2025届高三化学备考：河北高考模拟—反应原理综合题41道

2025河北高考一轮专练——反应原理综合题41道 1．（2023·河北唐山·统考模拟预测）氨是重要的化工原料，我国目前氨的生产能力居世界首位。回答下列问题： (1)下图为在某催化剂表面合成氨反应机理。    图中决速步骤(即速率最慢步骤)的化学方程式为 ，反应的ΔH= kJ·mol-1。 (2)近年来，电化学催化氮气还原合成氨的催化剂研究取得了较大发展。    ①图1所示过程中，总反应方程式为 。 ②氮掺杂金红石晶胞结构如图2所示，a：b= 。 (3)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的计算结果如下图所示。进料组成I：xH2=0.75、xN2=0.25；进料组成Ⅱ：xH2=0.60、xN2=0.20、xAr=0.20.(物质i的物质的量分数：)    ①P1 16MPa(填“>”、“=”或“<”)。 ②进料组成中不含惰性气体Ar的图是 。 ③图3中，当P2=16MPa、xNH3=0.25时，氮气的转化率a= 。该温度时，反应2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp= (MPa)2。 2．（2023·河北·校联考一模）炼铁高炉尾气中可发生反应。已知： ①  ； ②  。 回答下列问题： (1)计算   。 (2)反应①、②的平衡常数分别用，表示，则反应的平衡常数 (用、表示)。高炉尾气处理常使用催化剂，下列说法正确的是 。 A．使用催化剂可以降低活化能 B．使用催化剂可以增大反应的平衡常数 C．使用催化剂可以增大平衡时的反应物转化率 D．使用催化剂可以增大活化分子百分数 (3)对于反应，下列条件可以加快反应速率，并能提高转化率的是___________。 A．升高温度 B．缩小容器体积 C．再向容器中充入 D．恒容条件下，充入稀有气体 (4)在723K时，将和通入抽空的2L恒容密闭容器中，发生如下反应：，经过达到平衡，的物质的量分数为10%，的平衡转化率等于 ， ，反应平衡常数 (保留两位有效数字)。 3．（2023·河北秦皇岛·昌黎一中校考模拟预测）研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术是科学研究热点问题，其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题： (1)常温常压下，一些常见物质的燃烧热如表所示： 名称 氢气 甲烷 一氧化碳 甲醇 化学式 H2 CH4 CO CH3OH 已知： 则 ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。 (2)在氢气还原的催化反应中，可被催化转化为甲醇，同时有副产物CO生成，为了提高甲醇的选择性，某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器，原理如图所示。 保持压强为3MPa，温度为260℃，向密闭容器中按投料比投入一定量和，不同反应模式下的平衡转化率和甲醇的选择性的相关实验数据如下表所示。 实验组 反应模式 温度/℃ 的平衡转化率/％ 的选择性/％ ① 普通催化反应器 3 260 21.9 67.3 ② 分子筛膜催化反应器 3 260 36.1 100 ①分子筛膜催化反应器(恒温恒容)模式中，发生反应，下列说法能作为此反应达到平衡状态的判据的是 (填标号)。 A．气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变 C． D． ②由表中数据可知双功能的分子筛膜催化反应器模式下，的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因： 。 (3)二氧化碳催化加氢制甲醇的反应中在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在℃时，随压强(p)的变化及在时随温度(T)的变化，如图所示。 ①图中对应等压过程的曲线是 (填“a”或“b”)，判断的理由是 。 ②恒温时(℃)，当时，的平衡转化率 (保留小数点后一位)，此条件下该反应的 。(保留小数点后两位)(对于气相反应，可以用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 (4)研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如下图所示。温度小于900℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应为2CO-4e-=2CO2↑+O2↑，则阴极的电极反应为 。 4．（2023·河北保定·校联考三模）CO2是一种温室气体，对人类的生存环境产生巨大的影响，将CO2作为原料转化为有用化学品，对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。 Ⅰ．工业上以CO2和NH3为原料合成尿素，在合成塔中存在如下转化： (1)液相中，合成尿素的热化学方程式为：2NH3(l)+CO2(l)=H2O(l)+NH2CONH2(l)  △H= kJ/mol。 (2)在恒容密闭容器中发生反应：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0，下列说法错误的是 。 A．反应在任何温度下都能自发进行 B．增大CO2的浓度，有利于NH3的转化率增大 C．当混合气体的密度不再发生改变时反应达平衡状态 D．充入He，压强增大，平衡向正反应移动 Ⅱ．由与制备甲醇是当今研究的热点之一。 (3)在一定条件下，向0.5L恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2，发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)  △H3=－50kJ·mol－1。 ①若x=1、y=3，测得在相同时间内，不同温度下H2的转化率如图1所示，T2时，若起始压强为10atm，Kp= atm－2(结果保留一位小数，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 ②已知速率方程v正=k正c(CO2)•c3(H2)，v逆=k逆c(CH3OH)•c(H2O)，k正、k逆是速率常数，只受温度影响，图2表示速率常数k正、k逆的对数lgk与温度的倒数之间的关系， A、B、D、E分别代表图1中a点、c点的速率常数，点 表示c点的lgk逆。 (4)我国科学家设计出如图装置实现CO2的转化，可有效解决温室效应及能源问题，总反应为CO2+NaClCO+NaClO。忽略气体在溶液中的溶解及溶液的体积变化。 ①电极II的电极反应式为 ； ②理论上转化44gCO2，左室溶液质量增重 。 5．（2023·河北保定·定州一中校考模拟预测）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(g)=2H2(g)+O2(g) 一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)　ΔH<0代替Sabatier反应，再电解水实现O2的循环利用。 回答下列问题： (1)有关上述反应，下列说法正确的是 (填标号)。 A．室温下，2H2O(g)⇌2H2(g)+O2(g)不能自发进行的原因为ΔS<0 B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率一定越高 C．可逆反应中，若反应物的总能量>生成物的总能量，则ΔH<0 (2)在Sabatier反应[反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　KⅠ]体系中，还会发生副反应(反应Ⅱ)：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　KⅡ；一定压强下，向某容积可变的密闭容器中通入CO2和H2的混合气体(其中CO2和H2的物质的量之比为1∶4)，在某催化剂的作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得CO2的转化率、CH4的选择性、CO的选择性随反应温度的变化情况如图所示。    已知：CH4或CO的选择性指反应生成CH4或CO时所消耗的CO2的物质的量占参与反应的CO2总物质的量的百分比。相同温度下，反应2CO(g)+2H2(g)⇌CO2(g)+CH4(g)的平衡常数为 (用含KⅠ、KⅡ的式子表示)；提高CH4的选择性的措施有 、 。 (3)对于Bosch反应CO2(g)+2H2(g)⇌C(s)+2H2O(g)　ΔH<0，下列关于各图像的解释或得出的结论正确的是_____(填标号)。    A．由甲图可知，反应在t1min时可能改变了压强或使用了催化剂 B．由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态 C．由丙图可知，反应过程中v正>v逆的点是C点 D．由丁图可知，交点A表示的反应一定处于平衡状态 (4)室温下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入4molH2和1molCO2发生Sabatier反应：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)(不考虑副反应)；若反应时保持温度恒定，测得反应过程中压强随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 10 20 30 40 50 60 压强 5.00p 4.60p 4.30p 4.15p 4.06p 4.00p 4.00p ①0～10min内，v(CO2)= mol·L-1·min-1，该温度下Sabatier反应的Kp= (Kp为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数×体系总压)。 ②Sabatier反应的速率方程：v正=k正c(CO2)c4(H2)，v逆=k逆c(CH4)c2(H2O)(k是速率常数，只与温度有关)。20min时， ；反应达平衡时，升高温度，k正增大的倍数 k逆增大的倍数。(填“>”“<”或“=”) 6．（2023·河北·校联考三模）转化为高附加值的产品是应对气候变化和能源高速消耗的有效措施，我国科学家研究加氢制备甲醇方面取得一定进展。在一定温度和压强下，加氢制备甲醇的过程中主要发生如下三个反应，反应I、II、III对应的平衡常数分别为、和。 I． II． III． 回答下列问题： (1) ；、和三者之间的关系为 。 (2)为提高甲醇的平衡产率，可通过 (填“升高”或“降低”)温度， (填“增大”或“减小”)压强来实现。 (3)在两种不同的条件下，的平衡转化率和的选择性如下表所示。条件 (填“1”或“2”)中甲醇的产率更高。 条件 的平衡转化率/% 的选择性/% 1 27 68 2 21.3 97.7 (4)T℃时，将的混合气体充入压强为的恒压密闭容器中，在催化剂的作用下发生如下两个反应： ① ② 反应达到平衡状态时，和的分压相等，甲醇的选择性是CO的2倍，则的平衡转化率为 ，反应②的 (列出计算式即可，分压=总压×物质的量分数)。 (5)某甲醇燃料电池，电极材料为铂，电解质溶液为KOH溶液。写出负极电极反应式： ；铂电极除了起导电作用外，还起着 作用。 7．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考三模）氨是一种重要化工产品，研究有关氨反应规律具有重要意义。的催化氧化是工业制备硝酸的重要反应。 (1)已知氨催化氧化时会发生如下两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在反应过程中，上述反应Ⅰ和Ⅱ的能量变化如图甲、乙所示：    则反应：的 (2)为了研究不同催化剂和温度对该反应的选择性影响，在1L密闭容器中充入2mol和3mol，发生上述竞争反应Ⅰ和Ⅱ.在相同时间段内，测得不同催化剂对应的选择性变化如图丙所示，在最优催化剂下进行反应时，生成、NO的的转化率随温度的变化如图丁所示［已知：ⅰ.的选择性=；ⅱ.C点及以后两反应均达到平衡状态］    ①在硝酸工业中，催化氧化氨制取NO时，应选择的催化剂和温度是 、 。C点后NO的产率下降的原因是 ，硝酸溶液中，酸根阴离子的空间构型为 ②下列叙述中能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是 (填标号) A．混合体系中、保持不变 B．反应速率 C．混合气体的密度不再变化 ③C点对应温度下，反应Ⅰ的平衡常数为 (列出计算式即可) ④若反应25min到达C点，在0~25min内用表示的速率 8．（2023·河北沧州·校考三模）二氧化碳的吸收和利用是实现“碳中和”的重要途径。 Ⅰ.工业生产中，利用和制取尿素，通常认为该反应分为两步： ⅰ.   kJ⋅mol-1 ⅱ.   kJ⋅mol-1 (1)和制取尿素的总反应的热化学方程式为 。 (2)尿素易溶于水，从微观角度解释其主要原因为 。 Ⅱ.以为原料合成甲醇，可以实现碳的循环利用。 (3)一种铜基催化剂催化转化成甲醇的催化机理如图所示，该反应的副产物是 。    (4)①合成甲醇的另一途径可表示为  。在恒容绝热的密闭容器中，一定说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．    B．气体的压强保持不变 C．气体的密度保持不变    D．体系的温度保持不变 ②某甲醇燃料电池的工作原理如图所示，铂电极(a)上的电极反应式为 。    (5)甲醇在一定条件下脱水可制得二甲醚，该反应可表示为  。 实验测得：，，、为速率常数。T₁温度下。向2L恒容密闭容器中加入0.4 mol ，达到平衡时测得的体积分数为60%，则平衡时的产率 ，反应的平衡常数 。当温度改变为时，，则 (填“<”“>”或“=”)。 9．（2023·河北邢台·邢台市第二中学校联考三模）二氧化碳催化还原为乙醇等燃料是解决能源危机和温室效应的一种可持续方法，这有利于实现“碳达峰”和“碳中和”的目标。回答下列问题： 已知：①   ②   (1)则   (用、表示)。 (2)光催化和电催化制取乙醇的原理分别如下图所示。    ①光催化时，催化电极()产生电子()和空穴()，驱动阳极(得到)、阴极(得)反应。该装置的能量转化方式是 ；阳极上产生的电极反应式为 。 ②电催化时，向阴极迁移的主要离子是 ，阴极的电极反应式为 。 (3)催化加氢制取乙醇的反应原理为，实验测得当起始投料比为3，气体总压强维持为5MPa时，各物质的平衡组成随温度变化的关系如图所示。    ①该反应能自发进行的条件是 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。 ②A点处，的平衡转化率为 。 ③B点处，乙醇的平衡分压 MPa；对应温度下反应的 (保留3位小数；为以分压表示的平衡常数)。 10．（2023·广西玉林·统考模拟预测）合成氨的研究是化学研究的热点课题之一。 (1)科学家提出在某催化剂表面“N2→NH3”的反应历程如下：(“*”表示吸附在催化剂表面，“*+”代表脱附) ①N2→N≡N* ②N≡N*→HN=N* ③HN=N*→HN=NH* ④HN=NH*→H2N-N*H ⑤H2N-N*H→H2N-NH2* ⑥H2N-NH2*→*NH3 ⑦*NH3→*+NH3 上述过程中，会产生具有对称结构的中间产物，它们是 (填分子式)。 (2)“哈伯法”合成氨：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1，ΔS=-100J·K-1·mol-1。常温下，合成氨 (填“能”或“不能”)自发进行。 (3)“哈伯法”合成氨一般选择在400~500°C、10~30MPn条件下进行，选择该条件进行反应是兼顾了 (答两条)等方面的因素。 (4)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molN2和一定量H2合成氨，平衡时N2的转化率与起始投料比[]的关系如图1所示。M点对应的压强为20akPa。图1中，最佳投料比为 。该温度下，合成氨反应的平衡常数Kp为 (kPa)-2(用含a的代数式表示)。    (5)常温常压下，用电化学法合成氨的装置如图2。    ①生成NH3的电极反应式为 。 ②N2的通入速率为25mL·min-1，则H2生成速率、NH3生成速率与电压的关系如图3所示。    已知：a点时1小时通过9.0×10-3mol电子。NH3的最大法拉第效率为 。(提示：法拉第效率等于实际消耗的电子数与理论通过的电子总数之比，常温常压下，Vm=24.5L·mol-1)。电压高于0.3V时，随着电压增大，NH3生成速率降低的原因是 。 11．（2023·河北·校联考模拟预测）世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，一碘甲烷属于三类致癌物。用化学反应原理研究一碘甲烷具有重要意义，一碘甲烷热裂解时主要发生如下反应： 反应I： 反应Ⅱ：(丁烯)     反应Ⅲ： 回答下列问题： (1)几种化学键的键能数据如表所示： 化学键 键能/ 413 612 348 则反应Ⅱ的 ，若反应I正反应活化能为，则逆反应活化能为 (用含的代数式表示)。 (2)在恒容密闭容器中投入，实验测得平衡体系中乙烯、碘化氢和丁烯的物质的量分数与反应温度的关系如图所示：    ①随着体系温度升高，的物质的量分数先增大后减小的原因可能是 ． ②条件下，的平衡转化率为 ，若起始压强为，则反应Ⅱ的标准平衡常数 (已知：分压总压该组分的物质的量分数，对于反应，，其中，为各组分的平衡分压)。 (3)研究反应Ⅱ对提高反应I中的平衡转化率有重要意义。时，反应Ⅱ的正、逆反应速率与浓度的关系为，(是速率常数)，正、逆反应速率方程分别对应图中曲线、曲线。    ①时，向的密闭容器中充入和，此时 (填“>”“<”或“=”)。 ②图中曲线变为曲线改变的条件可能是 。 12．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）能源的合理开发和利用，低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023年2月21日，中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖，以表彰他在全球生态保护中做出的贡献。 (1)在298K、100kPa时，已知： C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ•mol-1； H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H2=-285.8kJ•mol-1； 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599.0kJ•mol-1。 298K时，写出1molC(s，石墨)和H2(g)反应生成C2H2(g)的热化学方程式： 。 (2)在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1=-156.9kJ•mol-1 副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1kJ•mol-1 工业合成甲烷通常控制温度为500℃左右，其主要原因为 。 (3)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g)，保持总压为100kPa，发生反应：CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H＜0。当=1时，NO的平衡转化率～；T2时NO平衡转化率～的关系如图：    ①能表示此反应已经达到平衡的是 (填字母)。 A．气体总体积保持不变 B．混合气体的平均相对分子质量保持不变 C．不再变化 ②表示T2时NO平衡转化率～的关系是 (填“I”或“Ⅱ”)，T1 T2(填“＞”或“＜”)。 ③当=1、T3时，CH4的平衡分压为 。已知：该反应的标准平衡常数Kθ=，其中pθ=100kPa，p(CH4)、p(NO)、p(CO2)、p(N2)和p(H2O)为各组分的平衡分压，则该温度下Kθ= (分压＝总压×物质的量分数)。 (4)工业上利用废气中的CO2、CO联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如图。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。    B中发生的总反应离子方程式为 。 13．（2023·湖南郴州·校联考模拟预测）乙醇是一种很有发展前景的能源替代品，通过CO和催化加氢制乙醇的体系中涉及化学应为： Ⅰ．     Ⅱ．     Ⅲ．     (1)则加氢制的热化学方程式为 ；该反应的化学平衡常数 (用、或表示)。 (2)反应Ⅲ自发进行趋势很大的原因为 ，已知，升高温度，该反应自发进行的程度将 (填“增大”、“减少”或“不变”)。 (3)T℃时，向盛有催化剂的2L恒容密闭容器中充入2mol和4mol，发生上述反应，10min末达到平衡，此时的转化率为80%，和的物质的量浓度分别为和．则0~10min内，平均反应速率 ；反应Ⅲ的平衡常数 (保留两位有效数字)。 (4)根据DFT计算和实验分析，在Ti掺杂稳定的Rh单原子催化剂表面进行的加氢制乙醇的反应历程如图所示(其中“*”表示吸附态；TS表示过渡态，对应的数值表示该步骤的活化能)，转化为的路径有两条，其优势路径决速步骤的活化能为 ，劣势路径决速步骤的化学方程式为 。 14．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）中国科学院宣布在入工合成淀粉方面取得突破性进展，在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的全合成，该技术未来有望促进碳中和的生物经济发展。 (1)入工合成转化为淀粉只需要11步，其中前两步涉及的反应如图1所示。    ①该流程中所涉及含碳化合物中碳原子的杂化方式有 。 ②反应： 。 (2)反应Ⅰ进行时，同时发生反应：。在恒容密闭容器中充入和，一定温度下，达到平衡时，物质的量分数为 %(计算结果保留1位小数)。 (3)乙烯是合成工业的重要原料，一定条件下可发生反应：。 ①分别在不同温度、不同催化剂下，保持其他初始条件不变，重复实验，经相同时间测得体积分数与温度的关系如图2所示。    在催化剂甲作用下，图2中点的速率 (填“>”“<”或“=”)，根据图中所给信息，应选择的反应条件为 。 (2)一定温度下，该反应正逆反应速率与的浓度关系：，(是速率常数)，且或的关系如图3所示，向恒容密闭容器中充入一定量，反应进行分钟后达平衡，测得，该温度下，平衡常数 (用含的计算式表示，下同)，用表示的平均反应速率为 mol·L-1·min-1。    15．（2023·河北张家口·统考三模）二氧化碳的资源化催化重整可以有效缓解温室效应，助力人与自然和谐共生的战略目标早日实现。科研团队研究催化氢化，密闭容器中涉及反应： Ⅰ.   Ⅱ.   回答下列问题： (1)   。 (2)在恒温恒压密闭容器中通入一定量的和发生反应，下列事实能说明容器内反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 A．与的物质的量之比不再改变 B．单位时间内键的数目不再改变 C．与的浓度之比为 D．反应Ⅱ的正、逆反应速率常数之比不再改变 (3)一定温度下，向容积为20L的恒容密闭容器中充入和，反应至20min恰好达到平衡。实验测得反应前容器内气体压强为，、和的浓度与时间的变化关系如图所示。    ①内，反应的平均速率 ；内，平均反应速率更大的是反应 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②图中表示的浓度与时间的变化关系曲线为 (填“”或“”)。 ③设为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以()。反应Ⅱ的 。 ④20min后，若再向容器中充入、和，反应Ⅰ向 (填“正反应方向”或“逆反应方向”)进行，理由为 。 (4)我国学者结合实验和计算机模拟结果，研究了在铁基催化剂作用下，反应Ⅱ包含的部分中间转化过程的反应机理如图所示，且该步骤最大能垒的计算结果比国外学者计算的低。国外学者计算的最大能垒为 。    16．（2023·河北邯郸·统考三模）“2030年前碳达峰，2060年前实现碳中和”定调国家级绿色发展战略。防治大气污染、水体污染等是世界各国保护环境的最重要课题。 Ⅰ. (1)一氧化碳是一种大气污染物，也是一种重要的化工原料，科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O2在催化剂表面生成CO2的过程，模拟图如图所示(部分微粒未画出)    下列叙述正确的是 。 a．状态Ⅰ→状态Ⅲ未发生化学变化 b．状态Ⅲ→状态Ⅴ的反应为CO+O=CO2 c．状态Ⅳ→状态Ⅴ过程无能量变化 (2)CO2催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的CO2转化方法。该过程中涉及的反应为：2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) 该反应通过以下步骤来实现： i.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ii.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) = kJ·mol-1，1molCH3OCH3中sp3杂化方式原子个数为 。 Ⅱ．已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g) =-173.6kJ·mol-1。 (3)图甲、图乙分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系，已知m为起始时的投料比，即m=n(H2)/n(CO2)。    ①图甲中投料比相同，温度从高到低的顺序为 。 ②图乙中m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为 ，理由是 。 (4)图丙表示在m=3，总压为5MPa的恒压条件下，各物质平衡时的物质的量分数随温度的变化关系。    ①曲线d代表的物质为 。(填化学式) ②T4温度时，该反应的平衡常数Kp= 。 (提示：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，列出计算式，不需化简和计算) Ⅲ.北京冬奥会基本实现了100%绿电供应和碳中和。利用如图所示光催化技术装置可实现“碳中和”。 (5)铂电极的电极反应式为 。 17．（2023·河北·模拟预测）乙酸乙酯在工业上有着广泛的用途。科学家以乙烯、乙酸为原料，杂多酸作催化剂制备乙酸乙酯，反应原理为。回答下列问题： (1)在热力学标态下由指定单质(大多是稳定单质)生成1 mol物质的反应焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓()。。相关物质的标准摩尔生成焓数据如表所示。 物质 /(kJ·mol) +52.3 -436.4 -463.2 以乙烯(g)、乙酸(g)为原料制备乙酸乙酯(1)的反应的热化学方程式为 。 (2)一定条件下，在一个密闭容器中，通入各1 mol的乙烯和乙酸气体，发生上述反应。 ①若保持温度和压强不变，下列描述能说明反应已达化学平衡的是 (填字母)。 A．单位时间内，消耗乙烯和生成乙酸的物质的量相同 B．容器内混合气体的密度不再变化 C．不再变化 D．体系中乙烯和乙酸的转化率相等 ②若想提高乙酸乙酯的产率，可以采取的措施有 (写两种)。 ③分别在压强、下，相同时间内测得乙酸乙酯的产率随温度的变化如图。 (填“>”或“<”)，理由是 。A点后乙酸乙酯产率随温度升高反而下降的原因可能是 。A点该反应的压强平衡常数 (用含的代数式表示)。 (3)科学家设想通过电化学方法实现乙烯的转化，其原理如图所示(均为惰性电极)。图中b极为 极，M极上的电极反应式为 。 18．（2023·河北秦皇岛·统考三模）环戊烯()常用于有机合成及树脂交联等。在催化剂的作用下，可通过环戊二烯( ) 选择性氢化制得，体系中同时存在如下反应： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 已知：选择性是指生成目标产物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例。 回答下列问题： (1)反应Ⅲ的= kJ·mol-1。 (2)为研究上述平衡关系，在T℃下，向密闭容器中加入amol环戊二烯和4molH2，测得平衡时，容器中环戊二烯、环戊烯、环戊烷的物质的量之比为1：4：1，则环戊烯的选择性为 ，反应I以物质的量分数表示的平衡常数Kx1为 。 (3)实际生产中采用双环戊二烯()解聚成环戊二烯()； ①解聚反应和二聚反应的活化能：Ea(解聚) Ea(二聚)(填“<”“>”或“=”)。 ②将环戊二烯溶于有机溶剂中可提高解聚反应的程度，原因是 。 ③实际生产中常通入氮气以解决解聚问题(氮气不参与反应)。某温度下，向恒容密闭容器中通入总压为100kPa的双环戊二烯和氮气，达到平衡后总压为160kPa，双环戊二烯的转化率为80%，则p(N2)= kPa，平衡常数Kp= kPa。【已知】 19．（2023·河北·校联考三模）高温煤气脱硫是提高煤清洁转化利用效率的关键技术，效果较好的脱硫剂是铁酸锌(ZnFe2O4)，部分反应如下： Ⅰ.2FeS(s)+ZnS(s)+5O2(g)=ZnFe2O4(s)+3SO2(g) △H1=-1679.3kJ•mol-1 Ⅱ.2FeS(s)+ZnS(s)+10H2O(g)=ZnFe2O4(s)+3SO2(g)+10H2(g) △H2=+738.9kJ•mol-1 Ⅲ.2H2S(s)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H3=-1172.0kJ•mol-1 回答下列问题： (1)铁酸锌脱硫反应ZnFe2O4(s)+3H2S(g)+H2(g)=2FeS(s)+ZnS(s)+4H2O(g)的反应热△H= 。 (2)铁酸锌脱硫反应ZnFe2O4(s)+3H2S(g)+H2(g)=2FeS(s)+ZnS(s)+4H2O(g)经实验测定在不同投料比x1、x2、x3[投料比x=]时H2S的平衡转化率与温度的关系如图所示。    ①x1、x2、x3由大到小的顺序是 。 ②一定温度下，向体积为5L的恒容密闭容器中投入3molH2S和2molH2和足量的ZnFe2O4时，初始压强为p0kPa，经4min反应达到平衡，测得平衡时H2O(g)的体积分数是氢气的2倍，则0～4min内的平均反应速率v(H2S)= 。该温度下，铁酸锌脱硫反应的平衡常数Kp= (Kp为以分压表示的平衡常数，分压总压物质的量分数)。 (3)一定温度(T0)下，在某恒容密闭容器中，按投料比n(H2S)：n(O2)=2：3进行投料，发生反应2H2S(s)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)。 ①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．3v正(O2)=2v逆(SO2) B．混合气体的密度不再变化 C．