化学反应速率与化学平衡的综合应用知识点题库

碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用．

（1）用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH₃）₂N﹣NH₂ ，氧化剂是液态四氧化二氮．二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体．已知室温下，1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式

（2）298K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）△H=﹣a kJ•mol^﹣1 （a＞0）．N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图1．达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题．

①298k时，该反应的平衡常数为

②在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是

a．A、C两点的反应速率：A＞C

b．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

c．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

d．由状态B到状态A，可以用加热的方法

③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO₂）=0.6mol n（N₂O₄）=1.2mol，则此时V_（正） V_（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．

（3）NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．现向100mL 0.1mol•L^﹣1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^﹣1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3所示．试分析图中a、b、c、d、e五个点，

①水的电离程度最大的是

②其溶液中c（OH^﹣）的数值最接近NH₃•H₂O的电离常数K数值的是

③在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是

某反应4A（g）⇌mB（g）+2C（g）速率﹣时间图象如图，其中t₂、t₃、t₄、t₅是平衡后只改变一个条件．下列叙述中一定正确的是（）

A . △H＞0 B . t₂时刻改变的条件是增大压强 C . t₃时刻改变的条件是使用催化剂 D . t₄改变条件时平衡常数不变

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

I. 利用反应：6NO₂+ 8NH₃ $\text{[math]}$ 7N₂ + 12 H₂O处理NO₂。

II. 一定条件下NO₂与SO₂可发生反应：NO₂(g)+SO₂(g) $\text{[math]}$ SO₃(g)+NO(g) −Q (Q＞0) 。

III. CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO(g) + 2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) 。

（1）硫离子最外层电子的电子排布式为，氨气分子的电子式为，氨气分子属于分子（填“极性”或者“非极性”）。
（2） C、O、S、N这四种元素中属于同周期元素的非金属性由强到弱的顺序为，能证明其递变规律的事实是（）
a、最高价氧化物对应水化物的酸性 b、气态氢化物的沸点
c、单质与氢气反应的难易程度 d、其两两组合形成的化合物中元素的化合价
（3）对于I中的反应，120℃时，该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡，10min时电子转移了1.2mol，则0～10min时，平均反应速率υ(NO₂) =。
（4）对于II中的反应，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中反应，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. NO₂浓度保持不变

c. NO₂和SO₃的体积比保持不变
d. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
（5）请写出II中反应的平衡常数表达式K=。如果II中反应的平衡常数K值变大，该反应
a.一定向正反应方向移动
b. 平衡移动时，正反应速率先减小后增大

c.一定向逆反应方向移动
d. 平衡移动时，逆反应速率先增大后减小
（6）对于III中的反应，CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图示。
实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，简述选择此压强的理由：。

在一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是（）

A . 反应的化学方程式为2X=3Y+Z B . t时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡 C . 若t=4，则0—t的X的化学反应速率为0.1mol/L·min D . 温度、体积不变，t时刻充入1molHe使压强增大，正、逆反应速率都增大

下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）

A . 氯水中有平衡：Cl₂+H₂O $\text{[math]}$ HCl+HClO，当加入AgNO₃溶液后，溶液颜色变浅 B . 对CO(g)+NO₂(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+NO(g)，平衡体系增大压强可使颜色变深 C . 对2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂O₄(g) △H＜0, 升高温度平衡体系颜色变深 D . SO₂催化氧化成SO₃的反应，往往加入过量的空气

已知二氧化碳和氢气在一定条件下可以合成甲醇，其制备反应为：CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)，下列说法正确的是（）

A . 调控反应条件不能改变反应限度 B . 化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率 C . 当CO₂的消耗速率等于其生成速率时，该反应已停止 D . 投入1molCO₂能得到1mol的CH₃OH

在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO（g）＋CO(g) $\text{[math]}$

N₂（g）＋CO₂（g） ΔH＝－373.2 kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是（）

A . 加催化剂同时升高温度 B . 加催化剂同时增大压强 C . 升高温度同时充入N₂ D . 降低温度同时增大压强

（1）甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH₃OH)燃烧生成CO₂和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。
（2）工业上一般可采用下列反应来合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)，现实验室模拟该反应并进行分析，如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变△H0(填“＞”“＜”或“=”)．

②T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁K₂(填“＞”“＜”或“=”)

