14．运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义．
（1）已知反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-99kJ•mol^-1中的相关化学键能如表：

化学键	H-H	C-O	C≡O	H-O	C-H
E/（kJ•mol-1）	436	343	x	465	413

则x=1076．
（2）甲醇作为一种重要的化工原料，既可以作为燃料，还可用于合成其它化工原料．在一定条件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应原理可表示为：CH₃OH（g）+CO（g）?HCOOCH₃（g）△H=-29.1kJ•mol^-1．向体积为2L的密闭容器中充入2mol CH₃OH（g） 和2mol CO，测得容器内的压强（p：kPa）随时间（min）的变化关系如图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

①Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是使用催化剂．
②反应Ⅰ在5min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（HCOOCH₃）=0.10mol•L^-1•min^-1．
③反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=2L•mol^-1．在体积和温度不变的条件下，在上述反应达到平衡Ⅱ时，再往容器中加入1mol CO和2mol HCOOCH₃后v_（正）＜ v_（逆） （填“＞”“＜”“﹦”），原因是浓度商Qc=$\frac{1.5}{0.5•1}$=3＞2=K反应向逆方向进行，故v（正）＜v（逆）．
④比较反应Ⅰ的温度（T₁）和反应Ⅲ的温度（T₃）的高低：T₁＞T₃（填“＞”“＜”“﹦”），判断的理由是此反应为放热反应，降温，平衡向正向进行（或反应Ⅰ达平衡时所需的时间比反应Ⅲ达平衡时所需的时间短，反应速率快，故T1温度更高）．
（3）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层．科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂．某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N₂的转化率随温度、CO混存量的变化情况如图2所示，利用以下反应填空：
NO+CO?N₂+CO₂（有CO）  2NO?N₂+O₂（无CO）
①若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为此反应为放热反应，升高温度反应更有利于向逆反应方向进行．
②在$\frac{n（NO）}{n（CO）}$=1的条件下，应控制最佳温度在870℃左右．

13．一定温度下，在2L密闭容器中加入4.0molA和6.0molB，发生如下可逆反应：2A（g）+3B（g）?4C（g）+D（g）．反应10 min后达到平衡，此时D的浓度为0.5molL^-1．下列说法正确的是（　　）

	A．	前10min反应的平均速率v（C）=0.1 mol/（L•min）
	B．	反应达到平衡时B的平衡浓度是1.5 mol•L-1
	C．	恒温下，将反应容器体积压缩为原来的一半，则D的平衡浓度小于1.0 mol•L-1
	D．	10 min后在容器中加入A，重新建立平衡时A的转化率一定大于50%

12．硫酸工业中SO₂转化为SO₃是重要的反应之一，在一定压强和催化剂作用下在2L密闭容器中充入0.8molSO₂和2molO₂发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{加热}^{催化剂}$2SO₃（g），SO₂的转化率随温度的变化如表所示：

温度℃	450	500	550	600
SO2的转化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中数据判断△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）能判断该反应是否达到平衡状态的是ACF
A．容器的压强不变                    B．混合气体的密度不变
C．混合气体中SO₃的浓度不变           D．C（SO₂）=C（SO₃）
E．V正（SO₂）=V正（SO₃）             F．V正（SO₃）=2V逆（O₂）
（3）某温度下经2min反应达到平衡后C（SO₂）=0.08mol•L^-1．
①0～2min之间，O₂的反应速率为0.08mol•L^-1•min^-1．
②此时的温度为600℃．
③此温度下的平衡常数为$\frac{400}{21}$（可用分数表示）．
（4）若将平衡反应混合物的压强增大（假如体积可变），平衡将正向移动．

11．乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品．
（一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
I．
（1）部分化学键的键能如表所示：