容器内气体总压强不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 ②研究表明，该反应的反应速率方程式为v=k•cm(H2S)•c3(O2)，其中k为速率常数，与温度、活化能有关.一定温度(T0)下，投料比n(H2S)：n(O2)=2：3的初始反应速率为v0，当H2S转化率为50%时的反应速率为v0，则反应速率方程式中m= 。 (4)科学家制造出一种使用固体电解质的H2S燃料电池，固体电解质可以采用氧离子(O2-)导体或质子(H+)导体，电池反应原理如图所示。    ①固体电解质采用氧离子(O2-)导体时，负极产生SO2的电极反应式为 。 ②固体电解质采用质子(H+)导体时，负极的电极反应式为 。 20．（2023·河北保定·统考二模）建设环境友好型社会是全世界的共识，治理环境污染也是国际性难题。化学和化学技术凭借其自身的优点和特性，已经在治理环境污染中发挥着越来越重要的作用。 回答下列问题： Ⅰ．氮氧化物的处理对建设生态文明具有重要的意义，如何消除NO成为当前研究的主要课题之一、某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中，在催化剂表面发生反应：  。时，相关物质的相对能量如图所示。    (1)反应的 ；该反应自发进行的条件为 (填“高温”、“低温”或“任意条件”) (2)已知该反应的，(、为速率常数，与温度、催化剂有关)若平衡后升高温度，则 (填“增大”、“不变”或“减小”)。 Ⅱ．“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料。常压下，乙苯和经催化剂吸附后能发生如下反应： (g) (g)    控制投料比[]分别为、和，并在催化剂作用下发生反应，乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图所示：    (3)乙苯平衡转化率相同时，投料比越高，对应的反应温度越 (填“高”或“低”)。 (4)时，反应经达到图中点所示状态，若初始时乙苯的物质的量为，则(苯乙烯) 。 (5)时，向恒容密闭容器中加入过量和一定量乙苯，初始和平衡时容器内压强分别为和，则平衡时该反应的为 (以含有、、的代数式表示)。 已知：a．混合气体中某组分的分压等于总压与该气体物质的量分数之积；以平衡分压代替平衡浓度进行计算，可得反应的平衡常数；b．   Ⅲ．可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇：。 (6)恒压下，和的起始物质的量之比为时，该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。甲醇的产率点高于点的原因为 。   (分子筛膜能选择性分离) 21．（2023·河北衡水·校联考二模）工厂烟气(主要污染物为、NO)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。 (1)还原技术是目前高效、成熟的去除的技术之一()。使用催化剂能有效脱除工厂烟气中的氮氧化物。 已知：反应Ⅰ．　 反应Ⅱ．　 ①反应　 。 ②在不同温度下，仅改变的浓度，NO的脱除率与浓度的关系如图1所示，浓度在1%~3%之间时，随着浓度增大，NO脱除率明显升高的原因可能是 。      (2)/碳基材料(活性炭、活性焦、活碳纤维)也可以脱硫、脱硝。/碳基材料脱硫时，控制一定气体流速和温度，烟气中的存在对/碳基材料催化剂脱硫、脱硝活性的影响结果如图2所示，当浓度过高时，去除率下降，其可能原因是 。 (3)研究高效催化剂是解决NO对大气污染问题的重要途径。400℃时，在分别装有催化剂的A和B的两个容积为2L的刚性密闭容器中，各充入物质的量均为nmol的NO和CO发生反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响，数据如表： 时间/min 0 10 20 30 ∞ A容器内压强/kPa 100.0 90.0 85.0 80.0 80.0 B容器内压强/kPa 100.0 95.0 90.0 85.0 80.0 ①由表可以判断催化剂 (填“A”或“B”)的效果更好。 ②下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是 (填标号)。 A． B．混合气体的平均相对分子质量不变 C． D．容器内气体的密度不再发生变化 ③容器中CO的平衡转化率为 %。400℃时，用压强表示的平衡常数 ()。 ④汽车尾气中含有NO和CO，在排气管中使用催化剂可以提高污染物的转化率，其原因是 。 22．（2023·河北张家口·统考一模）二氧化碳的重整和综合利用可以有效缓解环境压力，助力尽快实现双碳目标。CO2与H2合成甲醇涉及反应： I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•mol-1 Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.2kJ•mol-1 回答下列问题： (1)△H1= 。 (2)若反应II的△S2=+42.1J•mol-1•K-1，则该反应在298K时 (填“能”或“不能”)自发进行。 (3)T0℃，向10L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2发生上述反应。10min末达到平衡时测得容器中CO2的转化率为90%，CO的物质的量为0.3mol。 ①0~10min内，平均反应速率v(CH3OH)= 。 ②下列叙述不能作为上述反应达到平衡状态标志的是 。 A．H2O的生成速率与CO2的消耗速率相等 B．混合气体的总质量不再变化 C．混合气体的总压强不再变化 D．CO的物质的量不再变化 ③T0℃时，H2的平衡转化率为 ；该温度下，反应Ⅰ的平衡常数Kc= (保留三位有效数字)。 (4)我国学者结合实验和计算机模拟结果，提出了CO2电还原制备CH3OH的机理，其部分反应历程如图所示，吸附在催化剂表面的物种用“•”标注。 其中CO2在 (填“阴极”或“阳极”)上发生反应；下列转化过程中，可能适合在高温条件下进行的是 (填选项字母)。 A．CO2+6H→•CO2 B．•CO+•OH→•CO+•H2O C．•OCH•→OCH2 D．•CH3OH→CH3OH 23．（2023·河北唐山·统考三模）I．金属有机骨架化合物(MOFs)能高效选择性吸附NO2和N2O4，遇水后将氮氧化合物转化为HNO3.此过程在相同条件下存在如下平衡： ① ② ③ (1) (用含、、的式子表示) (2)反应②在恒温恒压体系中，下列选项中能说明其已达到平衡的是________ A．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 B． C．颜色不再发生变化 D．混合气体的密度不变 II． NaClO溶液脱硝时将氮元素氧化成最高价态 (3)在恒容体系内的不同温度下，尾气脱硝的反应中NO的平衡分压p如图1所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硝反应的平衡常数 (填“增大”“不变”或“减小”)    NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH的变化如图2所示，NaClO溶液的初始pH越小，NO的转化率越高。其原因是 。    III．臭氧脱硝存在如下两个反应： a． ； b． 。 (4)T℃时，将NO2和O3混合气体以物质的量之比2：1充入一个2L恒容密闭容器中发生上述反应，测得NO2的物质的量浓度随时间变化关系如下表。 t/s 0 2 4 6 8 10 12 c(NO2)/() 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40 若起始压强为P0，T℃下反应达到平衡时，N2O4的分压与N2O5的分压相等，则O3的体积分数= (保留两位有效数字)，反应b平衡常数Kp= (用含P0式子表示，Kp为用平衡分压表示的平衡常数，即用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。 IV.电化学方法脱硝是将尾气脱硝反应设计成燃料电池，其原理如图。    (5)该电池在使用过程中石墨b电极上生成氧化物M，则石墨a电极上的电极反应方程式为 。 24．（2023·河北·校联考模拟预测）为解决气候危机，近年来我国大力研发二氧化碳利用技术，耦合丙烷()的研究不仅能降低空气中二氧化碳含量，同时还能制备重要化工原料丙烯()。其耦合原理为 ，同时伴随着副反应  的发生。 回答下列问题： (1)传统工业是通过直接脱氢制备。 ①直接脱氢制备的热化学方程式为 。 ②工业上，通常在中掺入水蒸气，控制反应温度不变，并保持体系总压为常压的条件下进行反应，该方法能提高的平衡转化率的原因为 。 (2)T K下，向体积为5L的刚性容器中充入0.02 mol 和0.04 mol 进行上述反应，此时容器内压强为kPa.2 min时达到平衡，平衡时的转化率为50%，的转化率为20%。 ①平衡时的物质的量浓度为 。 ②2 min内， 。 ③T K下，耦合反应的平衡常数 kPa(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 (3)丙烯难溶于水，被水溶液氧化的效果较差，若将丙烯溶解在18-冠-6()中，氧化效果会明显提升。已知18—冠—6能与反应形成。 ①与18-冠-6无法发生相应反应的原因为 。 ②加入18-冠-6后氧化效果会明显提升的原因为 。 25．（2023·河北沧州·统考二模）氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。 Ⅰ、一定条件下，用催化还原可消除NO污染。 已知：①     ②     (1)和完全反应，每生成2.24L(标准状况)NO时，吸收8.9kJ的热量；则    △H= 。 (2)反应②分两步进行，其反应历程与能量变化关系如图所示，写出决定NO氧化反应速率的化学方程式： 。 (3)将2mol NO(g)、1mol (g)和1mol He(g)通入反应器，在温度T、压强p条件下进行反应②和。平衡时，若、与三者的物质的量相等，则NO转化率为 ，反应②平衡常数 (用含p的代数式表示，不考虑)。 Ⅱ、汽车尾气中的氮氧化物可利用如下反应处理：    ，实验测得，，(、为速率常数，只与温度有关)。 (4)达到平衡后，仅升高温度，增大的倍数 (填“>”“<”或“=”)增大的倍数。 III、近年来，低温等离子技术是在高压放电下，产生自由基，自由基将NO氧化为后，再用溶液吸收，达到消除NO的目的。实验室将模拟气(、、NO)以一定流速通入低温等离子体装置，实验装置如图所示。 (5)等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率，原因是 。 (6)其他条件相同，等离子体的电功率与NO的转化率关系如图所示，当电功率为30W时，NO转化率达到最大的原因可能是 。 26．（2023·河北石家庄·校联考模拟预测）二甲醚是重要的化工原料，采用二氧化碳的有效转化，既是生成二甲醚的简便方法，又是实现“碳中和”的重要途径。 Ⅰ.催化加氢合成二甲醚是一种转化方法，其过程中发生副反应： ①     已知反应： ②     (1)催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为 ，该反应自发进行的条件为 。 (2)在恒压、和的起始量一定的条件下，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图。其中， 当温度高于300℃，的平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。若起始投料比为，不考虑其他副反应，则288℃时，反应①的化学平衡常数K= ()。 Ⅱ.由制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇，再经脱水，主要分为以下步骤。 反应③：     反应④：     (3)在不同的压强下，按照投料比合成甲醇，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图甲或乙所示。 下列说法正确的是___________(填字母)。 A．图甲的纵坐标表示的平衡产率 B．压强： C．为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择高温、高压的反应条件 D．一定温度、压强下，寻找活性更高的催化剂，是提高的平衡转化率的主要研究方向 (4)压强为4MPa，当的混合气体以一定流速通过装有某种催化剂的反应器。在280℃时，若的平衡转化率为7.00%，甲醇的选择性为95.0%，则甲醇的收率为 ()。 (5)甲醇脱水若条件控制不当可生成丙烯，反应为，反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图曲线所示，已知Arrhenius经验公式为(其中，为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。该反应的活化能 。 27．（2023·河北·模拟预测）利用生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环。由制甲醇、乙醇具有重要的经济效益。回答下列问题： (1)单个分子加氢制甲醇在不同催化条件下存在两种反应路径，反应历程中的相对能量变化如图所示。 ①催化加氢制甲醇(涉及物质均为气态)的热化学方程式为 (的单位用表示，用表示阿伏加德罗常数的值)。 ②下列说法正确的是 (填标号)。 A．分压越大，该反应的速率越大 B．甲酸盐路径更有利于加氢制甲醇 C．中间体比更稳定 D．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率 (2)在催化加氢制甲醇过程中同时发生竞争反应  。在密闭容器中，维持压强和投料比不变，平衡时CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图所示。 ①图中代表的物质的量分数随温度变化的曲线为 (填“I”或“II”)。 ②150～250℃范围内转化率随温度升高而降低的原因是 。 ③在压强为p的恒温恒压密闭容器中加入和反应，达到平衡状态时的转化率为20%，生成CO的物质的量为0.1 mol，则甲醇(g)的选择性为 %，在该温度下的压强平衡常数 (列出计算式，分压=总压×物质的量分数)。 (3)和合成乙醇的反应为。将等物质的量的和充入恒压容器中，测得平衡时的体积分数随温度的变化曲线如图所示。 ①m、n两点对应的平衡常数 (填“>”“＜”或“=”)；若保持温度不变，将m点对应起始反应物置于恒容密闭容器中反应，则平衡时乙醇的体积分数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。分别使用催化剂a、b、c进行和合成乙醇的反应，依据实验数据获得如图所示曲线。在催化剂a作用下，该反应的活化能 ；比催化剂a更高效的催化剂为 (填“b”或“c”)。 28．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测）环己烯是工业常用的化工品。工业上通过热铂基催化剂重整将环己烷脱氢制备环己烯，化学反应为    △H。 (1)几种共价键的键能数据如下： 共价键 H—H C—H C—C C=C 键能/() 436 413 348 615 △H= 。 (2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体，仅发生上述反应。下列叙述错误的是_______(填字母)。 A．气体平均摩尔质量不随时间变化时反应达到平衡状态 B．平衡后再充入气体，平衡向右移动，转化率增大 C．加入高效催化剂，单位时间内的产率可能会增大 D．