③现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO和3molH₂ ，测得CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡，CO的平均反应速率v(CO)=，该反应的平衡常数为K=。

（1）汽车尾气中的 NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入10 mol CO和8 mol NO发生反应，测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。

①已知该反应在较低温度下能自发进行，则反应 2NO(g)+2CO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+2CO₂ (g)，ΔH0（填“>” “=”或“<”）。

②该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和CO的转化率，可采取的措施有 (填字母序号)

a.改用高效催化剂 b．缩小容器的体积 c．增加 NO 的浓度 d．升高温度
（2）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH₃与NO_x反应生成N₂ ，将一定比例的O₂、NH₃ 和NO_x的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应，反应相同时间，NO_x的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。

解释在50 ℃～150 ℃范围内随温度升高，NO_x的去除率迅速上升的原因是
（3） NH₃催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气脱氮技术：4NH₃(g)+6NO(g) $\text{[math]}$ 5N₂(g)+6H₂O(g) ΔH<0。密闭容器中，在相同时间内，在催化剂 A作用下脱氮率随温度变化如图所示。

现改用催化能力稍弱的催化剂B进行实验，请在上图中画出在催化剂 B作用下的脱氮率随温度变化的曲线（不考虑温度对催化剂活性的影响）。
（4）某研究小组利用反应：C(s)+2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+CO₂(g) △ H= -34.0 kJ/mol，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得 NO的转化率随温度的变化如图所示：

①由图可知，在 1050 K 前，反应中 NO的转化率随温度升高而增大，其原因为；在 1100 K 时，N₂的体积分数为。

②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作 Kp )。在 1050 K、1.1×10⁶ Pa 时，该反应的化学平衡常数 Kp=（已知：气体分压(P分) =气体总压(Pa)×体积分数）

近年我国大力加强温室气体CO₂催化氢化合成甲醇技术的工业化生产研究，实现可持续发展。

（1）已知：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g) +CO(g) ΔH₁= + 41.1 kJ•mol^-1CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH₂=－90.0 kJ•mol^-1
写出CO₂催化氢化合成甲醇的热化学方程式：。
（2）为提高CH₃OH产率，理论上应采用的条件是_______________________（填字母）。

A . 高温高压 B . 低温低压 C . 高温低压 D . 低温高压
（3） 250℃、在恒容密闭容器中由CO₂(g)催化氢化合成CH₃OH(g)，下图为不同投料比[n(H₂)/n(CO₂)]时某反应物X 平衡转化率变化曲线。

① 反应物X 是（填“CO₂”或“H₂”）。

② 判断依据是。

（4） 250℃、在体积为 2.0L 的恒容密闭容器中加入6mol H₂、2mol CO₂和催化剂，10min 时反应达到平衡，测得 c(CH₃OH) = 0.75 mol·L^－¹。

① 前 10min 的平均反应速率 v(H₂)＝mol·L^－¹·min^－¹。

② 经计算化学平衡常数 K =。

③ 催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下：

实验编号	温度（K）	催化剂	CO₂转化率（%）	甲醇选择性（%）
A	543	Cu/ZnO 纳米棒	12.3	42.3
B	543	Cu/ZnO 纳米片	11.9	72.7
C	553	Cu/ZnO 纳米棒	15.3	39.1
D	553	Cu/ZnO 纳米片	12.0	70.6

（注：甲醇选择性是指的是转化的CO₂中生成甲醇的百分含量）

根据上表所给数据，用CO₂生产甲醇的最优选项为（填字母）。

在如图所示的恒温、恒压密闭容器中加入2mol X和2mol Y，发生如下反应并达到平衡（X、Y状态未知）：2X(？)+Y(？) $\text{[math]}$ a Z(g)。起始时容器的体积为V L，达到平衡时X、Y、Z的物质的量之比为1：3：2，且容器的体积仍然为V L。请回答下列问题：

