14．運用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義．
（1）已知反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-99kJ•mol^-1中的相關(guān)化學(xué)鍵能如表：

化學(xué)鍵	H-H	C-O	C≡O(shè)	H-O	C-H
E/（kJ•mol-1）	436	343	x	465	413

則x=1076．
（2）甲醇作為一種重要的化工原料，既可以作為燃料，還可用于合成其它化工原料．在一定條件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反應(yīng)原理可表示為：CH₃OH（g）+CO（g）?HCOOCH₃（g）△H=-29.1kJ•mol^-1．向體積為2L的密閉容器中充入2mol CH₃OH（g） 和2mol CO，測得容器內(nèi)的壓強(qiáng)（p：kPa）隨時間（min）的變化關(guān)系如圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示：

①Ⅱ和Ⅰ相比，改變的反應(yīng)條件是使用催化劑．
②反應(yīng)Ⅰ在5min時達(dá)到平衡，在此條件下從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡時v（HCOOCH₃）=0.10mol•L^-1•min^-1．
③反應(yīng)Ⅱ在2min時達(dá)到平衡，平衡常數(shù)K（Ⅱ）=2L•mol^-1．在體積和溫度不變的條件下，在上述反應(yīng)達(dá)到平衡Ⅱ時，再往容器中加入1mol CO和2mol HCOOCH₃后v_（正）＜ v_（逆） （填“＞”“＜”“﹦”），原因是濃度商Qc=$\frac{1.5}{0.5•1}$=3＞2=K反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，故v（正）＜v（逆）．
④比較反應(yīng)Ⅰ的溫度（T₁）和反應(yīng)Ⅲ的溫度（T₃）的高低：T₁＞T₃（填“＞”“＜”“﹦”），判斷的理由是此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降溫，平衡向正向進(jìn)行（或反應(yīng)Ⅰ達(dá)平衡時所需的時間比反應(yīng)Ⅲ達(dá)平衡時所需的時間短，反應(yīng)速率快，故T1溫度更高）．
（3）超音速飛機(jī)在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO₂和N₂．某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，測得NO轉(zhuǎn)化為N₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如圖2所示，利用以下反應(yīng)填空：
NO+CO?N₂+CO₂（有CO）  2NO?N₂+O₂（無CO）
①若不使用CO，溫度超過775℃，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因為此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進(jìn)行．
②在$\frac{n（NO）}{n（CO）}$=1的條件下，應(yīng)控制最佳溫度在870℃左右．

13．一定溫度下，在2L密閉容器中加入4.0molA和6.0molB，發(fā)生如下可逆反應(yīng)：2A（g）+3B（g）?4C（g）+D（g）．反應(yīng)10 min后達(dá)到平衡，此時D的濃度為0.5molL^-1．下列說法正確的是（　�。�

	A．	前10min反應(yīng)的平均速率v（C）=0.1 mol/（L•min）
	B．	反應(yīng)達(dá)到平衡時B的平衡濃度是1.5 mol•L-1
	C．	恒溫下，將反應(yīng)容器體積壓縮為原來的一半，則D的平衡濃度小于1.0 mol•L-1
	D．	10 min后在容器中加入A，重新建立平衡時A的轉(zhuǎn)化率一定大于50%

12．硫酸工業(yè)中SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是重要的反應(yīng)之一，在一定壓強(qiáng)和催化劑作用下在2L密閉容器中充入0.8molSO₂和2molO₂發(fā)生反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{加熱}^{催化劑}$2SO₃（g），SO₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如表所示：

溫度℃	450	500	550	600
SO2的轉(zhuǎn)化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中數(shù)據(jù)判斷△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的是ACF
A．容器的壓強(qiáng)不變                    B．混合氣體的密度不變
C．混合氣體中SO₃的濃度不變           D．C（SO₂）=C（SO₃）
E．V正（SO₂）=V正（SO₃）             F．V正（SO₃）=2V逆（O₂）
（3）某溫度下經(jīng)2min反應(yīng)達(dá)到平衡后C（SO₂）=0.08mol•L^-1．
①0～2min之間，O₂的反應(yīng)速率為0.08mol•L^-1•min^-1．
②此時的溫度為600℃．
③此溫度下的平衡常數(shù)為$\frac{400}{21}$（可用分?jǐn)?shù)表示）．
（4）若將平衡反應(yīng)混合物的壓強(qiáng)增大（假如體積可變），平衡將正向移動．

