化学反应原理综合应用（解析版）-2025年高考化学强化提分练（新八省专用）

题型14化学反应原理综合应用

"八省”联考典题

1.(2025年1月•“八省联考”河南卷)硅是电子工业中应用最为广泛的半导体材料，少量磷的掺入可提高

硅的导电性能。Zn高温还原SiCM沸点57.6℃)是生产多晶硅的一种方法。回答下列问题：

⑴基态Zn原子的价电子排布式为,SiCL晶体的类型为=

(2)化合物H3BPF3的结构如图1所示，H3BPF3中F-P-F键角略大于PF3分子中的F-P-F键角，原因

是o

A/

H-B-P<—F

HF

图1

(3)Si、P和Zn三种元素组成化合物的晶胞如图2所示(晶胞参数a=bwc,a=。=y=90。)，若将M点Si

原子作为晶胞顶点，则N点Si原子在晶胞中的位置为(填“面心”“棱中点”或“体心”)。

OZn

•Si

OP

图2

(4)在Zn还原SiCL的过程中会生成副产物SiCl2,抑制SiCb生成可以增加Si产量并降低生产能耗。该

过程存在如下主要化学反应：

反应I：SiC14(g)+2Zn(g)2ZnCl2(g)+Si(s)AHi=-134kJ-moL

1

反应II：SiC14(g)+Zn(g)ZnCl2(g)+SiCl2(g)AH2=+98kJmol

反应III：SiCU(g)+Si(s)2SiCl2(g)AH3

_1

@AH3=kJmolo

②在总压分别为Pl、必和.下，反应达平衡时：SiCb物质的量与初始SiCL物质的量的比值X随温度变

化如图3所示。图中压强由大到小顺序为，判断的依据是。在一定温度、180kPa条件下，

体系中初始：SiCL(g)和Zn(g)分别为Imol和4mol,假设此条件下生成的SiCb忽略不计，恒压反应4min时,

Si。分压变为20kPa,0〜4min内用SiCL分压表示的平均反应速率为kPa-min^1,此时可生成硅.

g°

【答案】(1)3不。4s2分子晶体

(2)H3BPF3无孤电子对，PF3存在孤电子对，孤电子与成键电子之间存在着斥力，使得键角减小

⑶体心

(4)+330P3>pi>pi在同一温度下，0到P3，SiCb物质的量逐渐减小，说明平衡逆向移动，

增大压强平衡向化学计量数小的方向移动414

【解析】(l)Zn为30号元素，则基态Zn原子的价电子排布式为3d"4s2；SiCL的沸点为27.6℃,比较低，

故SiCL是分子晶体；(2)由化合物H3BPF3的结构可知，P具有一对孤电子对，与B的空轨道形成配位键，

而PF3中具有一对孤电子，孤电子与成键电子之间存在着斥力，使得键角减小，故H3BPF3中F-P-F键角略

大于PF3分子中的F-P-F键角；(3)由该晶胞的结构可知，该晶胞中含有8x：+4x：+l=4个Zn,

4X9+6X：=4个Si,Zn和Si数量相同，则Zn和Si位置可以互换，若将M点Si原子作为晶胞顶点，则N

点Si原子在晶胞中的位置为体心；(4)①由盖斯定律得反应111=2反应H-反应I,贝IJ

11

AH3=2AH2-AHi=(2x98+134)kJmol-=+330kJmor；②由图可知，在同一温度下，跖到力，SiCb物质的量逐

渐减小，说明平衡逆向移动，增大压强平衡向化学计量数小的方向移动，则小>。2>“；假设此条件下生成

的Si02忽略不计，体系中初始：SiCL(g)和Zn(g)分别为Imol和4m01,贝！］p初始(SiC/J=180狂%x：=36狂％,

恒压反应4min时，SiCL分压变为20kPa,故丫(8(％)=笥决=4"0min-；生成的SiCb忽略不计，假设

消耗SiCUxmoL建立以下平衡：

SiCl4(g)+2Z〃(g)U5z(s)+2ZnCZ(g)