增大固体催化剂的质量，一定能提高正、逆反应速率 (3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性()随温度的变化如图所示。 ①随着温度升高，环己烷平衡转化率增大的原因是 。随着温度升高，环己烯的选择性变化的可能原因是 (填字母)。 A．平衡向逆反应方向移动         B．环己烷裂解发生副反应 C．环己烯易发生聚合反应             D．催化剂的选择性增大 ②当温度高于600℃时，可能的副产物有 (任写一种结构简式)。 (4)在873K、100kPa条件下，向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体，仅发生反应:。 ①环己烷的平衡转化率随的增大而升高，其原因是 。 ②当时，达到平衡所需时间为20min，环己烷的平衡转化率为，则环己烷分压的平均转化速率为 。该环己烷脱氢反应的压强平衡常数 kPa。(均保留2位小数)注：用分压计算的平衡常数为压强平衡常数()，分压=总压×物质的量分数。 (5)“”表示铂基催化剂，“*”表示吸附在该催化剂表面，环己烷脱氢反应的机理如下，请补充基元反应③ ； ① ② ③ ④ *H2H2+ 29．（2023·河北·模拟预测）合成气(CO、)和是重要的化工原料，可合成许多有机物。 (1)中国在世界上率先实现化“煤”为“酒”的奇迹，已知： ① ； ② 。 则 。 (2)已知基元反应 ，，，、分别为只与温度有关的正、逆反应速率常数。若在370℃时该反应的平衡常数，，则 ；已知升高温度后增大的程度小于增大的程度，则该反应的 0(填“>”或“<”)。 (3)一定条件下向某恒容密闭容器中通入、，在催化剂存在下发生反应：，测得经过时的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示。 ①当 时，平衡体系中的体积分数最大。c点的平衡转化率低于b点的原因可能有两种：一是温度高导致平衡向左移动；二是 。 ②下，若、，反应开始时容器内压强为8MPa，则时该反应的平衡常数 (为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。若10min末该反应刚好达到平衡状态，则0~10min内的平均反应速率 。 ③其他条件相同时，压强越大，该合成反应的速率越快，平衡转化率越 (填“高”或“低”)，但实际生产中没有使用更高的压强，其原因是 。 30．（2023·河北张家口·统考二模）1-氯丙烷是一种重要的有机合成中间体，在一定温度下可以转化为2-氯丙烷，其转化原理如下： i． (g)　ΔH1=-271.96kJ·mol-1 ⅱ．(g)　ΔH2=-267.80kJ·mol-1 回答下列问题： (1)1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为 。 (2)在恒温恒压条件下，将丙烯和HCl按起始投料n(丙烯)：n(HCl)=1：2匀速通过装有等量相同催化剂的反应器，测得不同温度下丙烯和HCl的转化率如图(忽略温度对催化剂的影响)； ①表示HCl转化率的曲线为 (填“L1”或“L2”)，理由为 。 ②T1温度下丙烯转化率最高的原因为 。 ③已知T2温度下，平衡时2-氯丙烷的体积分数为10%，则1-氯丙烷的体积分数为 (保留两位有效数字，下同)；反应i的平衡常数 [对于反应，，x为物质的量分数]。 (3)向恒温恒容密闭容器中充入一定量的1-氯丙烷，只发生1氯丙烷转化为2-氯丙烷的反应。保持温度不变，向平衡体系中再充入一定量的1-氯丙烷，再次平衡后，1氯丙烷的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”)，原因为 。 31．（2023·河北沧州·统考一模）氢能作为一种高热值、零污染的能源，对于促进全球经济脱碳，特别是在工业和交通领域将发挥不可或缺的替代作用。甲烷水蒸气催化重整制氢气是目前工业上比较常见的制氢工艺。回答下列问题： (1)已知：、时，甲烷、一氧化碳和氢气的燃烧热分别为、和，，在催化剂作用下，甲烷水蒸气催化重整制氢气的为 。 (2)该反应易在 (填“较高温度”或“较低温度”)下自发进行。 (3)氧化钴催化作用下，在体积分别为和的密闭容器中，各充入和发生甲烷水蒸气催化重整制氢气的反应，达到平衡时，该反应的正反应速率可表示为，逆反应速率可表示为(和为速率常数，且只与温度有关)，反应达到平衡时，甲烷的转化率随温度的变化曲线如图所示。 ①氧化钴中的最外层电子排布式为 。 ②图中a、b、c三点所对应的平衡常数K的大小顺序为 (用字母表示，下同)，逆反应速率的大小关系为 。 ③时，图中a点对应的正反应速率，则 。 ④时，的密闭容器中，该反应的 。 32．（2023·河北唐山·统考二模）将和两种气体转化为合成气(和CO)，可以实现能量综合利用，对环境保护具有十分重要的意义。甲烷及二氧化碳重整涉及以下反应： I． 平衡常数 Ⅱ． 平衡常数 Ⅲ． 平衡常数 (1)为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变。对于稳定相态单质，其为零。根据下表数据，计算反应Ⅱ的反应热 ，该反应正反应活化能 逆反应活化能(填“大于”、“小于”或“等于”)。 物质 CO () (2)平衡常数 (用、表示)。 (3)一定温度下，维持压强，向一密闭容器中通入等物质的量的和发生反应。已知反应Ⅱ的速率方程可表示为，，其中、分别为正、逆反应的速率常数，则以物质的分压表示的反应Ⅱ的平衡常数 (用、表示)，另lgk与的关系如图所示，①、②、③、④四条直线中，表示的是 (填序号)，温度时，图中A、B、C、D点的纵坐标分别为、、、，达到平衡时，测得的转化率为60%，且体系中，则 ，以物质的分压表示的反应I的平衡常数 。(用含的代数式表示，已知：lg5=0.7) 33．（2023·全国·模拟预测）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。 I.水煤气法制取氢气 煤气化装置中发生反应①：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+135kJ•mol-1； 水气变换装置中发生反应②：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•mol-1。 (1)反应①发生前，需要通入一定量的氧气与碳发生燃烧反应，通入氧气的作用为 。其他条件不变时，在相同时间内，向水气变换装置中投入一定量的CaO，H2的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”)；如图所示，微米CaO和纳米CaO对平衡的影响力不同的原因为 。 (2)一定量的煤和水蒸气经反应①后进入反应②装置且进料比=0.8，反应一段时间后，达到平衡时=3：1，CO的平衡转化率为 。 II.水分解法制取氢气 (3)将CoFe2O4负载在Al2O3上作为催化剂，反应分两步实现，产氧温度在1200℃，产氢温度在1000℃时，循环机理如图所示。 已知：H2O(g)H2(g)+O2(g) △H=(a+b)kJ•mol-1 第①步：CoFe2O4(s)+3Al2O3(s)CoAl2O4(s)+FeAl2O4(s)+O2(g) △H=akJ•mol-1； 第②步反应的热化学方程式为 。 (4)若第②步反应的平衡常数为K，则平衡常数的表达式为K= 。 (5)已知对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，v正=k正•ca(A)•cb(B)，v逆=k逆•cc(C)•cd(D)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。1000℃时，第②步反应测得H2O(g)和H2物质的量浓度随时间的变化如图所示，a点时，v正：v逆= 。 34．（2023·河北·统考模拟预测）甲醇是一种基本的有机化工原料，用途十分广泛。应用催化加氢规模化生产甲醇是综合利用，实现“碳达峰”的有效措施之一。我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应，需通过以下两步实现： Ⅰ. Ⅱ. (1)反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。 。 (2)若，下列温度下反应能自发进行的是_______(填序号)。 A． B．10℃ C． D． (3)恒压下，分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)的两个同体积容器中通入和，甲醇的产率随温度的变化如图所示。温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜的原因为 。 (4)按照投料，在恒容密闭容器中进行反应，的平衡转化率随温度和压强变化如图所示。 ①压强、、由大到小的顺序是 。 ②压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是 ； ③同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是 。 ④一种应用双极膜(由阳离子和阴离子交换膜构成)通过电化学还原制备甲醇的电解原理如图所示。催化电极的电极反应式为 ，双极膜内每消耗水，理论上石墨电极产生标准状况下 。 35．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考一模）研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。 (1)“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)。 已知：①C2H8N2 (l)+4O2 (g)=2CO2 (g)+N2 (g)+4H2O(1) △H1=-2 765.0 kJ·mol-l ②2O2 (g)+ N2 (g)=N2O4(1) △H2=-19.5 kJ·mol-l ③H2O (g)=H2O (1) △H3=-44.0 kJ·mol-l 则C2H8N2 (l)+2N2O4 (l)=3 N2 (g)+2 CO2 (g)+4 H2O (g)的△H为 。 (2)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为 第一步：I2 (g)→2I(g)(快反应) 第二步：I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应) 第三步：2IO(g)+2N2O(g)→2N2 (g)+2O2 (g) +I2 (g)(快反应) 实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是 (填字母)。 A．N2O分解反应中，k值与碘蒸气浓度大小有关 B．IO为反应的催化剂 C．第二步活化能比第三步大 (3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO (g)+2CO (g)=N2 (g)+2CO2 (g) △H=-746.8 kJ·mol-1。 实验测得：v正=k正·p2(NO)·p2(CO)，v逆=k逆·p(N2)·p2 (CO2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关；p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。 ①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数 (填“大于“小于”或“等于”) k逆增大的倍数。 ②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2：2：1，压强为p0 kPa。达平衡时压强为0.9p0 kPa，则= 。 (4)我国科技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数Kp： ①3N2H4(l)=4NH2(g)+N2(g) △H1 Kp1 ②4NH3(g)=2N2(g)+6H2(g) △H2 Kp2 绘制pKp1-T和pKp2-T的线性关系图如图所示：(已知：p Kp = -lg Kp) ①由图可知，△H1 (填“>”或“<”)0。 ②反应3N2H4(1)=3N2 (g)+6H2 (g)的K= (用Kp1，Kp2表示)；该反应的△H (填“>”或“<”)0，写出推理过程： 。 36．（2023·河北石家庄·统考一模）二甲醚是重要的有机合成原料：工业上常用合成气(主要成分为、)制备二甲醚，其主要反应如下： 反应ⅰ：， 反应ⅱ：， 反应ⅲ：， (1)已知时，由稳定态单质生成化合物的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓。几种物质的标准摩尔生成焓如下表所示，据此计算 。 物质 0.0 (2)已知，随温度变化的三种趋势如下图中线条所示。能用来表示反应ⅰ的线条是 (填线条字母)。 (3)在催化剂的作用下发生反应ⅰ，其可能反应机理如下图所示。 ①根据元素电负性的变化规律，图中反应步骤Ⅲ可描述为 。 ②在合成甲醇过程中，需要不断分离出甲醇的原因为 (填选项字母)。 a．有利于平衡正向移动b．防止催化剂中毒c．提高正反应速率 (4)一定温度下，在体积为的刚性容器中充入和制备二甲醚，时达到平衡，平衡时的转化率为80%，，且。 ①内， 。 ②反应ⅲ的平衡常数 (保留三位有效数字)。 (5)实际工业生产中，需要在260℃、压强恒为的反应釜中进行上述反应。初始时向反应釜中加入和，为确保反应的连续性，需向反应釜中以、进气流量持续通入原料，同时控制出气流量。 ①需控制出气流量小于进气流量的原因为 。 ②已知出气流量为，单位时间内的转化率为60%，则流出气体中的百分含量为 。 37．（2023·河北衡水·校联考模拟预测）回答下列问题： (1)已知：①4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H1=-1812.0kJ•mol-1，②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1269.0kJ•mol-1，则NH3(g)与O2(g)反应生成NO(g)和H2O(g)的热化学方程式为 。 (2)在一定温度和适当催化剂存在下，将1molCO、2molH2充入2L恒容密闭容器中，使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ•mol-1，测得开始时容器内总压为3×105Pa，2min末达平衡时，c(CH3OH)=0.2mol•L-1。 ①0～2min内，平均反应速率v(H2)= mol•L-1•min-1，平衡时CH3OH的体积分数为 %(计算结果保留2位小数，下同)。 ②该温度下的分压平衡常数Kp= Pa-2(分压=总压×物质的量分数)。 ③该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (3)工业上可用氨水除去尾气中SO2，常温下，将SO2通入氨水中，当溶液显中性时，溶液中= (常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2，Ka2=1.2×10-8)。 (4)甲醇碱性燃料电池原理如图所示： ①Y电极为 极，X电极的电极反应式为 。 ②用该燃料电池做电源，电解足量硫酸铜溶液(电极均为惰性电极)。当某极析出9.6g红色固体时，理论上消耗甲醇的质量为 g。 38．（2023·河北邢台·统考模拟预测）1，6-己二醇是一种重要的化工原料，利用己二酸二甲酯加氢制备发生主要反应如下： 反应I． 反应II． (1)标准摩尔生成焓是指标准状态下由元素最稳定的单质生成纯化合物时的反应热。已知、和的标准摩尔生成焓分别为、和。则反应Ⅱ的 。 (2)℃时，向刚性容器中按充入和发生反应。