11．乙苯是一種用途廣泛的有機(jī)原料，可制備多種化工產(chǎn)品．
（一）制備苯乙烯（原理如反應(yīng)I所示）：
I．
（1）部分化學(xué)鍵的鍵能如表所示：

化學(xué)鍵	C-H	C-C	C=C	H-H
鍵能/kJ•mol-1	412	348	x	436

根據(jù)反應(yīng)I的能量變化，計算x=612．
（2）工業(yè)上，在恒壓設(shè)備中進(jìn)行反應(yīng)I時，常在乙苯蒸氣中通入一定量的水蒸氣．用化學(xué)平衡理論解釋通入水蒸氣的原因為該反應(yīng)正向為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，入水蒸氣需增大容器容積，減小體系壓強(qiáng)，平衡正向移動，增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率．
（3）從體系自由能變化的角度分析，反應(yīng)I在高溫（填“高溫”或“低溫”）下有利于其自發(fā)進(jìn)行．
（二）制備α-氯乙基苯（原理如反應(yīng)II所示）：
II．
（4）T℃時，向10L恒容密閉容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl₂（g）發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，5min時達(dá)到平衡，乙苯和Cl₂、α-氯乙基苯和HCl的物質(zhì)的量濃度（c）隨時間（t）變化的曲線如圖l所示：

①0-5min內(nèi)，以HCl表示的該反應(yīng)速率v（HCl）=0.032 mol•L^-1•min^-1．
②T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=16．
③6min時，改變的外界條件為升高溫度．
④10min時，保持其他條件不變，再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl₂、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，12min時達(dá)到新平衡．在圖2中畫出10-12min，Cl₂和HCl的濃度變化曲線（曲線上標(biāo)明Cl₂和HC1）；0-5min和0-12min時間段，Cl₂的轉(zhuǎn)化率分別用α₁、α₂表示，則α_l＜α₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

10．目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），圖1表示該反應(yīng)過程中能量（單位為kJ•mol^-1）的變化．

（1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，原因是反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量．
（2）下列能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BCE（填序號）
A．v （H₂）=3v（CO₂）                   B．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
C．v_逆（CO₂）=v_正（CH₃OH）             D．容器內(nèi)氣體密度保持不變
E．1mol H-O鍵斷裂的同時2mol C=O鍵斷裂
（3）在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示．從反應(yīng)開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H₂）=0.225mol/（L．min）． 達(dá)平衡時容器內(nèi)平衡時與起始時的壓強(qiáng)之比5：8 （或0.625）．
（4）甲醇、氧氣在酸性條件下可構(gòu)成燃料電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+H₂O=6H⁺+CO₂，與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時，甲醇燃料電池的理論放電量是鉛蓄電池的19.4倍（保留小數(shù)點后1位）．

9．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
（1）在固定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	4.1×106	K1	K2