化学键	C-H	C-C	C=C	H-H
键能/kJ•mol-1	412	348	x	436

根据反应I的能量变化，计算x=612．
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气．用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为该反应正向为气体分子数增大的反应，入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率．
（3）从体系自由能变化的角度分析，反应I在高温（填“高温”或“低温”）下有利于其自发进行．
（二）制备α-氯乙基苯（原理如反应II所示）：
II．
（4）T℃时，向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl₂（g）发生反应Ⅱ，5min时达到平衡，乙苯和Cl₂、α-氯乙基苯和HCl的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图l所示：

①0-5min内，以HCl表示的该反应速率v（HCl）=0.032 mol•L^-1•min^-1．
②T℃时，该反应的平衡常数K=16．
③6min时，改变的外界条件为升高温度．
④10min时，保持其他条件不变，再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl₂、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，12min时达到新平衡．在图2中画出10-12min，Cl₂和HCl的浓度变化曲线（曲线上标明Cl₂和HC1）；0-5min和0-12min时间段，Cl₂的转化率分别用α₁、α₂表示，则α_l＜α₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

10．目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），图1表示该反应过程中能量（单位为kJ•mol^-1）的变化．

（1）该反应为放热反应，原因是反应物的总能量高于生成物的总能量．
（2）下列能说明该反应已经达到平衡状态的是BCE（填序号）
A．v （H₂）=3v（CO₂）                   B．容器内气体压强保持不变
C．v_逆（CO₂）=v_正（CH₃OH）             D．容器内气体密度保持不变
E．1mol H-O键断裂的同时2mol C=O键断裂
（3）在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H₂）=0.225mol/（L．min）． 达平衡时容器内平衡时与起始时的压强之比5：8 （或0.625）．
（4）甲醇、氧气在酸性条件下可构成燃料电池，其负极的电极反应式为CH₃OH-6e^-+H₂O=6H⁺+CO₂，与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，甲醇燃料电池的理论放电量是铅蓄电池的19.4倍（保留小数点后1位）．

9．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
（1）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，其平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常数K	4.1×106	K1	K2

①试判断K₁＞ K₂（填写“＞”“=”或“＜”）．
②如果合成氨反应的方程式写为$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）?NH₃（g），其平衡常数为K’，则K’与K的关系为D（填字母）
A．K′=K   B．K′=2K   C．K′=$\frac{1}{2}$K  D．K′=$\sqrt{k}$（2）下列各项能说明合成氨反应已达到平衡状态的是ce（填字母）（反应是在固定体积的密闭容器中进行的）
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1：3：2    b．v（N₂）_（正）=3v（H₂）_（逆）
c．容器内压强保持不变                        d．混合气体的密度保持不变
e．混合气体的平均摩尔质量不变
（3）将0.3mol N₂和0.5mol H₂充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的$\frac{7}{8}$，此时H₂的转化率为30%；欲提高该容器中H₂的转化率，下列措施可行的是AD（填选项字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料气         B．向容器中再充入一定量H₂
C．改变反应的催化剂                     D．液化生成物分离出氨
（4）盐酸肼（N₂H₆Cl₂）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH₄Cl类似．
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式N₂H₆²⁺+H₂O═[N₂H₅•H₂O]⁺+H⁺；
②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是A（填序号）．
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．研究氮及其化合物对化工生产有重要意义．
（1）工业合成氨的原理为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．
下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时N₂的物质的量浓度随时间的变化，图乙表示在其他条件不变的情况下，改变起始投料中H₂与N₂的物质的量之比（设为n）对该平衡的影响