（1） a = ；
（2）平衡时Y的转化率=
（3） X的状态为，Y的状态为（填“气态”或“非气态”）
（4）下列叙述中，能说明上述反应达到平衡状态的是（填编号）
a．气体密度不变 b．单位时间内消耗2mol X，同时生成amol Z

c．Y的转化率不再变化 d．Z的浓度不再变化

e．气体的质量不随时间的变化而变化

二氧化碳和氨的利用是我国能源领域的一个重要战略方向，目前我国科学家在以下方面已经取得重大成果。

（1） Ⅰ.①图1是由 $\text{[math]}$ 制取C的太阳能工艺。已知过程1中 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应时 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 的化学式为。
②过程1生成 $\text{[math]}$ 的反应热为 $\text{[math]}$ ；过程2产生 $\text{[math]}$ 的反应热为 $\text{[math]}$ 。则制取C的反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 为。
（2） Ⅱ．以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为原料合成尿素的化学方程式为 $\text{[math]}$ 。
合成的粗尿素中含有 $\text{[math]}$ 杂质。通过控制温度和压强，可将 $\text{[math]}$ 分解为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。研究温度和压强对 $\text{[math]}$ 分解率的影响，结果如下：

若X代表压强，则温度： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“＞”或“＜”)。
（3）工业上含尿素的废水需经处理后才能排放。如图为一种电化学降解尿素的装置示意图，该过程中，尿素降解的产物之一为 $\text{[math]}$ ：

写出尿素被降解的电极反应式：。
（4） Ⅲ．在200℃时，向 $\text{[math]}$ 带气压计的恒容密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生反应 $\text{[math]}$ ，测得初始压强为 $\text{[math]}$ ，反应过程中容器内总压强(P)随时间(t)变化(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)如图所示。

该反应过程中从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 压强变小原因是。
（5） $\text{[math]}$ 内，反应的平均反应速率 $\text{[math]}$ 。
（6）用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 $\text{[math]}$ 。[气体分压 $\text{[math]}$ 气体总压 $\text{[math]}$ 气体体积分数]

甲醇是一种基本的有机化工原料

（1）甲醇制取绿色能源氢气的部分反应过程如图1所示：

图1

图2

已知：Ⅰ.CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CO(g)+2H₂(g)△H₁=+90.4kJ•mol^-1

Ⅱ.CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g)△H₂=-41kJ•mol^-1

反应Ⅲ的热化学方程为。
（2）在恒压密闭容器中，反应Ⅱ的进气比 $\text{[math]}$ 同时，测得相应的CO的平衡转化率如图2所示(各点对应的反应条件除温度可能不同外，其余都相同)
①图中A、D和F三点对应的反应温度T_A、T_D、T_F的关系是，其原因是。

②CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是。

③C、D两点对应的反应速率大小：v_Cv_D(填“>”“<”或“=”)。

已知反应速率v=v_正-v_逆=k_正•x(CO)•x(H₂O)-k_逆•x(CO₂)•x(H₂)，其中k为反应速率常数、x为物质的量分数，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO的转化率刚好达到20%时， $\text{[math]}$ =(结果保留3位有效数字)。

国务院总理李克强在2021年国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，优化产业结构和能源结构，努力争取2060年前实现碳中和。碳的化合物在工业上应用广泛，下面有几种碳的化合物的具体应用：

（1）已知下列热化学方程式：
i.CH₂=CHCH₃(g)+Cl₂(g)→CH₂ClCHClCH₃(g) ΔH=-133kJ·mol^-1

ii.CH₂=CHCH₃(g)+Cl₂(g)→CH₂=CHCH₂Cl(g)+HCl(g) ΔH=-100kJ·mol^-1

①写出相同条件下CH₂=CHCH₂Cl和HCl合成CH₂ClCHClCH₃的热化学方程式。

②已知①中的正反应的活化能E_正为132kJ·mol^-1 ，请在下图中标出①中逆反应的活化能E_逆及数值。
（2）温度为T℃时向容积为2L的密闭容器中投入3molH₂和1molCO₂发生反应CO₂(g)+3H₂(g)⇌ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁=-49.4kJ·mol^-1 ，反应达到平衡时，测得放出热量19.76kJ，求平衡时：
①H₂的转化率为

②T℃时该反应的平衡常数K=(列计算式表示)。
（3）目前有Ni-CeO₂催化CO₂加H₂形成CH₄的反应，历程如图所示，吸附在催化剂表面的物种用*标注。

①写出上述转换中存在的主要反应的化学方程式。

②有人提出中间产物CO的处理，用反应2CO(g)=2C(s)+O₂(g) ΔH>0来消除CO的污染，请用文字说明是否可行。
（4） T℃，HCOOH与CH₃COONa溶液反应：HCOOH+CH₃COO^-⇌HCOO^-+CH₃COOH，该反应的K=12.5，则该温度下醋酸的电离常数K_a(CH₃COOH)=(T℃时K_a(HCOOH)=2×10^-4)。