实验前测得容器的总压强为，在高压氛围下，的压强近似等于总压且反应过程基本保持不变。经过达到平衡时的转化率为80％，的分压为。则用Q的分压表示的反应速率为 ，反应Ⅱ的平衡常数 (是用分压表示的平衡常数)。 (3)向刚性容器中按充入和发生反应，平衡体系中各组分的物质的量(除外)随温度的变化如下图所示。 ①分别表示和的变化曲线为 、 ；升温后；体系中将 (填“增大”“减少”或“不变”)。 ②升温后，反应I的K值将 (填“增大”或“减少”)，原因为 。 39．（2023·安徽合肥·统考一模）空间站还原转化系统能把呼出的捕集、分离并与空间站电解水系统产生的进行加氢处理，从而实现空间站内物料的循环利用。 (1)一种借助光将转化为的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式是 ；图中所示的各物质中，含有极性共价键的非极性分子是 (填化学式)。 (2)一定条件下，和还可发生如下两个平行反应： i.   ii.   ①已知相关键能数据如下表： 化学键 键能/ 436 464 803 1072 则反应i的 。 ②为了提高的产率，理论上应采用的措施是 (填标号)。 A．低温低压    B．高温低压    C．高温高压    D．低温高压 ③保持温度，压强，按投料比向密闭容器中充入和，反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示(已知选择性：转化的中生成的百分比)。 催化剂 转化率 选择性 cat.1 21.9% 67.3% cat.2 36.1% 100.0% 上述条件下，使用cat.2作催化剂，下列说法能判断反应ii达到平衡状态的是 (填标号)。 A．气体压强不再变化        B．气体平均相对分子质量不再变化 C．和的物质的量之比为    D．和的物质的量之比不再变化 (3)一定条件下，向恒容密闭容器中充入和，只发生上述反应ii，达平衡时，的转化率为80%，则该温度下的平衡常数 (保留两位小数)。 (4)若恒容密闭容器中只发生上述反应i，在进气比不同、温度不同时，测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度 (填“＜”，“>”，或“=”)，其原因是 。 40．（2022·广东东莞·东莞市东华高级中学校考模拟预测）含氮化合物(NOx、NO等)是主要的污染物之一，消除含氮化合物的污染倍受关注。 (1)下列过程属于氮的固定过程的是_______(填选项字母)。 A．工业合成氨 B．工业利用氨气合成硝酸 C．雷雨天中氮气与氧气生成氮氧化合物 D．通过碱性试剂将气态的氮氧化合物转化为固态含氮化合物 (2)已知反应2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g) = -1169kJ·mol-1，该反应的逆反应活化能为akJ·mol-1，则其正反应活化能为 kJ·mol-1 (用含a的代数式表示)。 (3)某种含二价铜微粒的催化剂可用于汽车尾气脱氮。催化机理如图1，反应历程如图2。 ①Cu的基态核外电子排布式为 ，基态Cu+比Cu2+稳定的原因是 ，从化学键的角度解释能结合NH3的原因： 。 ②该脱氮过程的总反应方程式为 。该反应历程的决速步骤是 。(填选项) a.状态①→状态②                            b.状态②→状态③ c.状态③→状态④                               d.状态④→状态⑤ (4)实验室用NaOH溶液对氮氧化合物进行尾气吸收，例如NaOH溶液可将NO2转化为NaNO3和NaNO2。该吸收过程中发生反应的离子方程式为 。 41．（2022·吉林长春·长春十一高校考模拟预测）煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境造成很大污染，将煤进行气化和液化是减少污染的有效手段。 (1)煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案，最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下： i：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H1 ii：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    △H2=41.2kJ/mol iii：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)    △H3=-132.0kJ/mol 850℃时，三个反应的平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160。 ①△H1= ，该反应在 (填“高温”或“低温”)能自发进行。 ②850℃时，在密闭容器中进行反应i，开始时只加入CO2、H2，反应10min后测得各组分的浓度如表。比较正、逆反应的速率的大小：v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。 物质 H2 CO2 CH3OH H2O 浓度/mol/L 0.2 0.5 0.8 0.8 (2)在CO2利用的科研中，中科院天津工业生物所将H2与CO2反应合成甲醇，再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉，首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。该研究成果在碳中和、碳排放、温室效应、粮食危机等方面有着重大意义。 回答下列问题： 保持温度T不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的CO2和H2，同时发生反应i和ii，起始及达平衡时，容器内各气体的物质的量如表所示。 CO2 H2 CH3OH CO H2O 起始量/mol 4.0 8.0 0 0 0 平衡量/mol n1 3.0 已知起始时总压强为1.5pkPa，平衡时体系总压强为pkPa，则表中n1= ，反应i的平衡常数Kp= 。(含p的式子表示) (3)取物质的量浓度为amol•L-1的甲醇，选择不同的工程酶组块作为催化剂反应10h，测得实验数据如表所示。 实验序号 温度/K 不同工程酶的组块 淀粉/(g•L-1) 1 T1 agp－M1 0.21 2 T1 agp－M2 0.38 3 T2 agp－M2 1.82 4 T2 agp－M3 1.24 ①根据表中数据选取最佳的反应条件 (填实验序号)。 ②已知温度升高，反应生成的淀粉量先增加后急剧减少，其可能原因是 。 ③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为 g•L-1•h-1。 试卷第20页，共50页 试卷第1页，共50页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1) (或) -92 (2) 7：2 (3) < 图4 50% 27 【详解】（1）在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，根据题图可知，反应的化学方程式为 (或)；由题图可知，反应物总能量高于产物总能量，反应放热，且的ΔH=-46kJ·mol-1，则合成氨反应的ΔH=-92kJ·mol-1，故答案为： (或)；-92； （2）①依据氮掺杂金红石表面氮气固定机理可知，反应物为氮气和氢离子，生成物为氨气，金红石为催化剂，总反应方程式为； ②由晶胞结构示意图可知，晶胞中N原子数为，O原子数为，Ti原子数为4，故；，解得，； （3）①合成氨的反应中，压强越大越利于氨的合成，则氨的物质的量分数越大，结合图像可知，在相同温度下，氨的物质的量分数：p3＞p2＞p1，所以压强：p3＞p2＞p1，所以P1<16MPa，故答案为：<； ②对比图3和图4可知，相同温度和相同压强下，图3中平衡时氨的物质的量分数较小，在恒压下充入惰性气体Ar，导致反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要向着气体分子数增大的方向进行，即不利于合成氨，所以氨的物质的量分数小，因此进料组成中含惰性气体Ar的图是图3，不含惰性气体Ar的图是图4，故答案为：图4； ③图3进料组成为，，，三者物质的量之比为3：1：1，假设进料中氢气、氮气和氩气物质的量分别为3mol、1mol和1mol，平衡时氮气变化量为x，列三段式：，当p2=20MPa、，解得，则氮气转化率； 平衡时氮气、氢气、氨气物质的量分别是 、1.5mol、，还有1molAr，物质的量分数分别是、、，该温度下2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)的平衡常数==27(MPa)2，故答案为：50%；27。 2．(1) (2) AD (3)C (4) 15% 0.076 【详解】（1）根据盖斯定律，由反应得到，所以反应热； （2），，；催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，降低活化能可以增大活化分子百分数，但不能改变反应的平衡常数和平衡转化率，答案选AD； （3）A.由于该反应正反应是放热反应，升高温度加快化学反应速率，但平衡逆向移动，转化率降低，选项A错误； B．增大压强，化学反应速率加快，但平衡不移动，选项B错误； C．增大反应物浓度可以加快反应速率，平衡正向移动，转化率提高，选项C正确； D．恒容条件下，充入稀有气体，容器压强增大，但对原平衡体系没有影响，化学反应速率没有变化，的转化率不变，选项D错误； 答案选C； （4）设参加反应的的物质的量为，则可建立如下三段式： 则有，，，的平衡转化率等于，反应平衡常数等于。 3．(1) -108.5 低温 (2) A 双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气占主导因素，平衡右移，二氧化碳的产率增大 (3) b 在一定压强下，升高温度平衡逆向移动，减小 33.3% (4)3CO2+4e-=C+2CO 【详解】（1）① ② ③ ④ 根据表格中燃烧热数据写出以上热化学方程式，根据盖斯定律可知得到然化学方程式计算得；该反应，，自发，根据自由能判据可知该反应低温自发。 （2）①A．恒温恒容模式，该反应是分子数减小的反应，压强始终在变化，当气体压强不再变化说明达到平衡，故A正确； B．纯气体反应，气体的总质量不变容器体积不变，根据公式，气体的密度始终不改变，不能作为平衡标志，故B错误； C．当时，说明达到平衡，故C错误； D．当各组分浓度不再改变说明达到平衡，按投料比反应各物质浓度始终是不能说明达到平衡，故D错误； 故答案为A； ②双功能的分子筛膜催化模式下只发生反应，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气占主导因素，平衡右移，二氧化碳的产率增大。 （3）①该反应是的反应液，在一定压强下，升高温度平衡逆向移动，减小，故曲线b对应等压过程的曲线； ②恒温时(℃)，当时，根据三段式可知 ，解得x=，的平衡转化率； 、、、体积分数分别为0.2、0.6、0.1、0.1； 根据图像可知平衡时压强为条件下该反应的平衡常数为：。 （4）温度小于900℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为和CaO，电解质为熔融碳酸盐，熔融碳酸钠中的碳酸根离子移向阳极，阴极得电子发生还原反应生成碳，则阴极的电极反应为3CO2+4e-=C+2CO。 4．(1)－93.7 (2)AD (3) 2.4 A (4) Cl－+2e－+H2O=ClO－ +2H+ 18 g 【详解】（1）根据盖斯定律：2NH3(l)+CO2(l)⇌H2O(l)+NH2CONH2(l)△H=ΔH1+ΔH2=(－109.2+15.5)kJ/mol=－93.7kJ/mol； （2）A．因为正反应是熵减的反应，即△S<0，根据△H－T△S<0可知，反应在低温下才能自发进行，故A错误； B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，有利于NH3的转化率增大，故B正确； C．CO(NH2)2是固体，混合气体的总质量是变量、容器体积不变，混合气体的密度是变量，混合气体的密度不再发生改变，反应达到平衡状态，故C正确； D．在恒容密闭容器中，充入He，各物质浓度不变，平衡不移动，故D错误； 选AD； （3）①若x=1、y=3，T2时，氢气的平衡转化率为80% 平衡时各气体的总物质的量为2.4mol，在恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则，平衡时总压p=，Kp=2.4 atm－2。 ②正反应放热，升高温度平逆向移动，温度对逆反应速率影响大，所以AE表示lgk逆与温度的倒数之间的关系、BD表示lgk正与温度的倒数之间的关系，A、B、D、E分别代表图1中a点、c点的速率常数，越小，lgk逆越大，点A表示c点的lgk逆。 （4）①在电极1上二氧化碳得电子发生还原反应生成CO，电极1是阴极，电极II是阳极，阳极氯离子失电子生成次氯酸根离子，电极反应式为Cl－+2e－+H2O=ClO－ +2H+； ②左室CO2被还原为CO，其电极反应式为：CO2+2e－+2H+=CO+H2O，则理论上转化44gCO2(1mol)，左室溶液质量增加的是1mol H2O的质量，即重18g。 5．(1)C (2) 控制反应温度在340℃左右 增大压强 (3)BC (4) 0.01 > < 【详解】（1）A．2H2O(g)⇌2H2(g)+O2(g) ΔS>0，室温下，该反应不能自发进行的原因是ΔH>0，不利于反应自发进行，且为主要的影响因素，A错误； B．增大某反应物浓度可提高可逆反应的限度，但该反应的转化率减小，B错误； C．ΔH=生成物总能量-反应物总能量，可逆反应中，若反应物总能量大于生成物总能量，则ΔH<0，C正确； 故选C。 （2）①根据盖斯定律，目标反应=反应I-2×反应II，则目标反应的平衡常数K=； ②由题图可知，在温度为340-400℃时，甲烷的选择性为100%，即此温度范围内只发生反应I，在此温度范围内升高温度，二氧化碳的转化率减小，说明反应I平衡逆向移动，KI减小，由上述分析及反应I、反应II在反应前后气体分子数的变化特点可知，温度、压强可影响甲烷的选择性，增大压强，反应I平衡正向移动，可提高甲烷的选择性，故可采用控制反应温度在340-400℃、增大压强等措施来提高甲烷的选择性； （3）A．对Bosch反应，反应后气体分子数减小，改变压强正逆反应速率不等，A错误； B．已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m点为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态，继续升温生成物的百分含量减小，说明升温平衡逆向移动，B正确； C．C点二氧化碳转化率小于该温度下的平衡转化率，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，C正确； D．A点时反应物浓度等于生成物浓度，反应不一定达到平衡状态，D错误； 故选BC。 （4）①向体积为2L的恒容容器中通入4mol氢气和1mol二氧化碳发生反应，设达到10min时消耗二氧化碳的物质的量为xmol，则有： 恒温恒容条件下，反应前后气体物质的量之比等于压强之比，则10min时，，解得x=0.2，v(CO2)=0.2÷(2×10)=0.01mol/(L∙min)。 ②由表中数据可知，反应在50min时达到平衡，设反应达到平衡时消耗ymol二氧化碳，则有，解得y=0.5。