起/mol1400

转/molX2xX2x

4min/mol1-x4-2xX2x

/、n(SiCl.)1-x,、

p(SzC/)=---------=------x1SOkPa=2QkPa,贝［|x=0.5加。/,m(5'z)=0.5mo/x28g/mo/=14g

4n邙5-xo

2.(2025年1月•“八省联考”内蒙古卷)在传统克劳斯工艺制备S2的基础上，科研工作者提出分解H2s

制备S2同时获取出的新方法，反应如下：

反应1：2H2S(g)+O2(g)=2H2O(g)+S2(g)AH1

反应2：2H2S(g)2H2(g)+S2(g)AH2

(1)传统克劳斯工艺反应如下，则AHp0

1

2H2s(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)AH3=-1036kJmor

1

4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)AH4=+94kJmOr⑵按照新方法，向1L恒容容器中通入0.01mol

混合气体［n(Ar):n(H2S):n(O2)=88:10:2］。H2s的转化率(a)与温度关系曲线如图1所示，三条曲线分别

代表平衡转化率及相同反应时间内有、无催化剂的转化率。

6o

5o

%

/

(4o

4

H

)3o

b

2o

1O

O89O

70000000

“

°C

图31

①代表平衡转化率的曲线是(填“I”“n”或“in”)。

②但______0(填”或">”)；新方法加入部分。2，而未采用H2s直接分解法的原因是0

③P点n(H2)=1.0x104mol,此时n(S)=mol,反应2的平衡常数K=。

(3)1000℃时，恒容容器中发生反应2,H2s和H2的体积分数(叫随时间变化曲线如图2所示。下列说法

正确的是。

0.1--0.020

0.08

0.015_

勾0.06

yrp.010%

三0.04

0.005

0.02-

0

〃ms

图2

A.反应2在M点达到化学平衡状态B.40ms时，通入Ar,a(H2S)不变

C.H2S的反应速率：v(M)>v(N)D.50msBt,降低温度，氏的产率增加

(4)NiO可催化分解H2S。形成立方NiO时，Ni2+的3d轨道分裂为两组。请参照基态原子核外电子排布

规律将Ni2+的价电子填充至图3中，完成轨道表示式，

E□□

□□□

图3

【答案】⑴-314kJ-molT

(2)I>使H2与。2反应生成水，减小H2的浓度，使反应2平衡正向移动

2.5x10-^01l.OxlO-5

(3)BC

[B田

(4)回回回

图3

【解析】(1)根据盖斯定律;(④+③)得2H2S(g)+O2(g)=2H2O(g)+S2(g),

111

AH1=|(AH3+AH4)=|(-1036kJ-mor+94kJ-mof)=-314kJ-mof；(2)①催化剂不影响转化率，只影响

速率，因此平衡转化率是该条件下的最大转化率，有无催化剂都不会超过最大转化率，故平衡转化率曲线

是I;②温度升高，H2s的转化率升高，反应1为放热反应，温度升高转化率降低，故反应2为吸热反应,

温度升高，转化率升高，且程度比反应1大，故AH2>0；新方法加入部分O2,而未采用H2s直接分解法的

原因是使H2与。2反应生成水，减小H2的浓度，使反应2平衡正向移动；③向1L恒容容器中通入0.01mol

-4

混合气体[n(Ar):n(H2S):n(C)2)=88:10:2],则n^S)=IxlO'mol,n(O2)=2xl0mol,设生成了2xmol

H2O和2ymolH2,则

2H2s(g)+02(g)=2H2O(g)+S2(g)

起始(mol)1X10-32x10"00

转化(mol)2xX2xX

平衡(mol)lxl03-2x-2y2x10"-x2xx+y

、催化剂2H2(g)

2H2s(g)+S2(g)