据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实，其反应的化学方程式为2CO₂(g)+6H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃CH₂OH(g)+ 3H₂O(g)。下列叙述正确的是（）

A . 相同条件下，2 mol氢原子所具有的能量小于1 mol氢分子所具有的能量 B . 当v(CO₂)=2v(CH₃CH₂OH)时，反应一定达到平衡状态 C . 移去水蒸气，可增大正反应速率 D . 增大压强，可提高CO₂和H₂的转化率

硅芯片的使用减小了电子产品的体积和质量，加快了计算速率。

（1）工业上用SiO₂与碳反应制粗硅的反应为：SiO₂(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) ΔH。
已知：2C(s)+O₂(g)=2CO(g) ΔH₁=-221kJ·mol^-1

Si(s)+O₂(g)=SiO₂(s) ΔH₂=-911kJ·mol^-1

则ΔH=。制备粗硅的反应能自发进行的条件是(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
（2）由SiO₂生成Si的部分反应机理如下：
反应1：SiO₂(s)+C(s) $\text{[math]}$ SiO(g)+CO(g)

反应2：SiO(g)+2C(s) $\text{[math]}$ SiC(s)+CO(g)

反应3：……

在压强为10MPa条件下，测得反应平衡体系中SiO(g)和CO(g)的分压比 $\text{[math]}$ 随温度的变化关系如图所示。

假设体系中只有SiO和CO为气体，则在1500℃时，用各物质的平衡分压表示反应1的平衡常数K_p=MPa²(列出计算式即可)。
（3）硅烷法制备多晶硅的核心反应为：2SiHCl₃(g) $\text{[math]}$ SiH₂Cl₂(g)+SiCl₄(g)。在恒容密闭容器中加入一定量的SiHCl₃ ，分别在50℃和70℃进行反应，测得SiHCl₃的转化率随时间的变化关系如图所示。

已知：50℃时，平衡常数为0.02；70℃时，平衡常数为0.04。

①代表温度为70℃的曲线是(填“M”或“N”)。

②a点和b点对应的容器中， $\text{[math]}$ _正(a) $\text{[math]}$ _正(b)(填“＞”、“＜”或“=”)，理由是。

③曲线M对应的SiHCl₃平衡转化率为。(保留两位有效数字)

④已知：该反应的速率 $\text{[math]}$ _正=k_正•x²(SiHCl₃)， $\text{[math]}$ _逆=k_逆•x(SiH₂Cl₂)•x(SiCl₄)，k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，且平衡常数K= $\text{[math]}$ 。则b点时的 $\text{[math]}$ =。

$\text{[math]}$ 是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生如下反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 温度时，向密闭容器中通入一定量的 $\text{[math]}$ 气体，反应时间以及对应 $\text{[math]}$ 的浓度数据见下表：

时间/s	0	500	1000	1500
$\text{[math]}$	5.00	3.52	2.50	2.50

下列说法正确的是（）

A . 500s内 $\text{[math]}$ 的生成速率为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 温度下该反应平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率为29.6% C . 达到平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1/2，则 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 温度下的平衡常数为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 温度下的平衡常数为 $\text{[math]}$ ，若 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$

含氯化合物的反应在化学工业中具有重要的地位。回答下列问题：

（1）次氯酸钠氧化法可以制备Na₂FeO₄。
已知：2H₂(g) +O₂(g)=2H₂O(l) ΔH=a kJ·mol^-1

NaCl(aq)+H₂O(l)=NaClO(aq)+ H₂(g) ΔH =b kJ·mol^-1

4Na₂FeO₄ (aq) + 10H₂O(l)=4Fe(OH)₃(s) +3O₂ (g)十8NaOH(aq) ΔH=c kJ·mol^-1

反应2Fe(OH)₃(s)十3NaClO(aq) + 4NaOH(aq)=2Na₂FeO₄ (aq) + 3NaCl(aq) +5H₂O(l)的 △H=kJ·mol^-1。
（2）光气(COCl₂)是重要的含氯化合物。常用于医药、农药制造，工业上利用一氧化碳和氯气反应制备，反应方程式为CO(g)+Cl₂(g) $\text{[math]}$ COCl₂(g)。在1 L恒温恒容密闭容器中充入2.5molCO和1.5molCl₂ ，在催化剂作用下发生反应，测得CO及COCl₂的物质的量随时间变化如图1所示：

