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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷243
2021年，中国科学院马延带领团队，在实验室中首次实现从到淀粉的全合成。其原理首先是利用化学催化剂将高浓度在高密度氢能作用下合成。已知：
ⅰ．             
ⅱ．       
ⅲ．       
请回答下列问题：
(1)写出反应ⅰ化学平衡常数的表达式：K＝___________。
(2)反应ⅱ的___________，在___________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)在容积为2L的密闭容器中充入1mol (g)和3mol (g)发生上述反应ⅲ，在两种不同的实验条件下进行反应，测得(g)的物质的量随时间变化情况如图所示：
   
①前5min内实验①用浓度变化表示的平均反应速率为______________，实验②中的平衡转化率为______________，与①相比，②仅改变一种反应条件，所改变的条件是___________________________。
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
a．容器内压强不再变化                                               b．单位时间内每消耗3mol ，同时生成1mol
c．的浓度保持不变                                               d．
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知识点：盖斯定律及其有关计算化学平衡的移动及其影响因素化学平衡状态的判断方法转化率的相关计算及判断 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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氨是一种重要的化工原料，可用于制造氨态化肥。已知： 。回答下列问题：
(1)已知上述反应的熵变为，该反应能自发进行的温度可能是______（填标号）。
A．25℃B．150℃C．1273℃D．1457.5℃

(2)在恒温恒容条件下，充入等物质的量和合成氨气，下列情况表明该反应达到平衡态的是______（填标号）。
A．混合气体密度不随时间变化B．体积分数不随时间变化
C．混合气体总压强不随时间变化D．与消耗速率之比为3：2

(3)在催化剂作用下，合成氨的反应速率为（k为速率常数，只温度、催化剂有关，与浓度无关。a、、为反应级数，可取正整数、负整数、0，也可取分数）。为了测定反应级数，在一定温度下进行实验，其结果如下：
序号反应速率
Ⅰ121V
Ⅱ2212v
Ⅲ120.110v
Ⅳ1414v
①______
②已知经验公式（其中、k分别为活化能、速率常数，R、C为常数，T为温度）。在催化剂作用下，测得与温度的关系如图1所示。

催化效率较高的是（填“Cat1”或“Cat2”），在Cat2催化剂作用下。活化能为______。
(4)在体积均为2L的甲、乙两恒容密闭容器中分别通入1mol和3mol，分别在不同条件下达到平衡，测得的物质的量与时间的关系如下图2所示。

①相对甲，乙仅改变的一个条件是______，正反应速率______（填“>”、“<”或“＝”）b。
②在该条件下，乙的平衡常数为______（结果保留2位小数）。
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)，图甲表示该反应过程中能量的变化。

(1)在固定容积的密闭容器内，下列能说明该反应已经达到平衡状态的是______。
A．单位时间内生成n mol CO2的同时生成 3n molH2
B．容器内气体压强保持不变
C．v逆(CO2)＝v正(CH3OH)
D．1mol CH3OH中H—O键断裂的同时2mol C=O键断裂
E．混合气体的密度不再改变的状态
F．混合气体的平均相对分子质量不变
(2)在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图乙所示。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)＝_______。容器内平衡时与起始时的压强之比为________。平衡时 CO2的转化率为________，平衡时CH3OH的体积分数为__________。
(3)下图是科学家正在研发的，以实现上述反应[CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)]在常温常压下进行的装置。写出甲槽的电极反应式：_____________________。
氨是一种重要的化工原料，可用于制造铵态化肥。已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-91kJ/mol。回答下列问题：
(1)已知上述反应的熵变(ΔS)为-198.9J·mol-1·K-1，该反应能自发进行的温度可能是___________(填标号)。
A．25 ℃B．150 ℃C．1273 ℃D．1457.5 ℃
(2)在恒温恒容条件下，充入等物质的量的N2和H2合成氨气，下列情况表明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A．混合气体密度不随时间变化B．N₂ 体积分数不随时间变化
C．混合气体总压强不随时间变化D．H2与 NH3的消耗速率之比为3∶2
(3)在催化剂作用下，合成氨的反应速率为 (k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。a、β、γ为反应级数，可取正整数、负整数、0，也可取分数)。 为了测定反应级数，在一定温度下进行实验，其结果如下：
序号c(N2)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)c(NH3)/( mol·L-1)反应速率
I111V
Ⅱ2112v
Ⅲ14116v
Ⅳ14216v
①α+β+γ=___________
②已知经验公式为 (其中，Ea、k分别为活化能、速率常数，R、C为常数，T为温度)。在催化剂作用下，测得Rlnk与温度()的关系如图1所示。
   
催化效率较高的是______(填“Catl”或“Cat2”)，在Cat2催化剂作用下。活化能Ea为 ___________
(4)在体积均为2L的甲、乙两恒容密闭容器中分别通入 l mol N2和3mol H2，分别在不同条件下达到平衡，测得 NH₃的物质的量与时间的关系如图2所示。
   
①相对甲，乙仅改变的一个条件是___________，正反应速率：a___________(填“>”、“<”或“=”)b。
②在该条件下，乙的平衡常数为___________(结果保留2位小数)。

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