①試判斷K₁＞ K₂（填寫“＞”“=”或“＜”）．
②如果合成氨反應(yīng)的方程式寫為$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）?NH₃（g），其平衡常數(shù)為K’，則K’與K的關(guān)系為D（填字母）
A．K′=K   B．K′=2K   C．K′=$\frac{1}{2}$K  D．K′=$\sqrt{k}$（2）下列各項能說明合成氨反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是ce（填字母）（反應(yīng)是在固定體積的密閉容器中進(jìn)行的）
a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2    b．v（N₂）_（正）=3v（H₂）_（逆）
c．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變                        d．混合氣體的密度保持不變
e．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
（3）將0.3mol N₂和0.5mol H₂充入體積不變的密閉容器中，在一定條件下達(dá)到平衡，測得容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?\frac{7}{8}$，此時H₂的轉(zhuǎn)化率為30%；欲提高該容器中H₂的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是AD（填選項字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料氣         B．向容器中再充入一定量H₂
C．改變反應(yīng)的催化劑                     D．液化生成物分離出氨
（4）鹽酸肼（N₂H₆Cl₂）是一種重要的化工原料，屬于離子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理與NH₄Cl類似．
①寫出鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式N₂H₆²⁺+H₂O═[N₂H₅•H₂O]⁺+H⁺；
②鹽酸肼水溶液中離子濃度的排列順序正確的是A（填序號）．
A．c（Cl^-）＞c（N₂H₆²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）    
B．c（Cl^-）＞c（[N₂H₅•H₂O⁺]）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
C．2c（N₂H₆²⁺）+c（[N₂H₅•H₂O]⁺）+c（H⁺）=c（H⁺）+c（OH^-）
D．c（N₂H₆²⁺）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

8．研究氮及其化合物對化工生產(chǎn)有重要意義．
（1）工業(yè)合成氨的原理為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．
下圖甲表示在一定體積的密閉容器中反應(yīng)時N₂的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化，圖乙表示在其他條件不變的情況下，改變起始投料中H₂與N₂的物質(zhì)的量之比（設(shè)為n）對該平衡的影響

①已知圖甲中0～t₁ min內(nèi)，v（H₂）=0.03mol•L^-1•min^-1，則t₁=30 min；若從t₂ min起僅改變一個反應(yīng)條件，則所改變的條件可能是降低溫度或增大H₂濃度（填一種即可）；圖乙中，b點時n=3．
②已知某溫度下該反應(yīng)的K=10，該溫度下向容器中同時加入下列濃度的混合氣體：c（H₂）=0.1mol•L^-1，c（N₂）=0.5mol•L^-1，c（NH₃）=0.1mol•L^-1，則在平衡建立過程中NH₃的濃度變化趨勢是逐漸減�。ㄌ睢爸饾u增大”“逐漸減小”或“恒定不變”）．
（2）已知肼（N₂H₄）是二元弱堿，其電離是分步的，電離方程式為N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-、N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-．
（3）中國航天科技集團(tuán)公司計劃在2015年完成20次宇航發(fā)射任務(wù)．肼（N₂H₄）可作為火箭發(fā)動機(jī)的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）
△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）
△H₂=-534.2kJ•mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ•mol^-1．
（4）以NO₂為原料可以制得新型綠色硝化劑N₂O₅，原理是先將NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄，然后采用電解法制備N₂O₅，其裝置如圖丙所示，兩端是石墨電極，中間隔板只允許離子通過，不允許水分子通過．
①已知兩室加入的試劑分別是：a．硝酸溶液；b．N₂O₄和無水硝酸，則左室加入的試劑應(yīng)為b（填代號），其電極反應(yīng)式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．
②若以甲醇燃料電池為電源進(jìn)行上述電解，已知：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-651kJ•mol^-1，又知甲醇和水的汽化熱分別為11kJ•mol^-1、44kJ•mol^-1，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，該燃料電池消耗0.5mol CH₃OH產(chǎn)生的最大電能為345.8kJ，則該電池的能量效率為95%（電池的能量效率=電池所產(chǎn)生的最大電能與電池所釋放的全部能量之比）．

7．二甲醚（CH₃OCH₃）是一種應(yīng)用前景廣闊的清潔燃料，以CO和H₂為原料生產(chǎn)二甲醚主要發(fā)生以下三個反應(yīng)：

編號	熱化學(xué)方程式	化學(xué)平衡常數(shù)
①	CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1	K1
②	2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24kJ•mol-1	K2
③	CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41kJ•mol-1	K3

回答下列問題：
（1）已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	H-H	C-O	C=O	H-O	C-H
E/（kJ．mol-1）	436	343	1076	465	413

