二氧化氮的壓強是35.8kPa×2＝71.6kPa，氧氣是35.8kPa÷2＝17.9kPa，總壓強應(yīng)該是71.6kPa+17.9kPa＝89.5kPa，平衡后壓強減少了89.5kPa－63.1kPa＝26.4kPa，所以根據(jù)方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡時四氧化二氮對應(yīng)的壓強是26.4kPa，二氧化氮對應(yīng)的壓強是71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，則反應(yīng)的平衡常數(shù)。（3）A、第一步反應(yīng)快，所以第一步的逆反應(yīng)速率大于第二步的逆反應(yīng)速率，A正確；B、根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO，B錯誤；C、根據(jù)第二步反應(yīng)生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效，C正確；D、第三步反應(yīng)快，所以第三步反應(yīng)的活化能較低，D錯誤。答案選AC。2.（2018·全國卷II）CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣（CO和H2），還對溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}：（1）CH4-CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=-75kJ·mol?1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·mol?1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-111kJ·mol?1該催化重整反應(yīng)的ΔH==______kJ·mol?1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是____（填標(biāo)號）。A．高溫低壓B．低溫高壓C．高溫高壓D．低溫低壓某溫度下，在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進行重整反應(yīng)，達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，其平衡常數(shù)為_______mol2·L?2。（2）反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：積碳反應(yīng)CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH/(kJ·mol?1)75172活化能/(kJ·mol?1)催化劑X3391催化劑Y4372①由上表判斷，催化劑X____Y（填“優(yōu)于”或“劣于”），理由是_________________。在反應(yīng)進料氣組成、壓強及反應(yīng)時間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。升高溫度時，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）和速率（v）的敘述正確的是________填標(biāo)號）。A．K積、K消均增加B．v積減小，v消增加C．K積減小，K消增加D．v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大②在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5（k為速率常數(shù)）。在p(CH4)一定時，不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為________________?！敬鸢浮浚?）247A（2）①劣于相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率小；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大AD②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律計算；根據(jù)反應(yīng)特點結(jié)合溫度和壓強對平衡狀態(tài)的影響解答；根據(jù)轉(zhuǎn)化率利用三段式計算平衡常數(shù)；（2）①根據(jù)活化能對反應(yīng)的影響分析；根據(jù)反應(yīng)熱結(jié)合溫度對平衡狀態(tài)的影響以及圖像曲線變化趨勢解答；②根據(jù)反應(yīng)速率方程式分析影響其因素結(jié)合圖像解答。（1）已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=-75kJ·mol?1②C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·mol?1③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-111kJ·mol?1根據(jù)蓋斯定律可知③×2－②－①即得到該催化重整反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=＋247kJ·mol?1。正反應(yīng)是體積增大的吸熱反應(yīng)，所以有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓，答案選A；某溫度下，在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進行重整反應(yīng)，達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，根據(jù)方程式可知CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)起始濃度（mol/L）10.500轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）0.250.250.50.5平衡濃度（mol/L）0.750.250.50.5所以其平衡常數(shù)為0.52×0.520.75×0.25（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知相對于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率小；而消碳反應(yīng)活化能相對小，消碳反應(yīng)速率大，所以催化劑X劣于Y。A．正反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進行，因此K積、K消均增加，A正確；B．升高溫度反應(yīng)速率均增大，B錯誤；C．根據(jù)A中分析可知選項C錯誤；D．積碳量達到最大值以后再升高溫度積碳量降低，這說明v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大，D正確。答案選AD。②根據(jù)反應(yīng)速率方程式可知在p(CH4)一定時，生成速率隨p(CO2)的升高而降低，所以根據(jù)圖像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。3.（2018年天津卷）CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}：（1）CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13，CO2主要轉(zhuǎn)化為______（寫離子符號）；若所得溶液c(HCO3?)∶c(CO32?)=2∶1，溶液pH=___________。（室溫下，H2CO3的K1=4×10?7；K2=5×10?11）（2）CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵C—HC=OH—HCO(CO)鍵能/kJ·mol?14137454361075則該反應(yīng)的ΔH=_________。分別在VL恒溫密閉容器A（恒容）、B（恒壓，容積可變）中，加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達平衡后放出或吸收的熱量較多的是_______（填“A”或“B”）。②按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對CO和H2產(chǎn)率的影響如圖3所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的原因是________。（3）O2輔助的Al～CO2電池工作原理如圖4所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。電池的負極反應(yīng)式：________。電池的正極反應(yīng)式：6O2+6e?6O2?6CO2+6O2?3C2O42?反應(yīng)過程中O2的作用是________。該電池的總反應(yīng)式：________。【答案】（1）.CO32-（2）.10（3）.+120kJ·mol-1（4）.B（5）.900℃時，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟效益降低。（6）.Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）（7）.催化劑（8）.2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】（1）CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13，因為得到溶液的堿性較強，所以CO2主要轉(zhuǎn)化為碳酸根離子（CO32-）。若所得溶液c(HCO3?)∶c(CO32?)=2∶1，，則根據(jù)第二步電離平衡常數(shù)K2==5×10?11，所以氫離子濃度