起始(rwl)lx©00

转化(ITDI)2y2yy

平衡(rwl)lx10-3-2x-2y2yy+x

P点H2s的转化率50%,5x10"=2x+2y,2y=lxl0_4mol,解得y=o.5xl()Tmol,X=2.0xl04mol,

(1xIO-4molY2.5xl0-4mol

/、C2(HJC(SJIILJIL,

4

n(S2)=2.5xlO-mol："一尖黑”二、——;~J~£------=1x10、⑶八项，化学平衡状态是指

-4

c(H2S)f5x10mol

各组分浓度不再变化，反应2在M点未达到平衡，因在M点后体积分数依然在改变，A错误；B项，恒容

容器中，40ms时已达到平衡，通入Ar不影响平衡移动，故aQ^S)不变，B正确；C项，M点的H2s的浓

度高于N点，故反应速率：v(M)>v(N),C正确；D项，50ms时，反应2为吸热反应，降低温度平衡向放

热方向移动，平衡逆向移动，出的产率减小，D错误；故选BC；(4)Ni2+的价层电子排布式为3d8,原子核

E

[3田

外电子排布先排能量低再排能量高，且根据泡利不相容原理轨道表示式

回冏回

图3

3.(2025年1月•“八省联考”四川卷)甲烷氧化偶联制乙烯是提高甲烷附加值的一项重要研究课题，其涉

及的反应如下：

①4cH4(g)+02(g)2C2H6(g)+2H2O(g)AH1=-354kJ-mol-'

1

②2cH4(g)+C)2(g)C2H4(g)+2H2O(g)AH2=-282kJmol-

@CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)AH3=-803kJ-molT

己知：以乙烯为例，其选择性定义为加之烯),100%。

贝乙烯十/n乙烷十口通

回答下列问题：

(1)c2H6氧化生成C2H4的热化学方程式④为,反应的AS0(填“〉”或或"=")，反应―

(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)CH4氧化偶联生成C2H4分步进行，C2H6和C2H4的选择性随反应时间的变化关系如图所示，第一步

反应的产物为。

反应时间

(3)恒压进料，原料气的n(CH4)：n(02)对CH4转化率与C2H6、C2H4、CO2选择性的影响如图所示，根据

本研究课题的目的，n(CH4)：n(C)2)在(填“2〜3”或“3〜4”)更优，其原因是.

(4)一定条件下，C2H4的生成速率v与。2分压P间的关系为：lgv=；lgp+l」。若O2的初始分压为po,

3

随着反应进行，当C2H4的生成速率V降低到其初始生成速率V。的W时，则。2分压p=_______(用Po表示)。

(5)若n(CH4)：n(C>2尸3.5：1、初始压强为450kPa,在恒容反应器中达平衡，CH4的转化率为30%,C2H4

和C2H6的选择性均为40%,则反应④的平衡常数Kr=kPa(保留整数)。

【答案】⑴2c2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2(D(g)AH=-210kJ/mol>能

(2)C2H6

(3)2~3n(CH4)：n(C>2)为2〜3时，乙烯的选择性远大于乙烷的选择性，ffi!n(CH4)：n(C>2)为3〜4时,

乙烯的选择性与乙烷的选择性相差不大，且n(CH4)：n(C)2)为2〜3时CH4的转化率大

(5)416

【解析】⑴由题意可知，乙烷氧化为乙烯的反应为2c2H6(g)+C)2(g)=^2C2H4(g)+2H2O(g),由盖斯

定律可知，反应②x2-反应①:反应④，则反应④的△/7=(-282kJ/mol)*2-(-354kJ/moD=-210kJ/mol,反应的热

化学方程式为2c2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)A//=-210kJ/mol；该反应是嫡增的放热反应，任何

条件下，反应7As均小于0,能自发进行；(2)由图可知，甲烷偶联生成乙烯起始反应时，乙烷的选择性

大于乙烯的选择性，说明第一步反应的产物为乙烷；(3)由图可知，n(CH4)：n(C)2)为2〜3时，乙烯的选择性

远大于乙烷的选择性，而n(CH4)：n(C>2)为3~4时，乙烯的选择性与乙烷的选择性相差不大，且n(CH4):n(O2)