①已知图甲中0～t₁ min内，v（H₂）=0.03mol•L^-1•min^-1，则t₁=30 min；若从t₂ min起仅改变一个反应条件，则所改变的条件可能是降低温度或增大H₂浓度（填一种即可）；图乙中，b点时n=3．
②已知某温度下该反应的K=10，该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体：c（H₂）=0.1mol•L^-1，c（N₂）=0.5mol•L^-1，c（NH₃）=0.1mol•L^-1，则在平衡建立过程中NH₃的浓度变化趋势是逐渐减小（填“逐渐增大”“逐渐减小”或“恒定不变”）．
（2）已知肼（N₂H₄）是二元弱碱，其电离是分步的，电离方程式为N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-、N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-．
（3）中国航天科技集团公司计划在2015年完成20次宇航发射任务．肼（N₂H₄）可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气．
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
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ•mol^-1．
（4）以NO₂为原料可以制得新型绿色硝化剂N₂O₅，原理是先将NO₂转化为N₂O₄，然后采用电解法制备N₂O₅，其装置如图丙所示，两端是石墨电极，中间隔板只允许离子通过，不允许水分子通过．
①已知两室加入的试剂分别是：a．硝酸溶液；b．N₂O₄和无水硝酸，则左室加入的试剂应为b（填代号），其电极反应式为N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．
②若以甲醇燃料电池为电源进行上述电解，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热分别为11kJ•mol^-1、44kJ•mol^-1，标准状况下，该燃料电池消耗0.5mol CH₃OH产生的最大电能为345.8kJ，则该电池的能量效率为95%（电池的能量效率=电池所产生的最大电能与电池所释放的全部能量之比）．

7．二甲醚（CH₃OCH₃）是一种应用前景广阔的清洁燃料，以CO和H₂为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：

编号	热化学方程式	化学平衡常数
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

回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	C-O	C=O	H-O	C-H
E/（kJ．mol-1）	436	343	1076	465	413

由上述数据计算△H₁=-99 kJ•mol^-1．
（2）该工艺的总反应为3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H
该反应△H=-263 kJ•mol^-1，化学平衡常数K=K₁²•K₂•K₃（用含K₁、K₂、K₃的代数式表示）．
（3）下列措施中，能提高CH₃OCH₃产率的有AD．
A．分离出二甲醚               B．升高温度
C．改用高效催化剂             D．增大压强
（4）工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生．该工艺中反应③的发生提高了CH₃OCH₃的产率，原因是反应③消耗了反应②中的产物H₂O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH₃OCH₃的产率．
（5）以$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=2 通入1L的反应器中，一定条件下发生反应：4H₂（g）+2CO（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示．下列说法正确的是CD．
A．该反应的△H＞0
B．若在p₂和316℃时反应达到平衡，则CO的转化率小于50%
C．若在p₃和316℃时反应达到平衡，H₂的转化率等于50%
D．若在p₃和316℃时，起始时$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=3，则达平衡时CO的转化率大于50%
E．若在p₁和200℃时，反应达平衡后保持温度和压强不变，再充入2mol H₂和1mol CO，则平衡时二甲醚的体积分数增大
（6）某温度下，将8.0mol H₂和4.0mol CO充入容积为2L的密闭容器中，发生反应：4H₂（g）+2CO（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），反应达平衡后测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K=2.25．

6．将1molN₂和3mol H₂充入体积可变的恒温密闭容器中，在380℃下发生反应：N₂（g）+3H₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2NH₃（g），平衡时，体系中氨的体积分数（NH₃）随压强变化的情况如表：

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

下列说法正确的是（　　）

	A．	10 MPa时，H2的转化率为75%
	B．	20 MPa时，NH3的物质的量浓度是10 MPa时的1.5倍
	C．	40 MPa时，若容器的体积为VL，则平衡常数$K=\frac{{64{V^2}}}{3}$
	D．	30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，则平衡向正反应方向移动

5．甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH₄和H₂O为原料，通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇．

（1）将1.0mol CH₄和2.0mol H₂O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：
CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）…Ⅰ．CH₄的转化率与温度、压强的关系如图1．
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H₂表示的平均反应速率为0.0030 mol/（L•min）．
②图中的P₁＜P₂（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时平衡常数为2.25×10^-4．
③该反应的△H＞0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）在压强为0.1MPa条件下，将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H＜0…Ⅱ．
①若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是BD．
A．升高温度                                    B．将CH₃OH（g）从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大           D．再充入1mol CO和3mol H₂
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中．

实验编号	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．则上表中剩余的实验条件数据：a=150、b=$\frac{1}{3}$．
B．根据反应Ⅱ的特点，图2是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强P_x=0.1MPa．