研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。回答下列问题:
Ⅰ.CO可用于高炉炼铁,已知:
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H1=akJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2= bkJ/mol
则反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=___kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。
Ⅱ.一定条件下,CO2和CO可以互相转化
(1)某温度下,在容积为2L的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)。
甲容器15min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%。此条件下该反应的平衡常数K=___。
(2)研究表明,温度、压强对反应“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)⇌C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) △H”中乙苯的平衡转化率影响如图所示:
则△H___0(填“>”“<”或“=”),压强力p1、p2、p3从大到小的顺序是___。
NO、NO2是汽车尾气中主要的含氮氧化物。回答下列问题:
(1)已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图(图中表示生成2molNO2的能量变化)。1molNO氧化为NO2的焓变ΔH=___。

(2)某温度下,反应的平衡常数如下:
a.2NO2(g)⇌N2(g)+2O2(g) K=6.7×1016
b.2NO(g)⇌N2(g)+O2(g) K=2.2×1030
分解反应趋势较大的反应是___(填“a”或“b”);反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的K=___(保留三位有效数字)。
(3)已知反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2的正反应速率v正=k1cm(NO)cn(O2),其中k为速率常数,可通过下列实验数据计算k、m、n。
| 起始浓度/mol•L-1 |
| |
组别 | NO | O2 | 初始速率 /mol•L-1•s-1 |
1 | 0.02 | 0.0125 | 7.98×10-3 |
2 | 0.02 | 0.0250 | 15.96×10-3 |
3 | 0.04 | 0 0125 | 31.92×10-3 |
则k1=___,m=___,n=___。
(4)已知该反应的历程为:
第一步:NO+NO
N2O2 快速平衡
第二步:N2O2+O2
2NO2 慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v(正)=k1c2(NO),v(逆)=k-1c(N2O2)。下列叙述正确的是___(填字母)。
A.第一步反应的平衡常数K=![]()
B.v(第一步的正反应)<v(第一步的反应)
C.第二步的活化能比第一步的活化能高
D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效
(5)一定条件下测得容器中NO、O2、NO2浓度发生如图变化。

①NO的平衡转化率为___。
②该温度下反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数为___(保留整数)。
研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为___。利用反应6NO2+8NH3
7N2+12H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是___L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6kJ/mol;2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH=-113.0kJ/mol;
①则反应NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g) ΔH的ΔH=___kJ/mol。
②一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是___。
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变
D.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
③测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1:6,则平衡常数K=___。
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),ΔH。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

该反应ΔH___0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是___。
航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
水电解反应:2H2O(l)
2H2(g)+O2(g)
(1)将原料气按
∶
=1∶4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
① 该反应的平衡常数K随温度升高而__________(填“增大”或“减小”)。

② 温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是________。
③ 200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算式为________。(不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化效率的是______(填标号)。
A.适当减压
B.增大催化剂的比表面积
C.反应器前段加热,后段冷却
D.提高原料气中CO2所占比例
E.合理控制反应器中气体的流速
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)
C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
① 已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为–394 kJ∙mol-1、–242 kJ∙mol-1,Bosch反应的ΔH =________kJ∙mol-1。(生成焓指一定条件下由对应单质生成1mol化合物时的反应热)
② 一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是________。
③ 新方案的优点是________。
工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)+Q
32、能判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)________。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 |
B.混合气体的密度不变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不变 | D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
33、下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断该反应Q________(填“>”、“=”或“<”)0;
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率为________,此时的温度为________。
34、要提高CO的转化率,可以采取的措施是________。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
35.寻找合适的催化剂来改善上述合成甲醇的条件一直是研究课题。现分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件均相同):
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂并简述理由:___________________________________________________。
G是一种治疗急慢性呼吸道感染的特效药中间体,其制备路线如图:

(1)化合物C中的含氧官能团是_____。
(2)A→B的反应类型是______。
(3)化合物F的分子式为C14H21NO3,写出F的结构简式______。
(4)从整个制备路线可知,反应B→C的目的是______。
(5)同时满足下列条件的B的同分异构体共有_______种。
①分子中含有苯环,能与NaHCO3溶液反应;
②能使FeCl3溶液显紫色
(6)根据已有知识并结合相关信息,完成以
、CH3NO2为原料制备
的合成路线图____(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。

,其中第二步反应的方程式为_____。