为2〜3时CR的转化率大，所以甲烷氧化偶联制乙烯时n(CH4)：n(C)2)为2〜3时更优；(4)由题意可知，反应

13

起始时炒%=2恒四+1.1①，随着反应进行，当C2H4的生成速率V降低到其初始生成速率V。的a时

1g牛=；lgp+l.l②，联立方程解得氧气的分压p=察；(5)设起始甲烷、氧气的物质的量依次为3.5mol、

Imol,平衡时CH4的转化率为30%,乙烷和乙烯的选择性均为40%,则平衡时甲烷、乙烷和乙烯的物质的

量为3.5mol-3.5molx30%=2.45mol、3.5molx30%x40%xy=0.21mol>3.5molx30%x40%xy=0.21mol,由碳原

子个数守恒可知，二氧化碳的物质的量为3.5mol-2.45mol-0.21molx2-0.21molx2=0.21mol,由氢原子个数守

怛可知，H2(3(g)的物质的量为---------------------------------------=1.05mol,由氧原子个数守恒可

知，氧气的物质的量为Immx2-OZlTdx'/QSmHuOZGSmol,则平衡时混合气体的总物质的量为

4.395mol,由物质的量之比等于压强之比可知，平衡时气体压强为士：：±=439.5kPa,则反应④

4.5mol

0.21x439.5kPaY(1.05x439.5kPaY

4,395)4.395J

的平衡常数Kp==416。

0.21x439.5kPay/0.265x439.5kPa

,4395Jx[4395

4.(2025年1月•“八省联考”云南卷)氮化机(VN)广泛用于钢铁产业、储能、工业催化等领域。工业上

可采用碳热还原氮化法制备VN,lOOkPa、1317.0K时热化学方程式及平衡常数如下：

V2O5(s)+3C(s)+N2(g)=2VN(s)+3CO(g)AHKp

回答下列问题：

(1)帆元素在元素周期表中属于______区。

(2)反应I分两步进行：

II.V2O5(s)+4C(S)=V2C(S)+3C0(g)AHi=+742.0kJ-mol-'Kpi

III.V2O5(s)+N2(g)=2VN(s)+C(s)AH2=-304,2kJmor'Kp2

1

①反应I的AH=kJmol,3=(用Kpl和32表示)。

②升温有利于提高VN产率，从平衡移动角度解释0

（3）通过热力学计算，不同压强下反应I的AG随T变化如图所示，（填“高温低压”或“低温高

压”）有利于该反应自发进行（已知AG<0时，反应可自发进行）。

200-1------------------------------------------------------------------------------

oo

-

-

o-

EO-

.OO

2一-

9、

V-

-400

8009001000110012001300140015001600

77K

（4）用参与反应可能的机理示意图如下。下列说法错误的是（填标号）。

ONOO•COV

A.反应过程中有非极性键断裂

B.m与V原子直接反应生成VN

C.该反应中活性位点是碳原子

（5）反应过程中，含帆化合物的物质的量随时间变化如下图所示，前30向11内化学反应速率丫（、咕）=

时的氮化率为一％（保留一位小数，已知氮化率=黑牌湍^必％）。

20

o

E

a

s

H5g

020406080100

//min

【答案】（l）d

⑵+437.8KpjKp2V2（）5（s）+3C（s）+N2（g户2VN（s）+3CO（g）正反应吸热，升温，平衡正向移动

（3）高温低压

(4)B

⑸17.256.1

【解析】⑴帆是23号元素，元素在元素周期表中第四周期VB族，属于d区元素。（2）①H.V2O5（s）+

H

4c(s尸V2c(s)+3CO(g)AHi=+742.0kJ-molKp1

1

III.V2O5(s)+N2(g)=2VN(s)+C(s)AH2=-304.2kJ-molKp2

根据盖斯定律II+III得V2O5(s)+3C(s)+N2(g)=2VN(s)+3CO(g)AH=

11

AHJ+AH2=+742.0kJ-mor-304.2kJ-mor=+437.8kJ-mor1,Kp=KpixKp2o(2)V205(s)+3C(s)+N2(g)=2VN(s)