由上述數(shù)據(jù)計算△H₁=-99 kJ•mol^-1．
（2）該工藝的總反應(yīng)為3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H
該反應(yīng)△H=-263 kJ•mol^-1，化學(xué)平衡常數(shù)K=K₁²•K₂•K₃（用含K₁、K₂、K₃的代數(shù)式表示）．
（3）下列措施中，能提高CH₃OCH₃產(chǎn)率的有AD．
A．分離出二甲醚               B．升高溫度
C．改用高效催化劑             D．增大壓強(qiáng)
（4）工藝中反應(yīng)①和反應(yīng)②分別在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行，無反應(yīng)③發(fā)生．該工藝中反應(yīng)③的發(fā)生提高了CH₃OCH₃的產(chǎn)率，原因是反應(yīng)③消耗了反應(yīng)②中的產(chǎn)物H₂O，使反應(yīng)②的化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，從而提高CH₃OCH₃的產(chǎn)率．
（5）以$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=2 通入1L的反應(yīng)器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：4H₂（g）+2CO（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H，其CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)變化關(guān)系如圖所示．下列說法正確的是CD．
A．該反應(yīng)的△H＞0
B．若在p₂和316℃時反應(yīng)達(dá)到平衡，則CO的轉(zhuǎn)化率小于50%
C．若在p₃和316℃時反應(yīng)達(dá)到平衡，H₂的轉(zhuǎn)化率等于50%
D．若在p₃和316℃時，起始時$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=3，則達(dá)平衡時CO的轉(zhuǎn)化率大于50%
E．若在p₁和200℃時，反應(yīng)達(dá)平衡后保持溫度和壓強(qiáng)不變，再充入2mol H₂和1mol CO，則平衡時二甲醚的體積分?jǐn)?shù)增大
（6）某溫度下，將8.0mol H₂和4.0mol CO充入容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：4H₂（g）+2CO（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），反應(yīng)達(dá)平衡后測得二甲醚的體積分?jǐn)?shù)為25%，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.25．

6．將1molN₂和3mol H₂充入體積可變的恒溫密閉容器中，在380℃下發(fā)生反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$2NH₃（g），平衡時，體系中氨的體積分?jǐn)?shù)（NH₃）隨壓強(qiáng)變化的情況如表：

壓強(qiáng)/MPa	10	20	30	40
φ（NH3）	0.30	0.45	0.54	0.60

下列說法正確的是（　　）

	A．	10 MPa時，H2的轉(zhuǎn)化率為75%
	B．	20 MPa時，NH3的物質(zhì)的量濃度是10 MPa時的1.5倍
	C．	40 MPa時，若容器的體積為VL，則平衡常數(shù)$K=\frac{{64{V^2}}}{3}$
	D．	30 MPa時，若向容器中充入惰性氣體，則平衡向正反應(yīng)方向移動

5．甲醇是一種很好的燃料，工業(yè)上用CH₄和H₂O為原料，通過反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇．

（1）將1.0mol CH₄和2.0mol H₂O（g）通入反應(yīng)室（容積為100L），在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）…Ⅰ．CH₄的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1．
①已知100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5min，則用H₂表示的平均反應(yīng)速率為0.0030 mol/（L•min）．
②圖中的P₁＜P₂（填“＜”、“＞”或“=”），100℃時平衡常數(shù)為2.25×10^-4．
③該反應(yīng)的△H＞0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下，將a mol CO與 3a mol H₂的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H＜0…Ⅱ．
①若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是BD．
A．升高溫度                                    B．將CH₃OH（g）從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大           D．再充入1mol CO和3mol H₂
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中．

實驗編號	T（℃）	n（CO）/n（H2）	p（MPa）
1	150	$\frac{1}{3}$	0.1
2	a	$\frac{1}{3}$	5
3	350	b	5

A．則上表中剩余的實驗條件數(shù)據(jù)：a=150、b=$\frac{1}{3}$．
B．根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點，圖2是在壓強(qiáng)分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線圖，請指明圖中的壓強(qiáng)P_x=0.1MPa．