CO2(g)、4H2(g) 、CH4(g)、2H2O(g)的分压分别为0.5p、2p、0.5p、p，Kp=； ③已知v正=k正c(CO2)c4(H2)，v逆=k逆c(CH4)c2(H2O)，根据表中数据，20min时，反应还未达到平衡，反应正向进行，所以v正> v逆，所以v正=k正c(CO2)c4(H2)>v逆=k逆c(CH4)c2(H2O)，即k正c(CO2)c4(H2)>k逆c(CH4)c2(H2O)，所以>； ④反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，v正< v逆，k正增大的倍数<k逆增大的倍数 6．(1) (2) 降低 增大 (3)2 (4) 50%或0.5 (5) 催化 【详解】（1）利用盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ，解出。平衡常数； （2）反应Ⅰ和反应Ⅲ中，均在低温和增压条件下，有利于提高甲醇的平衡产率，降温，反应Ⅱ平衡逆移，抑制副反应的发生，增大压强对反应Ⅱ无影响； （3）比较条件1和条件2时甲醇的产率，根据信息可知，受的平衡转化率和甲醇的选择性共同影响，将两者相乘，计算数值越大，甲醇产率越高，故答案为2； （4），设，。依据题给信息的选择性是CO的2倍，设转化生成的为，则生成的CO为。列三段式： 依据反应达到平衡状态时，和的分压相等，则，，解得，代入三段式： ，的物质的量分数为，的物质的量分数为，的物质的量分数为，的物质的量分数为，在下进行反应，代入反应②的表达式即可，，同时，计算出的平衡转化率为； （5）甲醇燃料电池，负极发生氧化反应，介质为碱性介质，转化为，负极反应式为；燃料电池中，铂电极除了起导电作用外，还有催化作用。 7．(1)-1628.2 (2) 催化剂Y 840℃ 反应Ⅰ正反应放热，达到平衡后升高温度，平衡向左移动，NO产率下降 平面三角形 A 0.076 【详解】（1）由图示可知、，根据盖斯定律，将Ⅱ×2-Ⅰ得，故。 （2）①工业制硝酸中应尽可能将转化为NO，由图丙可知应选择的选择性最低的催化剂，故应该选用催化剂Y；由于反应Ⅰ是放热反应，达到平衡后，再升高温度，平衡向左移动，故NO的产率下降，酸根阴离子为，中心原子N的价层电子对数，故离子的空间构型为平面三角形。 ②A.混合体系中和NO的浓度保持不变，说明达到平衡，A项正确； B. 和均表示正反应速率，不能说明是否平衡，B项错误； C.容器容积不变，混合气总质量不变，密度不能说明是否平衡，C项错误； 答案选A； ③C点时NO和的转化率分别为90%、5%，说明生成，，根据化学方程式，列三段式： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 平衡时、、，容器容积为1L，故反应Ⅰ的平衡常数。 ④C点生成，生成，则共消耗，则用表示的速率。 8．(1)   kJ·mol-1 (2)尿素分子中含有氨基，与水分子之间容易形成氢键 (3)CO、 (4) BD (5) 40% 或0.11或0.111 > 【详解】（1）根据盖斯定律，ⅰ+ⅱ可得和制取尿素的总反应的热化学方程式：   kJ·mol。 （2）尿素分子中含有氨基，与水分子之间容易形成氢键，因此尿素易溶于水。 （3）根据图示可知，该反应中得到的副产物为CO、。 （4）（1）时，，反应未达到平衡状态，A项错误；该反应为气体分子总数减小的反应，在恒容密闭容器中进行该反应时，气体的压强减小，当压强保持不变时反应达到平衡状态，B项正确；在恒容容器中反应时，气体的密度始终保持不变，C项错误；该反应为放热反应，在绝热容器中进行该反应时，体系的温度升高，则体系的温度保持不变时反应达到平衡状态，D项正确。故该题选BD。（2）根据图示，该甲醇燃料电池工作时，铂电极(a)上转化成，配平可得电极反应式为。 （5）设达到平衡时的浓度变化为c mol⋅L，根据题中所给数据，列三段式进行计算。 起始浓度/(mol·L)    0.2              0           0 浓度浓度/(mol·L)     c                          平衡浓度/(mol·L)     c                          浓度/(mol·L)                             达到平衡时测得的体积分数为60%，列式为，解得 mol·L。 则的产率为。此温度下，反应的平衡常数。反应达到平衡状态时，，则，因此。温度为时，，即。该反应，升温时平衡常数增大，因此。 【点睛】本题以二氧化碳的吸收和利用创设情境，考查反应原理综合，涉及盖斯定律的应用、氢键与物质性质、反应机理分析、平衡状态的判断、电极反应式、平衡产率和平衡常数计算、温度对化学平衡状态的影响等考点。 9．(1) (2) 光能转化为化学能 Na (3) 低温 85.7% 0.625 【详解】（1）反应可由反应①×3-反应②得到，ΔH=3ΔH1-ΔH2。 （2）①该装置中水与CO2/在光催化下反应生成乙醇、CO和O2，光能转化为化学能。阳极上水失电子结合h+生成H+和O2，电极反应式为。 ②电催化时，电解质溶液中的阳离子向阴极移动，则向阴极迁移的主要离子为Na+。阴极上CO2得电子结合水生成乙醇和氢氧根离子，电极反应式为。 （3）①从图中可知，随着温度升高H2和CO2的体积分数增大，说明升温化学平衡逆向移动，故该反应为放热反应，根据ΔH-TΔS<0反应可自发进行可知，该反应能自发进行的条件为低温。 ②A点处，乙醇和H2的体积分数相同，不妨令初始投入的CO2为1mol，则投入的H2为3mol，设参与反应的CO2为xmol，则有，现=3-3x，解得x=mol，则CO2的平衡转化率为mol÷3mol=85.7%。 ③B点处水和氢气的体积分数相同，设参与反应的CO2有xmol，则有，此时=3-3x，解得x=mol，此时n(CO2)=，n(H2)=1mol，n(C2H5OH)=，n(H2O)=1mol，总压强为5MPa，则各物质分压p(CO2)=MPa，p(H2)=MPa，p(C2H5OH)=MPa=0.625MPa，p(H2O)=MPa，Kp=(MPa)-4。 10．(1)N2H2、N2H4 (2)能 (3)反应速率和平衡产率或平衡转化率或生产成本或催化剂活性 (4) 3.0 (5) N2+6e-+6H+=2NH3 80% 电压高于0.3V，随着电压增大，竞争反应2H++2e-=H2↑的反应速率加快 【详解】（1）根据“N2→NH3”的反应历程①-⑦，具有对称结构的中间产物的结构简式为N2H2、N2H4； （2）常温下，ΔG=ΔH-TΔS=（-92.4 kJ·mol-1）-298K×（-100×10-3kJ·K-1·mol-1）=-62.6 kJ·mol-1<0，则反应可以自发进行； （3）N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1，该反应为气体分子数减小且放热的反应，升高温度，反应速率提高了，但有可能影响催化剂活性，且平衡往逆向移动，产率下降；增大压强，反应速率增大，且平衡往正向移动，产率升高，所以选择400~500°C、10~30MPn条件下进行是兼顾了反应速率和平衡产率或平衡转化率或生产成本或催化剂活性等方面的因素； （4）根据图示，氨气转化率最高的点对应的投料比为3.0，此为最佳投料比； 根据图示，列出三段式：， ； （5）①根据图示，氮气生成氨气，所以电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3； ②根据图示，NH3的生成速率为0.68mg·min-1，即0.04mmol·min-1，则消耗的电子数为0.12 mmol·min-1，即7.2mmol·h-1，法拉第效率=7.2mmol·h-1÷9mmol·h-1×100%=80%；电压高于0.3V，随着电压增大，竞争反应2H++2e-=H2↑的反应速率加快，所以NH3生成速率降低。 11．(1) (2) 前，升高温度反应Ⅰ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度，的物质的量分数逐渐增大；超过后，再升高温度，反应Ⅲ正向进行的程度大于反应Ⅰ正向进行的程度，的物质的量分数逐渐减小 (或) 17 (3) = 使用更高效的催化剂或升高温度等 【详解】（1）反应的焓变可以用反应物的总键能减去生成物的总键能，由乙烯到丁烯过程中减少了一个碳碳双键，增加两个碳碳单键，故该反应的。焓变也等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，反应Ⅰ正反应活化能为，则逆反应活化能为； （2）①前，升高温度反应Ⅰ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度，的物质的量分数逐渐增大；超过后，再升高温度，反应Ⅲ正向进行的程度大于反应Ⅰ正向进行的程度，的物质的量分数逐渐减小； 假设最终平衡时，乙烯的物质的量为，由图可知丁烯的物质的量为，列三段式如下：对于反应Ⅱ 生成乙烯的物质的量为时反应I的状态如下： 反应Ⅲ前后气体物质的量不变，故最终平衡时气体的总物质的量为，根据，解得，所以乙烯的物质的量为，丁烯为，一碘甲烷反应了，转化率为。平衡时，气体的总物质的量为，则此时，容器内的总压强为，代入标准平衡常数表达式计算可得； （3）①曲线代表正反应速率与浓度的关系，曲线代表逆反应速率与浓度的关系，根据图像计算、，则此时反应Ⅱ的平衡常数，，说明该反应处于平衡状态，。 ②曲线变为曲线，浓度不变正反应速率增大，实际是增大，可以使用更高效的催化剂或升高温度。 12．(1)C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)    △H=+113.35kJ•mol-1 (2)温度低于500℃，反应速率低；温度高于500℃，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成 (3) C II ＞ 40kPa 4 (4)2H2O+2Cl-H2↑+2OH-+Cl2↑ 【详解】（1）①C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ•mol-1； ②H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H2=-285.8kJ•mol-1； ③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599.0kJ•mol-1； 根据盖斯定律①+②×-③×得1molC(s，石墨)和H2(g)反应生成C2H2(g)的热化学方程式C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=-393.5kJ•mol-1-285.8kJ•mol-1×+2599.0kJ•mol-1×=+113.35kJ•mol-1； （2）温度低于500℃，反应速率低； CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)正反应吸热，温度高于500℃，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成，所以工业合成甲烷通常控制温度为500℃左右； （3）①A．反应前后气体系数和相等，气体总体积是恒量，气体总体积保持不变，反应不一定平衡，故不选A； B．气体总质量不变，气体总物质的量不变，平均相对分子质量是恒量，混合气体的平均相对分子质量保持不变，反应不一定平衡，故不选B； C．NO是反应物、N2是生成物，不再变化，说明各物质的物质的量不变，反应一定达到平衡状态，故选C； 选C； ②相同温度下，NO平衡转化率随的增大而降低，表示T2时NO平衡转化率～的关系是Ⅱ；正反应放热，升高温度，NO平衡转化率降低，所以T1>T2； ③当=1、T3时，因曲线I是表示当=1时，NO的平衡转化率～的图像，由曲线I可看出在T3时NO平衡转化率为80%， CH4的平衡分压为100kPakPa，该温度下Kθ=； （4）B装置电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠，总反应离子方程式为H2O+2Cl-H2↑+2OH-+Cl2↑。 13．(1)    (2) 反应放热很多 减小 (3) 0.025 3.9 (4) 0.79eV 【详解】（1）根据反应Ⅰ和Ⅲ进行分析，Ⅲ-2×Ⅰ可得；该反应的化学平衡常数。 （2）反应Ⅲ自发进行趋势很大的原因为反应放热很多，由于该反应、且在一定温度范围为常数，即T增大时，将增大，该反应自发进行的程度将减小。 （3）根据题意可知，平衡时，且生成时消耗、；再结合其余两个转化分析： 则、，解得、。平衡时，体系中、，则0~10min内，；反应Ⅲ的平衡常数。 （4）活化能越大，反应速率越慢，活化能最大的为决速步骤。根据图示可知，两条路径中，一条最大活化能为0.79eV，为优势路径；另一条最大活化能为1.16eV，为劣势路径。则优势路径决速步骤的活化能为0.79eV；劣势路径决速步骤的化学方程式为。 14．(1) (2)11.1 (3) > 催化剂乙、反应温度 或 【详解】（1）①该流程中所涉及含碳化合物中CO2中碳原子的杂化方式为sp杂化，CH3OH中C原子的杂化方式为sp3杂化，HCHO中C原子的杂化方式为sp2杂化； ②反应I：，反应Ⅱ：，反应Ⅲ：，反应Ⅳ：，由盖斯定律，反应I+Ⅱ+×Ⅲ+×Ⅳ可得反应： ++×+×； （2）设平衡时物质的量为x，C2H4的为y，列三段式：、，容器体积为1L，达到平衡时，，则4-x-2y=x+4y①，，则6-3x-6y=1.2②，联立①②式解得x=0.8mol、y=0.4mol，则物质的量分数为； （3）①催化剂不能使平衡发生移动，由图可知M点乙烯的转化率低于同温度下催化剂为乙时乙烯的转化率，说明M点时反应还没有达到平衡状态，还在正向进行，故>； 根据图1所给信息，催化剂为乙的时候乙烯的转化率高，故应选择的反应条件为催化剂乙、反应温度200℃；故答案为：>；催化剂乙、反应温度200℃； ②由化学方程式可知，正速率与乙烯的浓度有关，逆速率与丙烯的浓度有关，故v正的斜率更大一些，由速率公式可得：lgv正=lgk正+3lg c(C2H4)，lgv逆=lgk逆+2lgc(C3H6)，由图可知当lg c(C2H4)和lgc(C3H6)均为0时，lgv正=a，lgv逆=b，则lgv正=lgk正=a，k正=10a，lgv逆=lgk逆=b，k逆=10b，则T℃时，该反应达到平衡时，v正=v逆，即k正c3(C2H4)=k逆c2(C3H6)，则平衡常数K=； 设向容器中充入xmol/L C2H4，平衡后测得，则有三段式： K=，解得：，则用表示的平均反应速率为v(C3H6)= 故答案为：；。 15．(1) (2)AB (3) 0.003 Ⅰ 25 正反应方向 反应Ⅰ的平衡常数，再向容器中充入、和时，浓度商为，反应Ⅰ向正反应方向进行 (4)112.3 【详解】（1）由盖斯定律可知，Ⅰ-Ⅱ得反应  ； （2）A．两个反应在恒温恒压密闭容器中进行时，两个反应的反应物计量数之比不同，则与的物质的量之比不再改变时，达到平衡状态，A项正确； B．单位时间内键的数目不再改变说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，B项正确； C．与的浓度之比为，是反应进行到某特定时刻的组分比例，不能说明达到平衡状态，C项错误； D．速率常数只与温度有关，故温度恒定，正、逆反应速率常数之比保持不变，D项错误； 故选AB； （3）由图知，表示的浓度与时间的变化关系，平衡时和的浓度均为，由原子守恒推知至少需要消耗，故曲线表示的浓度与时间的变化关系，曲线表示的浓度与时间的变化关系；则 ①内，反应的平均速率；由原子守恒知，内，参加反应的中原子为，其中生成，则生成，故平均反应速率更大的是反应Ⅰ； ②图中表示的浓度与时间的变化关系曲线为。 ③由上述分析和信息推知，起始时、的浓度分别为、，总压强为，平衡时、、的浓度分别为、、，根据阿伏加德罗定律推知，、、的平衡分压分别为、、，则反应Ⅱ的； ④时，容器内、、、的浓度分别为、、、，平衡常数；若再向容器中充入、和，浓度商为，反应Ⅰ向正反应方向进行； （4）我国学者计算所得最大能垒为70.6kJ⋅mol-1-(-8.3kJ⋅mol-1)=，比国外学者计算的低，则国外学者计算的最大能垒为。 