水煤气变换是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：...

水煤气变换是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数的表达式为________。

（2）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如下图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。

可知水煤气变换的________填“”“”或“”,该历程中最大能垒活化能________eV。

（3）已知800℃时， 。800℃时，在密闭容器中将等物质的量的和混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中的物质的量分数为________保留2位有效数字。

（4）Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和分压随时间变化关系如图所示，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和相等、和相等，已知在467℃和489℃时，平衡常数K均大于1。

①计算在30—90min内，曲线a的反应的平均速率________，曲线b的反应的平均速率________（保留两位有效数字），据此推测：曲线a、b对应的温度________（填“相同”或“不相同”）。

②该反应在不同温度下的平衡常数：K(467℃)________ K(489℃)填“”或“”，曲线a对应的温度________填“467”或“489”。

③许多实验表明，其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速率减小。试分析在30—90min，的原因是________。

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水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。

②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2（填“大于”或“小于”）。

（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________（填标号）。

A．＜0.25　　　　　 B．0.25　　　　　　 C．0.25~0.50　　　　　 D．0.50　　　　　 E．＞0.50

（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。

可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。

（4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。

计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率(a)=___________kPa·min−1。467 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。489 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。

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水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。

②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2（填“大于”或“小于”）。

（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________（填标号）。

A．＜0.25　　　　　 B．0.25　　　　　　 C．0.25~0.50　　　　　 D．0.50　　　　　 E．＞0.50

（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。

可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。

（4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。

计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率(a)=___________kPa·min−1。467 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。489 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。

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水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。

该历程中决速步骤的化学方程式为__（方程式两边若有相同物料不用约简）。水煤气变换反应的热化学方程式为__。

（2）t1℃时，密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，发生水煤气变换反应，容器中各物质浓度(单位：mol·L-1)变化如下表所示：

①一定处于平衡状态的时间段为__。

②5～6min时间段内，平衡移动方向为__(填“向左移动”或“向右移动”)，根据表中数据判断，平衡移动的原因是__(填字母编号)。

a.增加了H2O(g)的量　　　　 b.增加氢气浓度　　　　 c.使用催化剂　　　　 d.降低温度

③t2℃时(t2＞t1)，在相同条件下发生上述反应，达平衡时，CO浓度__c1(填“＞”“＜”或“=”)。

（3）已知反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数随温度变化情况如图所示：

①该反应是__(填“吸热”或“放热”)反应。

②若T1时水煤气变换反应的平衡常数等于0.5，则T1时FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g)的平衡常数为__。

（4）水煤气可做燃料电池的燃料。一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。电极A上H2参与的电极反应为__。假设催化炉产生的CO与H2物质的量之比为1︰2。电极A处产生的CO2有部分参与循环利用，其利用率为__。

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（10分）CO不仅是家用煤气的主要成分，也是重要的化工原料。工业上用简单有机物合成高分子涂料黏胶剂I的过程如下：

请回答下列问题：

（1）A的结构式　　　　 。

（2）G分子中官能团名称是　　　　 。

（3）写出反应①的化学方程式　　　　 ，指出②的反应类型　　　　 。

（4）写出反应③的化学方程式　　　　 。

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合成氨是最重要的化工生产之一，回答下列问题：

I.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g)　 △H<0，在 850℃时，平衡常数 K=1。

（1）若升高温度到950℃时，达到平衡时K_________1(填“>”“<”或“ = ”)

（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2和xrnolH2，则：

①当x= 5.0时，上述平衡向_________(填正反应或逆反应）方向进行。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_____________。

（3）在850℃时，若设x=5.0mol和x= 6.0mol，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a_______b(填“大于”、“小于”或“等于”)。

II.氨和尿素【CO(NH2)2】溶液都可以吸收硝酸工业尾气中的NO、NO2，将其转化为N2。

（4）尿素与NO、NO2三者等物质的最反应为：CO(NH2)2+NO+NO2=CO2+2N2+2H2O

该反应中的氧化剂为________(写化学式)。

若反应生成标况下N2　 33．6L，则转移电子的数目为___________。

（5）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=akJ ·mol-1

N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g) △H2 = bkJ • mol-1

2H2(g) +O2(g) = 2H2O(g) △H3=ckJ • mol-1

则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H=__________。

III.（6）合成氨盐也是氨的重要用途，测定其中的含氮量可以采用“甲醛法”。即4NH4++6HCHO (CH2)6N4+4H++6H2O。 现有一种纯净的铵盐，可能是硝酸铵、硫酸铵或碳酸铵中的一种。称取2g该铵盐溶于水，加入足量的甲醛溶液后，再加人水配成100mL溶液，取出10mL，滴入酚酞后再逐滴滴入0.lmol/L的NaOH溶液，当滴到25mL时溶液呈粉红色，且在半分钟内不褪色，则该铵盐中氮的质量分数是_________。

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甲醇是有机化工原料合优质燃料，主要应用于精细化工、塑料等领域，也是农药、医药的重要原料之一。回答下列问题。