+3CO（g）正反应吸热，升温，平衡正向移动，所以有利于提高VN产率。（3）AGO反应能自发进行，根据

不同压强下反应I的AG随T变化如图所示，高温低压有利于该反应自发进行。（4）A项，根据图示，反应

过程中有非极性键氮氮三键得断裂，故A正确；B项，根据图示，附着在C原子上的N2参与了反应，附着

在V原子上的N2没有参与反应，所以N2不能与V原子直接反应生成VN,故B错误；C项，附着在C原

子上的N2参与了反应，附着在V原子上的N2没有参与反应，该反应中活性位点是碳原子，故C正确；故

选B。（5）30111m时\^的物质的量为8.580101,前30min内化学反应速率v（VN）=0^=17.2moLh-,

3001亩时\^的物质的量为8.5811101、VO的物质的量为5.4mol、V2O3的物质的量为2.35mol、V2c的物质

QCQ

的量为0.66moL氮化率为——:-----xl00%=56.1%

20-2.35x2o

5.（2025年1月•“八省联考”陕西、山西、宁夏、青海卷）1,3-丁二烯（C4H6,简称丁二烯）是生产橡胶

的一种重要原料，其制备方法不断创新。

I.1-丁烯(C4H8)催化脱氢法是工业生产丁二烯的方法之一。

(1)25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表:

物质(

c4H8®c4H6g)H2(g)

燃烧热AH/CkJ-mol-1)a-2542-286

1

已知:C4H8(g)=C4H6(g)+H2(g)AH=+1lOkJ-mol,则2=

(2)将一定量的1-丁烯在密闭容器中进行上述反应，测得不同温度下1-丁烯的平衡转化率与体系压强的

关系如图所示。

80

0.10.20.30.4

压强/MPa

①图中温度T由高到低的顺序为,判断依据为。

50凡)//］［双凡)/°力

②已知C4H8(g尸C4H6值)+氏值)的标准平衡常数K0=其中p®=0.1MPa,

［以C4H

则T?温度下，该反应的k®=0

II.电化学催化还原乙焕法条件温和，安全性高。在室温下，某团队以KOH溶液为电解液，电催化还

原乙焕制备丁二烯。

(3)反应开始时，溶解在电解液中的C2H2吸附在催化剂表面，该吸附过程的嫡变AS0(填“

或“=”)，生成丁二烯的电极反应式为0

(4)一定时间内，丁二烯的选择性和通过电路的总电量随相对电势变化如下图所示。

10o

之8o

般3

世

6o

坦2

反

然4o

U

H2O

-0.9-1.0-1.1-1.2.1.3

相对电势/V

已知：丁二烯的选择性=j二;:二蓝工xlOO%；电量Q=nF,n表示电路中转移电子的物质的

量，F=965OOC-mol-1。

①当相对电势为-l.ov时，生成丁二烯的物质的量为mol(列计算式)。

②当丁二烯选择性减小时，阴极产生的物质还可能有(填标号)0

A.CO2B.H2C.O2D.C3H4

【答案】⑴-2718

(2)T1>T2>T3反应为吸热反应，相同条件下，升高温度，平衡正向移动，1-丁烯的平衡转化率升

9

91

(3)<2c2H2+2e-+2H2。=CH2=CHCH=CH2+2OH-

(4)molx70%x—BD

9.652

【解析】(1)燃烧热是在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；由表：

1

①CR6(g)+£c>2(g尸48m)+3凡0(1)AH1=-2542kJmor

②H2(g)+；02(g尸凡0。)AH2=-286kJmor'