16．(1)ab (2) 3NA (3) T3>T2>T1 m1>m2>m3 反应为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率降低 (4) C2H5OH (5) 【详解】（1）a．状态Ⅰ→状态Ⅲ的过程中不存在化学键的形成，没有生成新物质，未发生化学变化，a正确； b．由图可知，状态Ⅲ→状态Ⅴ的反应为CO和O结合生成二氧化碳：CO+O=CO2，b正确； c．状态Ⅳ→状态Ⅴ过程为物质脱附的过程，存在能量变化，c错误； 故选ab； （2）已知： i.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ii.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) 由盖斯定律可知，2×i+ii得反应2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ；CH3OCH3中碳和氧均为sp3杂化，则1molCH3OCH3中sp3杂化方式原子个数为3NA； （3）①反应为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率降低，图甲中投料比相同，则温度从高到低的顺序为T3>T2>T1； ②相同条件下，增加氢气的投料，会促进二氧化碳的转化，使得二氧化碳的转化率增大，故图乙中m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为m1>m2>m3； （4）①在m=3，总压为5MPa的恒压条件下进行反应，则初始氢气、二氧化碳的物质的量分数之比为3：1，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，甲醇、水的量减小，二氧化碳、氢气的量增大，结合化学方程式体现的系数可知，abcd分别为氢气、二氧化碳、水、甲醇曲线，故曲线d代表的物质为C2H5OH； ②T4温度时，氢气、水的含量相同，均为0.375，其分压均为0.375×5MPa；二氧化碳、甲醇的含量相同，均为0.125，其分压均为0.125×5MPa；则该反应的平衡常数； （5）由图可知，铂电极的电极反应为二氧化碳得到电子发生还原反应生成甲烷，。 17．(1)   kJ·mol (2) A 加压、降温等 > 其他条件相同时，有气体参加的反应，压强越大，化学反应速率越快，产率越大 该反应为放热反应，A点后反应达到平衡，升高温度，相当于平衡逆向移动 (3) 负 【详解】（1）标准摩尔生成焓是由指定单质生成1 mol该物质的反应焓变，所以一个反应的焓变=生成物的标准摩尔生成焓-反应物的标准摩尔生成焓； kJ•mol⁻¹； （2）①A、单位时间内，消耗乙烯和生成乙酸的物质的量相同，说明正、逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选A； B、容器内两种气体的物质的量之比一直为1∶1，温度和压强不变，混合气体的密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定平衡，故不选B； C、温度和压强不变，乙烯和乙酸的物质的量一直相等，K= ，化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，则是恒量，不变，反应不一定平衡，故不选C； D、乙烯和乙酸的起始量均为1 mol，消耗量一直相等，故体系中乙烯和乙酸的转化率一直相等，体系中乙烯和乙酸的转化率相等，反应不一定平衡，故不选D。 选A； ②该反应为气体分子数减少的放热反应，故提高产率的方法有加压、降温等。 ③其他条件相同时，有气体参加的反应，压强越大，化学反应速率越快，由图可知，相同温度下，相同时间内，压强为时乙酸乙酯的产率较大，则压强。由图可知，在压强为时，A点乙酸乙酯的产率最大，说明反应达到平衡，则A点之后曲线上的点都是平衡点，该反应为放热反应，则温度超过80℃时，温度升高，平衡向逆反应方向移动，乙酸乙酯的产率下降。体系内只有乙烯和乙酸两种气体，且物质的量相等，则二者的分压均为，则。 （3）M极上发生的反应是乙烯生成乙酸乙酯，碳元素化合价由-2升高为-1发生氧化反应，则M是阳极，a为正极、b为负极；根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可知M电极反应式为。 18．(1)+9.1 (2) 80% (3) > 降低环戊二烯的浓度、减少二聚速率，即稀释后有利于平衡向解聚方向移动 75 960 【详解】（1）根据已知信息可知，反应I-反应Ⅱ=反应Ⅲ，根据盖斯定律可知，，故答案为：+9.1； （2）根据元素守恒：， 平衡时，容器中环戊二烯、环戊烯、环戊烷的物质的量之比为1：4：1，三者的物质的量分别为、、，环戊烯的选择性为，，，故答案为：80%；； （3）①双环戊二烯的解聚与环戊二烯的二聚互为可逆反应，又因为解聚反应为吸热反应，二聚反应为放热反应，所以Ea(解聚)>Ea(二聚)，故答案为：＞； ②将环戊二烯溶于有机溶剂中，降低了环戊二烯的浓度、减少二聚速率，所以稀释后有利于平衡向解聚方向移动，故答案为：降低了环戊二烯的浓度、减少二聚速率，所以稀释后有利于平衡向解聚方向移动 ③某温度下，向恒容反应容器中通入总压为100kPa的双环戊二烯和氮气，达到平衡后总压为160kPa.双环戊二烯的转化率为80%，结合三段式列式计算，设起始双环戊二烯的分压为a，则 由题意得a+p(N2)=100kPa，0.2a+1.6a+p(N2)=160kPa，解得a=75kPa，p(N2)=25kPa，则平衡时p(双环戊二烯)=0.2×75kPa=15kPa，p(环戊二烯)=1.6×75kPa=120kPa，平衡常数，故答案为：75；960。 19．(1)-320.52kJ•mol-1 (2) x3＞x2＞x1 0.1mol•L-1•min-1 (或37.9) (3) CD 2 (4) H2S-6e-+3O2-=SO2+H2O 2H2S-4e-=S2+4H+ 【详解】（1）反应可由反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ经ⅢⅡ得到，该反应的，故答案为：-320.52kJ•mol-1； （2）①根据反应可知，当越大时，的平衡转化率越小，故。故答案为：； ②根据化学方程式和平衡时的体积分数是氢气的2倍，可计算得到平衡时、、的物质的量分别为、、.内的平均反应速率.该温度下，铁酸锌脱硫反应的平衡常数(或37.9)。故答案为：0.1mol•L-1•min-1；(或37.9)； （3）①A.2v正(O2)=3v逆(SO2)时反应达到平衡，故A错误； B.反应前后气体质量保持不变，体积不变，则混合气体的密度始终恒定，不能据此判断平衡，故B错误； C.反应前后气体分子数减少，随反应进行容器内气体总压强减小，当压强不再变化时反应达到平衡，故C正确； D.气体总质量不变，但气体分子数减小，则随反应进行混合气体的平均相对分子质量增大，当不再变化时反应达到平衡状态，故D正确； 故答案为：CD； ②化学方程式中与的化学计量数之比为，当投料比时，二者的转化率相同，当转化率为时，转化率也为.设起始时，，则，初始反应速率为，当转化率为时的反应速率为，解得。故答案为：2； （4）①固体电解质采用氧离子(O2-)导体时，负极H2S失电子产生SO2，电极方程式为：H2S-6e-+3O2-=SO2+H2O，故答案为：H2S-6e-+3O2-=SO2+H2O； ②固体电解质采用质子(H+)导体时，负极H2S失电子产生S2，电极方程式为：2H2S-4e-=S2+4H+，故答案为：2H2S-4e-=S2+4H+。 20．(1) 低温 (2)增大 (3)低 (4) (5) (6)P点有分子筛膜，分离出水有利于平衡正向移动，从而提高甲醇的产率 【详解】（1）反应 生成物得能量-反应物得能量=-6×285.83kJ/mol-6×90.25 kJ/mol+4×46.11 kJ/mol=，该反应是气体体积减小得熵减反应，，又因为该反应，当时，反应能自发进行，则该反应自发进行的条件为低温。 （2）化学平衡时，v正=v逆，平衡常数K=，该反应的，是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则Qc=>K，增大。 （3）温度相同时，越大，乙苯的转化率越高，结合图像可知越靠上的曲线乙苯转化率越高，则靠上曲线对应的较大，则在转化率相同时，较大的对应的温度越低。 （4）850K时，反应经t min达到P点，初始时乙苯的物质的量为n mol，此时乙苯转化率为50%，则消耗的乙苯的物质的量为0.5n，生成苯乙烯的物质的量为0.5n，v(苯乙烯)= 。 （5）根据已知条件列出“三段式” (g)   (g) 由题意得P1-x+p+x+x+x=p2，解得x =，则平衡时该反应的。 （6）甲醇的产率点高于点的原因为：P点有分子筛膜，分离出水有利于平衡正向移动，从而提高甲醇的产率。 21．(1) NO与反应生成，而氧化性更强，更易与反应(或其他合理答案) (2)氧气浓度过高时，、和NO分子会产生竞争吸附的局势，当分子占据催化剂过多活性位时，剩余的、NO分子就不能很好地被吸附，导致脱硫、脱硝率下降(或其他合理答案) (3) A AB 80 3.2 催化剂能加快反应速率，单位时间内，反应物转化率增大 【详解】（1）①由盖斯定律可得，反应Ⅰ－反应Ⅱ×4可得题中热化学方程式，即ΔH=ΔH1－4ΔH2=(-905.8)kJ/mol－4×180.0kJ/mol=-1625.8kJ/mol；故答案为-1625.8； ②氧气浓度在1%～3%之间，随着氧气浓度增大，NO与O2反应生成NO2，NO2的氧化性比NO强，更易与NH3反应，因此NO的脱除率明显升高，也可能氧气浓度增大，正反应速率增大，单位时间内NO的消耗量增加，脱除率明显升高等；故答案为NO与O2反应生成NO2，而NO2氧化性更强，更易与NH3反应(或其他合理答案)； （2）氧气浓度过高时，O2、SO2和NO分子会产生竞争吸附的局势，使得O2分子占据催化剂过多活性位时，剩余的SO2、NO分子很好地被吸附，导致脱硫、脱硝率下降等；故答案为氧气浓度过高时，O2、SO2和NO分子会产生竞争吸附的局势，当O2分子占据催化剂过多活性位时，剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附，导致脱硫、脱硝率下降(或其他合理答案) （3）①催化剂能加快反应速率，则催化剂的效果越好，达到平衡所用的时间越短，根据表中数据，使用催化剂A时反应达到平衡所用时间更短；故答案为A； ②A．NO和CO反应方程式为2NO+2CON2+2CO2，用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向为一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，即2v正(N2)=v逆(NO)，说明反应达到平衡，故A符合题意； B．组分都是气体，混合气体总质量不变，该反应为气体物质的量减少的反应，因此混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡，故B符合题意； C．c(NO)∶c(CO)=1∶1不能说明反应物、生成物的浓度保持不变，不能说明反应达到平衡，故C不符合题意； D．混合气体的总质量不变，该容器恒容，总体积不变，即混合气体的密度一直不变，混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡，故D不符合题意； 故答案为AB； ③NO和CO反应方程式为2NO+2CON2+2CO2，令达到平衡时生成氮气物质的量为xmol，则生成CO2物质的量为2xmol，n(NO)=n(CO)=(n-2x)mol，在恒容的密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，因此有，解得x=0.4n，CO的平衡转化率=80%；=3.2(kPa-1)；故答案为80%；3.2(kPa-1)； ④汽车尾气排气管中使用催化剂可以提高污染物的转化率，其原因是排气管是敞口容器，管中进行的反应为非平衡态，该非平衡条件下，反应速率越快，相同时间内污染物的转化率越高；故答案为催化剂能加快反应速率，单位时间内，反应物转化率增大。 22．(1)-49.0kJ•mol-1 (2)不能 (3) 0.006mol•L-1•min-1 AB 70% 741 (4) 阴极 BD 【详解】（1）Ⅱ.； Ⅲ.； 根据盖斯定律Ⅱ＋Ⅲ得； （2）反应Ⅱ的，由吉布斯自由能公式得，故不能自发进行； （3）①由元素守恒知，参加反应的的物质的量等于生成CO和的物质的量之和，由信息知，平衡时有0.9mol参加反应，其中有0.3mol转化为CO，即生成0.6mol，则0~10min内，平均反应速率； ②的生成速率与的消耗速率，都是正反应速率，不能判断正逆反应速率是否相等，不能说明反应达到平衡，故选A； 反应前后均为气体，根据质量守恒，混合气体的总质量是恒量，总质量不变，不能说明反应达到平衡，故选B； 反应I、Ⅲ为气体分子数目减少的反应，混合气体的总压强是变量，总压强不再变化，可以说明反应达到平衡，故不选C； 反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不再改变，CO的物质的量不再变化，可以说明反应达到平衡，故不选D； 选AB。 ③反应I： 反应Ⅱ： T0℃时，H2的平衡转化率为；该温度下，反应Ⅰ的平衡常数Kc= =。 （4）CO2发生还原反应，所以在阴极上发生反应； A．CO2+6H→•CO2放热，升高温度，不利于正向进行，故不选A；           B．•CO+•OH→•CO+•H2O吸热，升高温度，利于正向进行，故选B； C．•OCH•→OCH2放热，升高温度，不利于正向进行，故不选C；            D．•CH3OH→CH3OH吸热，升高温度，利于正向进行，故选D； 选BD。 23．(1) (2)AC (3) 减小 溶液的越小，溶液中浓度越大，氧化能力越强 (4) (5) 【详解】（1）根据盖斯定律：得到目标方程式：，所以； （2）反应②为：， A. 混合气体的平均相对分子质量，不变，变化，M是个变量，当M不再发生变化，反应达平衡状态，A正确； B. 根据方程式，当时，反应达平衡状态，B错误； C. 为红棕色气体，当颜色不再发生变化，浓度不变，反应达平衡状态，C正确； D. 混合气体的密度，m和V都不变，所以密度不是变量，不能用于判断反应是否达平衡，D错误； 故选AC； （3）NaClO溶液脱硝时将氮元素氧化成最高价态，反应方程式为：，由图分析，温度越高，平衡分压的负对数越小，平衡分压越大，平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，所以反应温度升高，脱硝反应的平衡常数越小；因为溶液的越小，溶液中浓度越大，氧化能力越强，所以pH越小，NO的转化率越高； （4）根据三段式：      ，，，，，，，的体积分数为：，反应的平衡常数； （5）石墨b电极上生成氧化物，为负极，则石墨a电极上为正极，电极反应方程式为：。 24．(1)    该反应为气体分子数增大的反应，恒压下掺入水蒸气后会降低的分压，提高平衡转化率 (2) 0.002 0.0008 (3) 的半径较小，跟18-冠-6无法形成稳定结构 18-冠-6可溶解丙烯，同时结合，释放出，增大与丙烯的接触面积，提高了氧化效率 【详解】（1）将耦合反应和副反应直接叠加即得，直接脱氢制备的热化学方程式为  。 ②温度不变，该反应为气体分子数增大的反应，恒压下掺混水蒸气后会降低的分压，提高平衡转化率。 （2）T K下，向体积为5 L的刚性容器中充入0.02 mol 和0.04 mol 进行上述反应，此时容器内压强为 kPa.2 min时达到平衡，平衡时的转化率为50%，的转化率为20%。