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：
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．
（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 |
（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}$2SO3（g），SO2的转化率随温度的变化如表所示：
（1）由表中数据判断△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）能判断该反应是否达到平衡状态的是ACF
A．容器的压强不变 B．混合气体的密度不变
C．混合气体中SO3的浓度不变 D．C（SO2）=C（SO3）
E．V正（SO2）=V正（SO3） F．V正（SO3）=2V逆（O2）
（3）某温度下经2min反应达到平衡后C（SO2）=0.08mol•L-1．
①0～2min之间，O2的反应速率为0.08mol•L-1•min-1．
②此时的温度为600℃．
③此温度下的平衡常数为$\frac{400}{21}$（可用分数表示）．
（4）若将平衡反应混合物的压强增大（假如体积可变），平衡将正向移动．
| 温度℃ | 450 | 500 | 550 | 600 |
| SO2的转化率% | 97.5 | 95.8 | 90.50 | 80.0 |
（2）能判断该反应是否达到平衡状态的是ACF
A．容器的压强不变 B．混合气体的密度不变
C．混合气体中SO3的浓度不变 D．C（SO2）=C（SO3）
E．V正（SO2）=V正（SO3） F．V正（SO3）=2V逆（O2）
（3）某温度下经2min反应达到平衡后C（SO2）=0.08mol•L-1．
①0～2min之间，O2的反应速率为0.08mol•L-1•min-1．
②此时的温度为600℃．
③此温度下的平衡常数为$\frac{400}{21}$（可用分数表示）．
（4）若将平衡反应混合物的压强增大（假如体积可变），平衡将正向移动．
11．乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品．
（一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
I．
（1）部分化学键的键能如表所示：
根据反应I的能量变化，计算x=612．
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气．用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为该反应正向为气体分子数增大的反应，入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率．
（3）从体系自由能变化的角度分析，反应I在高温（填“高温”或“低温”）下有利于其自发进行．
（二）制备α-氯乙基苯（原理如反应II所示）：
II．
（4）T℃时，向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl2（g）发生反应Ⅱ，5min时达到平衡，乙苯和Cl2、α-氯乙基苯和HCl的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图l所示：
①0-5min内，以HCl表示的该反应速率v（HCl）=0.032 mol•L-1•min-1．
②T℃时，该反应的平衡常数K=16．
③6min时，改变的外界条件为升高温度．
④10min时，保持其他条件不变，再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl2、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，12min时达到新平衡．在图2中画出10-12min，Cl2和HCl的浓度变化曲线（曲线上标明Cl2和HC1）；0-5min和0-12min时间段，Cl2的转化率分别用α1、α2表示，则αl＜α2（填“＞”、“＜”或“=”）．
（一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
I．
（1）部分化学键的键能如表所示：
| 化学键 | C-H | C-C | C=C | H-H |
| 键能/kJ•mol-1 | 412 | 348 | x | 436 |
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气．用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为该反应正向为气体分子数增大的反应，入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率．
（3）从体系自由能变化的角度分析，反应I在高温（填“高温”或“低温”）下有利于其自发进行．
（二）制备α-氯乙基苯（原理如反应II所示）：
II．
（4）T℃时，向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl2（g）发生反应Ⅱ，5min时达到平衡，乙苯和Cl2、α-氯乙基苯和HCl的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图l所示：
①0-5min内，以HCl表示的该反应速率v（HCl）=0.032 mol•L-1•min-1．
②T℃时，该反应的平衡常数K=16．
③6min时，改变的外界条件为升高温度．
④10min时，保持其他条件不变，再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl2、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，12min时达到新平衡．在图2中画出10-12min，Cl2和HCl的浓度变化曲线（曲线上标明Cl2和HC1）；0-5min和0-12min时间段，Cl2的转化率分别用α1、α2表示，则αl＜α2（填“＞”、“＜”或“=”）．
9．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
（1）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，其平衡常数K与温度T的关系如下表：
①试判断K1＞ K2（填写“＞”“=”或“＜”）．
②如果合成氨反应的方程式写为$\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}$，此时H2的转化率为30%；欲提高该容器中H2的转化率，下列措施可行的是AD（填选项字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料气 B．向容器中再充入一定量H2
C．改变反应的催化剂 D．液化生成物分离出氨
（4）盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似．
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式N2H62++H2O═[N2H5•H2O]++H+；
②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是A（填序号）．