（1）工业上可用CO2和H2反应合成甲醇。

已知25℃、101kPa下： ①CO(g) +3H2(g)=CH3OH(l) +H2O(1) △H1=-132kJ• mol-1

②2H2(g) +O2(g)==2H2O(g) △H2= -484 kJ• mol-1　

③H2O(l)= H2O(g) △H3= + 44 kJ• mol-1写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式：_______________。

（2）合成甲醇所需的H2可由下列反应制取：H2O(g)+CO(g)H2 (g)+CO2(g) △H<0。

①在恒容密闭容器中.通入一定设的CO和H2O(g)发生上述反应，图1所示的是该反应的相关量值随溫度变化的情况，下列量值符合图示的是_______。

a.平衡常数　　 　　 b.反应物的平衡转化率　　 c.逆反应速率　　 　 d. H2O(g)的平衡浓度

②850℃时，若通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应，CO和H2O(g)浓度变化如图2所示，达到平衡时H2O(g)的转化率为　　 ___________，该条件下的平衡常数K=___________。

（3）CO和H2反应也能合成甲醇：CO(g) +2 H2 (g)CH3OH(g) △H = -90 kJ• mol-1。恒容条件下，能使反应体系中增大的措施有_________　　 (任写两种）。

(4)　　 甲醇在催化剂条件下可以直接被氧化成甲酸。常温下，甲酸的电离常数Ka =1.0×10-4，20.00mL0.100 0mol·L-1NaOH溶液与等体积一定浓度的甲酸溶液混合，所得溶液中 c(HCOOH) = c(HCOO-) ， c(OH-) =_______，溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______。

（5）甲醇燃料电池(如图所示）是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而无须预先重整。写出在该条件下，甲醇燃料电池的负极反应式：_______________。

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甲醇是有机化工原料和优质燃料，主要应用于精细化工、塑料等领域，也是农药、医药的重要原料之一。回答下列问题：

(1)工业上利用CO2和H2反应合成甲醇。已知25℃ 101kPa下：

H2(g)+ O2(g)═H2O(g)　　 △H=﹣242kJ•mol﹣1

CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H2=﹣676kJ•mol﹣1

①写出CO2和H2反应生成CH3OH(g)与H2O(g)的热化学方程式______

②下列表示该合成甲醇反应的能量变化示意图中正确的是______(填字母)

a. 　　 b. 　　 c. 　　 d.

③合成甲醇所需的H2可由下列反应制取：H2O(g)+CO(g)⇌H2(g)+CO2(g)，某温度下该反应的平衡常数K=1，若起始时c(CO)=1mol•L﹣1，c(H2O)=2mol•L﹣1，则达到平衡时H2O的转化率为______

(2)CO和H2反应也能合成甲醇：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=﹣90.1kJ•mol﹣1，在250℃下，将一定量的CO和H2投入10L的恒容密闭容器中，各物质浓度(mol•L﹣1)变化如下表所示(前6min没有改变条件)

①x=______，250℃时该反应的平衡常数K=______

②若6～8min时只改变了一个条件，则改变的条件是______，第8min时，该反应是否达到平衡状态？______(填“是”或“不是”)

③该合成反应的温度一般控制在240～270℃，选择此温度的原因是：

Ⅰ.此温度下的催化剂活性；

Ⅱ.______

(3)甲醇在催化剂条件下可以直接氧化成甲酸，在常温下，20.00mL 0.1000mol•L﹣1NaOH溶液与等体积、等浓度甲酸溶液混合后所得溶液的pH______(填“＜”“＞”或“=”)原因是______(用离子方程式表示)

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(本题10分)工业合成氨N2+3H22NH3反应过程中的能量变化如图所示,据图回答下列问题:

（1）该反应通常用活性铁作催化剂,加活性铁会使图中B点升高还是降低　　　　　　　　　　　 ,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）该反应的平衡常数表达式为:K=　　　　　　　　　　　　　 ,当浓度商Qc　　 K(填“<”、“>”或“=”)时,反应向右进行。

（3）450 ℃时该反应的平衡常数　　 500 ℃时的平衡常数(填“<”、“>”或“=”)。

（4）一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高H2的转化率,可以采取的合理措施有 　 (填字母序号)。

a．高温高压　　　　　

b．加入催化剂　　　

c．增加N2的浓度　　　　

d．增加H2的浓度　　

e．分离出NH3

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合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为：

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，据此回答以下问题：

(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K＝　　　　　 。

②根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应，温度越高，其平衡常数的值越　　　　　 。

(2)某温度下，若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为20%，则该温度下反应的K＝　　　　　 (可用分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是　　　　　 (填字母)。

a．容器内的密度保持不变

b．容器内压强保持不变

c．v正(N2)＝2v逆(NH3)

d．混合气体中c(NH3)不变

(3)对于合成氨反应而言，下列有关图像一定正确的是(选填序号)　　　　　 。

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