【正文】 下兩個競爭反應(yīng)：反應(yīng)I：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 反應(yīng)II：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)為分析催化劑對反應(yīng)的選擇性，在1L密閉容器中充入1mol CO2和2mol H2，測得有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示。①該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇_________(填“反應(yīng)I”或“反應(yīng)II”)。520℃時(shí)，反應(yīng)II的平衡常數(shù)K=_______（只列算式不計(jì)算）。②用惰性電極電解強(qiáng)酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如圖所示。b電極上的電極反應(yīng)式為__________。 .【答案】 (1). 2/3NA (2). 6FeO+CO2C+2Fe3O4 (3). ﹣ kJmol1 (4). v(C)＞v(B)＞v(A) (5). K(A)=K(B)＞K(C) (6). D (7). 反應(yīng)Ⅰ (8). (9). 2CO2+12H++12e=C2H4+4H2O【解析】（1）①反應(yīng)2Fe3O46FeO+O2↑中O元素化合價(jià)由2價(jià)升高到0價(jià)，由方程式可知，2molFe3O4參加反應(yīng)，生成1mol氧氣，轉(zhuǎn)移4mol電子，則每生成1molFeO轉(zhuǎn)移電子為數(shù)為2/3NA；正確答案：2/3NA。②由示意圖可知，過程2中CO2和FeO反應(yīng)生成Fe3O4和C，反應(yīng)的方程式為6FeO+CO22Fe3O4+C；正確答案：6FeO+CO22Fe3O4+C。（2）根據(jù)CO的燃燒熱有①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H1＝??mol?1，②H2O（l）=H2O(g) △H2＝+44kJ?mol?1，③2CH3OH（g）＋CO2（g）?CH3OCOOCH3（g）＋H2O（g）△H3＝??mol?1，根據(jù)蓋斯定律，所要求的方程式為上述三個方程式①+③②即可得到，則△H=△H1△H2+△H3= kJ?mol?1；正確答案：﹣ kJmol1 。（3）①根據(jù)圖像可知，溫度越高速率越快，C點(diǎn)對應(yīng)溫度最高，所以v(C)最快；通過反應(yīng)2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+ H2O(g)可知，該反應(yīng)是一個體積減小的可逆反應(yīng)，在同一溫度下，反應(yīng)由A→B，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，增大壓強(qiáng)，平衡右移，因此P1P2, B點(diǎn)對應(yīng)的壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率比A點(diǎn)快，因此v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的順序?yàn)関(C)＞v(B)＞v(A)；正確答案：v(C)＞v(B)＞v(A)。②K只是溫度的函數(shù)，C點(diǎn)對應(yīng)溫度最高，A、B兩點(diǎn)對應(yīng)溫度相同，且低于C點(diǎn)；由圖可知溫度升高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，K減?。凰訩(A)、K(B)、K(C)由大到小的順序?yàn)镵(A)=K(B)＞K(C) ；正確答案：K(A)=K(B)＞K(C)。③甲醇與二氧化碳反應(yīng)如下：2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+ H2O(g)；根據(jù)速率之比和系數(shù)成正比規(guī)律，因此滿足v正(CH3OH)=2v逆(CO2)，反應(yīng)才能達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯誤；CH3OH與CO2均為反應(yīng)物，二者反應(yīng)均按系數(shù)比進(jìn)行，因此CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變不能確定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯誤；反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度恒為定值，不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯誤；各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確；正確答案：D。（4）①從圖像可知，該催化劑在較低溫度時(shí)，甲烷含量高，因此選擇反應(yīng)Ⅰ；根據(jù)圖像可知：520℃時(shí)，,密閉容器體積為1 L，根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算如下：2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)起始量 1 2 0 0變化量 平衡量 反應(yīng)II的平衡常數(shù)K= () ()4/()6()2= ；正確答案：反應(yīng)Ⅰ；。②根據(jù)圖示可知，b為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化碳被還原為乙烯，b電極上的電極反應(yīng)式為：2CO2+12H++12e=C2H4+4H2O；正確答案：2CO2+12H++12e=C2H4+4H2O。20.（12分）元素H、N、O、S、Fe之間可形成多種化合物。請回答下列問題：(1)基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子排布式為_________________________；其最外層電子的電子云形狀為________________________。(2)N、O、S三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開______________；下列狀態(tài)的O中，最容易失去最外層電子的是_______________________(填序號)。A. B. C. D.(3)寫出一種與互為等電子體的微粒的化學(xué)式_________，的空間構(gòu)型為__________。(4)氨水中存在多種氫鍵，其中強(qiáng)度最弱的是________________(用化學(xué)符號表示，用…表示氫鍵)，轉(zhuǎn)化為的過程中，沒有發(fā)生變化的有___________(填序號)。 (5)已知單質(zhì)鐵有如圖所示的三種堆積方式的晶胞結(jié)構(gòu)：①晶胞a屬于_________________堆積；②用含有的式子表示出晶胞b的空間利用率___________________；③若晶胞c的密度為，則鐵的原子半徑_________________cm。(用含的式子表示，表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。【答案】(1)（1分）；球形（1分）(2)NOS（1分）；C（1分）(3)(其他合理答案也可)（1分）；正四面體形（1分）(4)N—H…N（1分）；C（1分）(5)①體心立方（1分） ② （1分） ③（2分）解析：(1)基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子排布式為，其最外層電子是4s電子，電子云形狀為球形。(2)由第一電離能遞變規(guī)律及氮原子的2p能級處于半充滿狀態(tài)知，第一電離能由大到小的順序?yàn)镹OS；電子能量越高越容易失去，C、D項(xiàng)分別表示O激發(fā)態(tài)、激發(fā)態(tài)，由于再失去一個電子相當(dāng)于氧的第二電離能，則最容易失去最外層電子的是。(3)有32個價(jià)電子，5個原子，等電子體有等；中N原子為雜化，為正四面體形。(4)形成的氫鍵鍵長越大強(qiáng)度越弱，強(qiáng)度最弱的是N—H…N；、 中N原子均為雜化，但二者的鍵角、空間構(gòu)型不同。(5)①晶胞a屬于體心立方堆積。②設(shè)鐵原子的半徑為，晶胞b中共有4個鐵原子，其總體積為，晶胞的面對角線長為，晶胞的參數(shù)為，晶胞的體積為，空間利用率。③一個晶胞c中含有1個鐵原子，質(zhì)量為，晶體c為簡單立方堆積，晶胞參數(shù)為鐵原子半徑的2倍，即為，晶胞體積為，則，解得。