①0~15s内，Cl₂的平均反应速率为mol· L^-1·min^-1

②第一次平衡时，CO的平衡转化率为；此温度下，该反应的平衡常数K_C=(保留两位有效数字)。

③在第20 s时，改变的条件是。
（3）工业上常用氯苯(C₆H₅-Cl)和硫化氢(H₂S)反应来制备一种用途广泛的有机合成中间体苯硫酚(C₆H₅-SH) ，但会有副产物苯(C₆ H₆)生成。
Ⅰ．C₆H₅-Cl(g)+H₂S(g $\text{[math]}$ C₆H₅-SH(g)+HCl(g) ΔH₁= -16.8 kJ·mol^-1；

Ⅱ．C₆H₅- Cl(g)+ H₂S(g)=C₆H₆(g)+HCl(g)+ $\text{[math]}$ S₈(g) △H₂= - 45.8 kJ·mol^-1。

①将一定量的C₆H₅-Cl和H₂S的混合气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T(假设只发生反应Ⅰ)，下列可以作为反应Ⅰ达到平衡的判据是(填字母)。

A．气体的压强不变 B．平衡常数不变

C． v_正(H₂S)= v_逆(HCl) D．容器内气体密度不变

②现将一定量的C₆H₅-Cl和H₂S置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20 min测定生成物的浓度，得到图2和图3。

(R为H₂S与C₆H₆-Cl的起始物质的量之比)，图2显示温度较低时C₆H₅-SH浓度的增加程度大于C₆H₆ ，从活化能角度分析其主要原因是；结合图2和图3，该模拟工业生产制备C₆H₅ - SH的适宜条件为。

绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源。

（1）氢气是一种环保的气体，不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如表：
化学键
O=O
H—H
O—H
键能E/(kJ·mol^-1)
a
b
c
则氢气燃烧热的△H=kJ/mol(用含a、b、c代数式表示)
（2）催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g) ΔH₂=-41.2kJ·mol^-1。在T₁℃时，将0.10molCO与0.40molH₂O充入5L的容器中，反应平衡后H₂的物质的量分数x(H₂)=0.08。
①反应平衡常数K=。(结果保留2位有效数字)
②保持K不变，提高CO平衡转化率措施有：。(任意一条)
③由T₁℃时上述实验数据计算得到v_正～x(CO)和v_逆～x(H₂)的关系可用如图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为。(填字母)
④研究表明，CO催化变换反应的速率方程为：v=k[x(CO)•x(H₂O)- $\text{[math]}$ ]，式中，x(CO)、x(H₂O)、x(CO₂)、x(H₂)分别表示相应的物质的量分数，K_P为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，CO催化变换反应的K_P(填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析，T＞T_m时v逐渐减小的原因是。
（3）氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。阳极的电极反应式为。

为了工农业生产，氮的固定研究一直在不断进行。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。

反应	大气固氮 $\text{[math]}$		工业固氮 $\text{[math]}$
温度/℃	27	2000	25	400	450
平衡常数/K	$\text{[math]}$	0.1	$\text{[math]}$	0.507	0.152

（1）分析上表数据，回答下列问题。
①大气固氮反应不适合大规模工业生产，可能原因是；
②工业固氮需在高温、有催化剂的条件下进行，主要目的是。
（2）工业固氮反应中，其他条件相同时，分别测定 $\text{[math]}$ 的平衡转化率在不同压强下随温度变化的曲线，则下图中正确的是图(填“甲”或“乙”)，p₁、p₂的大小关系为。
（3）在一定温度下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 混合置于一体积不变的密闭容器中发生反应 $\text{[math]}$ ，达到平衡后，测得气体总物质的量为4amol。计算：
①平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率为；
②平衡时，若容器中气体总压强为P，则压强平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算，平衡分压=总压×物质的量分数。

化学键	O=O	H—H	O—H
键能E/(kJ·mol^-1)	a	b	c

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