A．c（Cl-）＞c（N2H62+）＞c（H+）＞c（OH-）
B．c（Cl-）＞c（[N2H5•H2O+]）＞c（H+）＞c（OH-）
C．2c（N2H62+）+c（[N2H5•H2O]+）+c（H+）=c（H+）+c（OH-）
D．c（N2H62+）＞c（Cl-）＞c（H+）＞c（OH-）
（1）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，其平衡常数K与温度T的关系如下表：
| T/K | 298 | 398 | 498 |
| 平衡常数K | 4.1×106 | K1 | K2 |
②如果合成氨反应的方程式写为$\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}$，此时H2的转化率为30%；欲提高该容器中H2的转化率，下列措施可行的是AD（填选项字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料气 B．向容器中再充入一定量H2
C．改变反应的催化剂 D．液化生成物分离出氨
（4）盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似．
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式N2H62++H2O═[N2H5•H2O]++H+；
②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是A（填序号）．
A．c（Cl-）＞c（N2H62+）＞c（H+）＞c（OH-）
B．c（Cl-）＞c（[N2H5•H2O+]）＞c（H+）＞c（OH-）
C．2c（N2H62+）+c（[N2H5•H2O]+）+c（H+）=c（H+）+c（OH-）
D．c（N2H62+）＞c（Cl-）＞c（H+）＞c（OH-）
7．
二甲醚（CH3OCH3）是一种应用前景广阔的清洁燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
由上述数据计算△H1=-99 kJ•mol-1．
（2）该工艺的总反应为3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H
该反应△H=-263 kJ•mol-1，化学平衡常数K=K12•K2•K3（用含K1、K2、K3的代数式表示）．
（3）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有AD．
A．分离出二甲醚 B．升高温度
C．改用高效催化剂 D．增大压强
（4）工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生．该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率．
（5）以$\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）}$=3，则达平衡时CO的转化率大于50%
E．若在p1和200℃时，反应达平衡后保持温度和压强不变，再充入2mol H2和1mol CO，则平衡时二甲醚的体积分数增大
（6）某温度下，将8.0mol H2和4.0mol CO充入容积为2L的密闭容器中，发生反应：4H2（g）+2CO（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g），反应达平衡后测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K=2.25．
二甲醚（CH3OCH3）是一种应用前景广阔的清洁燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：| 编号 | 热化学方程式 | 化学平衡常数 |
| ① | CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1 | K1 |
| ② | 2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24kJ•mol-1 | K2 |
| ③ | CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41kJ•mol-1 | K3 |
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
| 化学键 | H-H | C-O | C=O | H-O | C-H |
| E/（kJ．mol-1） | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
（2）该工艺的总反应为3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H
该反应△H=-263 kJ•mol-1，化学平衡常数K=K12•K2•K3（用含K1、K2、K3的代数式表示）．
（3）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有AD．
A．分离出二甲醚 B．升高温度
C．改用高效催化剂 D．增大压强
（4）工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生．该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率．
（5）以$\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}{?}$2NH3（g），平衡时，体系中氨的体积分数（NH3）随压强变化的情况如表：
下列说法正确的是（ ）
| 压强/MPa | 10 | 20 | 30 | 40 |
| φ（NH3） | 0.30 | 0.45 | 0.54 | 0.60 |
| A． | 10 MPa时，H2的转化率为75% | |
| B． | 20 MPa时，NH3的物质的量浓度是10 MPa时的1.5倍 | |
| C． | 40 MPa时，若容器的体积为VL，则平衡常数$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．
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Px=0.1MPa．
0 160402 160410 160416 160420 160426 160428 160432 160438 160440 160446 160452 160456 160458 160462 160468 160470 160476 160480 160482 160486 160488 160492 160494 160496 160497 160498 160500 160501 160502 160504 160506 160510 160512 160516 160518 160522 160528 160530 160536 160540 160542 160546 160552 160558 160560 160566 160570 160572 160578 160582 160588 160596 203614
（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 |
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Px=0.1MPa．