③C4H8(g)+6C>2(g)FCC)2糖)+4珥0(1)AH=a

1

由盖斯定律，③-①-②得反应C4H8(g尸C4H6(g)+H2(g)AH=a-AH1-AH2=+llOkJ-mof,则

a=-2718kJ/mol；(2)①反应为吸热反应，相同条件下，升高温度，平衡正向移动，1-丁烯的平衡转化率升高,

则图中温度T由高到低的顺序为TI>T2>T3；②由图，T2温度下，平衡时压强为O.IMPa,1-丁烯的平衡转

化率为30%,假设1-丁烯投料为lmol,则：

C4H8(g)^C4H6(g)+H2(g)

起始(mol)100

转化(mol)0.30.30.3

平衡(mol)0.70.30.3

总的物质的量为1.3mol,则C4H8、C4H6、H2分压分别I为01MPax-^、0.IMPax——AO.IMPax——,

O.IMPax—O.IMPax—

________L3_x________L3.

该反应的k®=---------ILJMPa=9；⑶溶解在电解液中的c2H2吸附在催化剂表面，该吸附过程

O.IMPax—91

1.3

O.IMPa

为幅减的过程，则燧变AS〈O；以KOH溶液为电解液，电催化还原乙快制备丁二烯，则生成丁二烯的电极

反应为乙焕在碱性条件下得到电子发生还原反应生成丁二烯，反应为：2c2H2+2e-+2H2。=CH2=CHCH=CH2

+2OH-；(4)①当相对电势为-1.0V时，由图，总电量为1.0X105C,则电路中转移电子

,=—mol,丁二烯的选择性为70%,结合反应2GH,+2e-+2H,O=CH=CHCH=CH3+

96500CmoL9.652

2OH-,则生成丁二烯的物质的量为T£molx70%xg；②阴极上物质得到电子发生还原反应，元素化合价

降低，则当丁二烯选择性减小时，阴极会产生其它还原产物，产生的物质还可能有H2、C3H4,生成二氧化

碳和氧气需要发生氧化反应，故选BD。

能力强化提分练

1.研究CO?的资源综合利用，对实现“碳达峰”和“碳中和”有重要意义。

⑴在CO2加氢合成CH30H的体系中，同时发生以下反应：

反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AHj

1

反应n.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)A〃2=+41kJmol-

反应ni.co(g)+2H2(g)CH3OH(g)33=-90kJmolT

反应I的A/7i=，该反应在_________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。

(2)向体积为1L的密闭容器中，投入ImolCa和3moi应，平衡时CO或CH30H在含碳产物中物质的量

分数及CO,的转化率随温度的变化如图：

8o8o

%

6o%

、6o

、

骷

^4o会

4o。

挪

2o2O血

O0

150200250300350400

温度FC

已知反应II的反应速率v『k正C(CO2>C(H2),v逆=1<逆©9。)人(凡。)，k正、k逆为速率常数，c为物质

的量浓度。

①图中m代表的物质是。

②150〜400C范围内，随着温度升高，HzO的平衡产量的变化趋势是o

③在p点时，若反应II的k逆=20L/(mol-s),此时该反应的丫正=mol-L'-s1；

④已知气体分压=气体总压X气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp；p

点时体系总压强为P。，反应II的Kp=（保留2位有效数字）。

⑤由实验测得，随着温度逐渐升高，混合气体的平均相对分子质量几乎又变回起始的状态，原因

是O

【答案】（l）-49kJ-moL低温

（2）CO先减小后增大0.164.0X10-3反应I、III为放热反应，反应II为吸热反应，高温

时主要发生反应n,反应n反应前后气体分子数相等，所以气体平均相对分子质量基本不变

【详解】（l）I=n+ni则，AHI=A//2+A//3=+41kJ,molT+（-90kJ-molT尸-49kJmolT；该反应正向放热，

正向体积减小端减，当AG=A//「TAS<0时T较小，则该反应低温自发；

（2）反应I、III正向放热，反应II正向吸热，升高温度反应I、III逆向移动、反应n正向移动，则CO的物

质的量分数增大、甲醇的物质的量分数减小，m代表co；升高温度反应I、in逆向移动、反应n正向移动,

根据二氧化碳的变化趋势可以推知水的平衡产量变化趋势为先减小后增大；P点二氧化碳的转化率为20%,

则二氧化碳变化物质的量为0.2mol,CO和CH3OH的总物质的量为0.2mol；此时CO的体积分数为20%,

则CO和CH30H质的量分别为0.04mol>0,16mol；在1L容器中有:

_

CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH30H(g)

起始mol1300

变化molX3xXX

平衡mol1-x3-3xXX

CO(g)__HO(g)

2+H2(g)2+CO(g)

起始mol1-x3-3xX0

变化molyyyy

平衡moll-x-y3-3x-yx+yy

CO(g)+2H2(g)UCH30H(g)

起始moly3-3x-yX

变化molz2zz

平衡moly-z3-3x-y-2zx+z

则x+z=0.16、y-z=0.04,有x+y=0.2,贝3-3x-y-2z=3-(x+y)-2(x+z尸3-0.2-2x0.16=2.48,

1-x-y=1-(x+y)=0.8,则n(CO2)=(1-x-y)mol=0.8moln(H2)=(3-3x-y-2z)mol=2.48mol,

n(H2O)=(x+y)mol=0.2mol>n(CO)=0.04mol,p点为平衡点则

0.040.2

------PoX----Po

00402n总---n总合；

=丫逆=k逆c(CO).c(HO)=20X—x-y-mol/(Ls)=0.16mol/(L•s)、K=4.0x10-3

2p0.82.48

----Pox------Po

n总---n总

反应i、in为放热反应，反应n为吸热反应，高温时主要发生反应n,反应n反应前后气体分子数相等，所以

气体平均相对分子质量基本不变。

2.低碳经济已成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。

回答下列问题:

⑴工业上用CO2和H2反应合成二甲酸。已知:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AHi=-53.7kJ-mo「

1

CH3OCH3(g)+H,O(g)2CH3OH(g)AH2=+23.4kJ-mor

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH3=kJmoll

(2)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO?制取C的太阳能工

艺如图:

热分解系统”中每转移

2moi电子，需消耗FexOymol□

(3)催化时还可以使用一种无机固体电解质作催化剂，其由正离子AtB""和负离子X-组成，该物质

50.7℃以上形成无序结构(高温相)，50.7℃以下变为有序结构(低温相)，二者晶体晶胞结构如图所示:

说明：图中，。球为负离子；高温相中的•深色球为正离子或空位；低温相中的Q球为A0+离子，•球

为B1^离子。

i.这种无机固体电解质的化学式为

ii.“高温相”具有良好的离子导电性，其主要原因是。

(4)铜基催化剂Cu-M(M为ZnO、ZnO/A12O3等)是CO2加氢制甲醇常用的催化剂，部分合成路线如图

所示。

请写出中碱位(a)上发生反应的总化学方程式

(5)利用电解法在碱性或酸性条件下将CO2还原为CH4和C2H4的原理如下图所示:

已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表CH4或QH”如下:

c/\n(生成X所用CO?)＜、n(生成X的电子)

")=阴极吸收的CO2%1°FE(X)=,臬…x100%

I'通过电极的电子

①实验测得，碱性条件生成CE、C2H4总的选择性小于酸性条件，原因是

②实验测得，酸性条件生成CHU、C2H4总的法拉第效率小于碱性条件，原因是

【答案】(1)—130.8

(2)Fe3O41

(3)A2BX4“高温相”具有良好的离子导电性与大量的四面体空位有关，四面体空位为正离子的流动

提供了运动通道

(4)H2+CO2=l^iCO+H2O

(5)碱性条件下，有部分C02转化为C03”，用于生成CH4、C2H4的C02的量减少，使总的选择性减小

酸性条件下，H+离子在阴极得到电子发生还原反应生成H2,导致CO2的消耗量减小，生成CH4、C2H4总的

法拉第效率减小

【解析】(1)将已知反应依次编号为①②，由盖斯定律可知，反应①X2―②得到反应2co2(g)+6H2(g)

CH3OCH