根据反应分析如下： 的转化率为20%，所以最终消耗的物质的量为0.008 mol，所以副反应的关系为 ①平衡时的物质的量浓度为0.01 mol÷5 L=0.002 。 ②0～2 min内，。 ③T K下，容器固定，压强之比等于物质的量比，起始压强为 kPa，总物质的量为0.06 mol，平衡时、、、、的物质的量分别为0.01 mol、0.032 mol、0.01 mol、0.008 mol、0.008 mol，带入求得平衡常数kPa。 （3）①Na与18-冠-6无法发生相应反应的原因为的半径较小，跟18-冠-6无法形成稳定结构。 ②加入18-冠-6后氧化效果会明显提升的原因为18-冠-6可溶解丙烯，同时结合，释放出，增大与丙烯的接触面积，提高了氧化效率。 25．(1)−1155.5 (2) (3) 60% (4)< (5)NO与反应生成是放热反应，低温有利于反应正向进行 (6)当电功率小于30W时，随功率增大，产生更多的自由基，NO更易被氧化为，NO转化率增大；当电功率大于30W时，随功率增大，和在放电时会生成NO，NO转化率减小 【详解】（1）和完全反应，每生成2.24L(标准状况)NO时，吸收8.9kJ的热量，则生成2mol NO吸收热量，即热化学方程式为： ，根据盖斯定律，反应Ⅰ＋Ⅱ整理可得    ； 故答案为：-1155.5； （2）由图可知，，说明第二步反应的活化能大，反应速率慢，决定NO氧化反应速率，其化学方程式为； 故答案为：； （3）由题目信息可知，2mol NO(g)、1mol (g)和1mol He(g)通入反应器，在温度T、压强p条件下进行反应。设平衡时，，根据N守恒可得，根据O守恒可得；解得，。NO转化率为；反应②平衡常数； 故答案为：60%；； （4）该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则正反应速率小于逆反应速率，则增大的倍数<增大的倍数； 故答案为：<； （5）NO与反应生成是放热反应，低温有利于反应正向进行，在低温条件下可提高NO的转化率； 故答案为：NO与反应生成是放热反应，低温有利于反应正向进行； （6）当电功率小于30W时，随功率增大，产生更多的自由基，NO更易被氧化为，NO转化率增大；当电功率大于30W时，随功率增大，和在放电时会生成NO，NO转化率减小； 故答案为：当电功率小于30W时，随功率增大，产生更多的自由基，NO更易被氧化为，NO转化率增大；当电功率大于30W时，随功率增大，和在放电时会生成NO，NO转化率减小。 26．(1)      低温 (2) 反应①的，转化为的反应的，温度升高，使转化为CO的平衡转化率上升，而使转化为的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度 0.04 (3)A (4)6.65% (5)30 【详解】（1）则依据盖斯定律可知由“反应①×2＋反应②”即得到反应  ； 反应是熵减小的放热反应，依据得到自发条件为低温；故答案为：  ；低温。 （2）反应①的，转化为的反应的，温度升高，使转化为CO的平衡转化率上升，而使转化为的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度；288℃时，二甲醚的选择性是0.333，二氧化碳的平衡转化率是0.3，设起始时氢气是3mol、二氧化碳是1mol，则，，因此，，，解得、，平衡时二氧化碳物质的量为0.7mol，氢气物质的量为2.5mol，CO物质的量为0.2mol，水物质的量为0.35mol，反应①的前后体积不变，则其平衡常数；故答案为：反应①的，转化为的反应的，温度升高，使转化为CO的平衡转化率上升，而使转化为的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度；0.04。 （3）A．温度升高，反应③的平衡逆向移动，反应④的平衡正向移动，(g)的平衡产率会降低，所以图甲的纵坐标表示的平衡产率，故A正确；B．反应③的正反应是气体体积减小的反应，在其他条件不变时，增大压强，化学平衡正向移动、的平衡转化率增大，的平衡产率增大，压强，故B错误；C．反应③的正反应是气体体积减小的放热反应，为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率，根据平衡移动原理，可知应选择低温、高压的反应条件，故C错误；D．一定温度、压强下，寻找活性更高的催化剂，可以加快化学反应速率，但化学平衡不发生移动，因此不能提高的平衡转化率，故D错误；综上所述，答案为：A。 （4）当，假设，的平衡转化率为7.00%，则，甲醇的选择性为95.0%，则，，故甲醇的收率为；故答案为：6.65%。 （5）根据图像可知、，解得该反应的活化能；故答案为：30。 27．(1)    BC (2) I 主反应催化加氢制甲醇放热，竞争反应吸热，150～250℃时升温使主反应平衡逆向移动的程度大于竞争反应平衡正向移动的程度 50 (3) > 减小 b 【详解】（1）①由题图可看出反应物和生成物的总能量差值，故热化学方程式为  ； A．吸附主要在催化剂表面的活性位点上进行，当分压很大时，催化剂表面的活性位点被占据很多，的吸附率就会很低，反应速率也会降低，选项A错误； B．甲酸盐路径的反应活化能更低，故甲酸盐路径更有利于加氢制甲醇，选项B正确； C．结合题图可知中间体比能量更低，更稳定，选项C正确； D．使用高活性催化剂可加快反应速率，但不会改变反应焓变，选项D错误； 答案选BC； （2）①升高温度，催化加氢制甲醇[提示：该反应放热]的平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数减小，故曲线Ⅰ代表的物质的量分数随温度的变化； ②催化加氢制甲醇为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，转化率降低，竞争反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，转化率升高，150～250℃时升高温度使催化加氢制甲醇平衡逆向移动的程度大于竞争反应平衡正向移动的程度，使转化率下降； ③平衡转化率为20%，则转化的物质的量为0.2 mol，生成CO的物质的量为0.1 mol，列出三段式： 平衡时气体总物质的量为3.8 mol，。的平衡分压为，的平衡分压为，CH3OH的平衡分压为，的平衡分压为，则在题给一定温度下的压强平衡常数； （3）①升高温度，平衡时的体积分数减小，说明平衡逆向移动，平衡常数减小，；题给反应正向气体分子数减小，若保持温度不变，将m点对应起始反应物置于恒容密闭容器中反应，相当于将恒压条件下的反应减小压强，平衡逆向移动，故平衡时乙醇的体积分数将减小； ②将坐标(7.2，56.2)和(7.5，27.4)代入，得，，解得；题图中对应的直线斜率越大，对应反应的越小，催化效率越高，故比催化剂a更高效的催化剂为b。 28．(1)+123 (2)BD (3) 正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动 BC 等 (4) 恒压条件下，增大Ar的物质的量，相当于减小压强，平衡正向移动 2.92 66.67 (5) 【详解】（1）焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，  △H=348×6+413×12-(348×5+615+413×10+436)=+123； （2）A．反应过程中气体总质量不变，气体物质的量增大，气体平均摩尔质量是变量，所以气体平均摩尔质量不随时间变化时反应达到平衡状态，故A正确； B．平衡后再充入气体，相当于增大压强，转化率减小，故B错误； C．加入高效催化剂，反应速率加快，单位时间内的产率可能会增大，故C正确； D．催化剂通过参与化学反应改变反应历程，加快反应速率，增大固体催化剂的质量，如果不能增大接触面积，不一定能提高正、逆反应速率，故D错误； 选BD； （3）①正反应吸热，升高温度平衡像这样的，所以随着温度升高环己烷平衡转化率增大。 A．正反应吸热，升高温度平衡正向移动，故不选A； B．环己烷裂解发生副反应，使环己烷平衡转化率增大而环己烯的选择性降低，故选B； C．环己烯易发生聚合反应，环己烯产率降低，使环己烯的选择性降低，故选C； D．若催化剂的选择性增大，生成的环己烯增多，使环己烯的选择性增大，故不选D； 选BC； ②当温度高于600℃时，环己烷脱氢，可能的副产物有 等； （4）①恒压条件下，增大Ar的物质的量，相当于减小压强，平衡正向移动，环己烷的平衡转化率随的增大而升高； ②当时，初始时，环己烷的分压为 100kPa=75kPa，达到平衡所需时间为20min，环己烷的平衡转化率为， 达到平衡时环己烷的分压为kPa、环己烯的分压为 kPa、氢气的分压为 kPa ，则环己烷分压的平均转化速率为。该环己烷脱氢反应的压强平衡常数kPa； （5）根据基元反应④，可知基元反应③为 。 29．(1) (2) 0.6 < (3) 1：3 温度过高导致催化剂活性降低或失活 0.3 高 压强过高，对材料的强度、设备制造要求过高，需要的动力过大 【详解】（1）根据盖斯定律知，由②-②×1得  。 （2）反应达平衡时，，结合、和该反应的平衡常数表达式可知，代入数据可得。升高温度后、都增大，增大的程度小于增大的程度，即平衡逆向移动，则该反应为放热反应，则该反应的＜0。 （3）①若该反应是非可逆反应，当时，反应物恰好完全反应，此时体系中的体积分数最大。c点的平衡转化率低于b点的原因可能有两种：一是温度高导致平衡向左移动；二是催化剂活性与温度有关，温度过高可能会导致催化剂活性降低甚至失活。 ②根据图中b点数据可知时，的平衡转化率为50%，则列三段式如下： ，恒温恒容下，气体压强之比等于气体物质的量之比，则平衡时容器中总压强，则，，。反应开始时，，。 ③正反应方向气体分子总数减小，则其他条件相同时，压强越大，该合成反应的速率越快，体积平衡转化率越高；压强越大，但实际生产中没有使用更高的压强，其原因是：对材料的强度、设备制造要求越高，需要的动力也越大，这要求有更多的生产投入。 30．(1) (g)　(g) ΔH=+4.16kJ·mol-1 (2) L1 丙烯和HCl的转化量相等，但起始投入的HCl物质的量多，所以其转化率低 T1温度前，温度升高，反应速率加快，丙烯转化率升高；T1温度后，温度升高，反应i 、反应ⅱ平衡均逆向移动，丙烯转化率降低 26% 5.3 (3) 不变 温度不变，所以平衡常数不变，两种物质的比例不变 【详解】（1）由反应ⅱ减去反应ⅰ计算可得1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学反应方程式为 (g)　(g) ΔH=+4.16kJ·mol-1； （2）①由化学方程式可知，和HCl的转化量相等，但HCl的初始量是的两倍，所以其转化率低，故表示HCl转化率的曲线为L1； ②T1温度前，温度升高，反应速率加快，丙烯转化率升高；T1温度后，温度升高，反应i 、反应ⅱ平衡均逆向移动，丙烯转化率降低，所以T1温度下丙烯转化率最高； ③已知T2温度下，平衡时2-氯丙烷的体积分数为10%，设丙烯和HCl的起始投入量分别为1mol、2mol，根据三段式可知： 由图像可知，丙烯转化率为80%，所以x+y=0.8，所以最终总物质的量为2.2mol；则1-氯丙烷的体积分数为，反应ⅰ的平衡常数Kx=； （3）向恒温恒容密闭容器中充入一定量的1-氯丙烷，只发生1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的反应，保持温度不变，向平衡体系中充入一定量的1-氯丙烷，再次平衡后，由于温度不变，所以平衡常数不变，两种物质的比例不变，所以1-氯丙烷的体积分数不变。 31．(1) (2)较高温度 (3) 0.04 1.92 【详解】（1）该反应的热化学方程式为； （2）该反应时，反应可自发进行，则该反应易在较高温度下自发进行； （3）①氧化钴中的最外层电子排布式为； ②由于平衡常数只与温度有关，升高温度，该平衡正移，平衡常数增大，则图中a、b、c三点所对应的平衡常数K的大小顺序为；体积越大，压强越小，平衡正移，甲烷的转化率越大，则b点所在体系的体积为，a点和c点所在体系的体积为，温度越高，压强越大(即体积越小)，反应速率越大，则逆反应速率的大小关系为； ③a点平衡时甲烷的转化率为40%，则平衡时的物质的量分别为和，体积为，则时，图中a点对应的正反应速率，则； ④a点和b点温度相同，则K相同，；平衡时，该反应的正反应速率为，逆反应速率，则；时，的密闭容器中，该反应的。 32．(1) 小于 (2)或 (3) ③ 【详解】（1）(CO2)+() -(CO)-() =[+0-()]=；该反应为放热反应，则正反应活化能小于逆反应活化能。 （2）根据盖斯定律，Ⅱ=(Ⅲ-I)，，，则==。 （3）达到平衡时，，，则；温度升高，正逆反应速率均增大，k正、k逆均增大，则lgk正、lgk逆与成反相关，由（1）分析知该反应正反应为放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，逆反应速率增大幅度大于正反应速率增大幅度，则lgk正随变化的曲线为③；曲线③表示lgk正随的变化关系，曲线④表示lgk逆随的变化关系，温度T1时lgk正-lgk逆==a-0.3-a+1=0.7，则反应Ⅱ的平衡常数=100.7=5。设和的物质的量均为1mol，由于反应Ⅲ是反应Ⅰ+2Ⅱ，故由三段式分析可知： 平衡时CH4为1mol×(1-60%)=0.4mol，H2O为(1-y)mol，CO2为(y-x) mol，CO为(2x-y) mol，H2为(2x+y) mol，则x=0.6mol，1-y=y-x，y=0.8，即平衡时CH4为0.4mol，H2O为0.2 mol，CO2为0.2mol，CO为0.4 mol，H2为2 mol，总物质的量为3.2mol，；。 33．(1) 氧气与碳发生燃烧反应，放出的热量被可逆反应①吸收利用，促进反应①正向进行 增大 微米CaO的表面积比纳米CaO的小，吸收的CO2略少，导致H2的体积分数略小 (2)50% (3)CoAl2O4(s)+2FeAl2O4(s)+H2O(g)CoFe2O4(s)+3Al2O3(s)+H2(g)    △H=bkJ•mol-1 (4) (5)4：1 【详解】（1）反应①为吸热反应，碳在氧气中的燃烧为放热反应，放出的热量被反应①吸收利用，促进反应①正向进行。CaO与反应，促进反应②正向进行，CO的平衡转化率增大，的体积分数增大。微米CaO的表面积比纳米CaO的小，表面积小吸收效果差，吸收的略少，导致的体积分数略小。 （2）反应②装置的进料比，设水蒸气的物质的量是4mol，则反应①生成CO的物质的量为5mol，同时生成5mol氢气，设反应②中CO变化了xmol，则生成xmol氢气，故，解得x=2.5，CO的平衡转化率为。 （3）由题可知，反应分两步实现，第②步中生成了催化剂和，两步反应合并得总反应，则第②步反应的热化学方程式为。 （4）根据第②步反应的化学方程式可知平衡常数。 （5）由题图2可知，反应在60min时达到平衡状态，此时，则平衡常数，此时，，，a点，。 34．(1) (2)A (3)分子筛膜能不断分离出，有利于反应正向进行 (4) ，，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。之后，反应Ⅰ起主导作用，的平衡转化率增大 增大压强 【详解】（1）步骤Ⅱ的反应热生成物的总能量—反应物的总能量。 （2）若根据图示，，反应能自发进行，则，，温度低于时反应能自发进行，选A。 （3）分子筛膜能不断分离出，有利于反应正向进行，提高了甲醇的产率，所以温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜。 （4）①合成甲醇的反应，增大压强，平衡正向移动，所以温度相同时，压强越大，的平衡转化率越大，所以。 ②，，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。之后，反应Ⅰ起主导作用，的平衡转化率增大，所以压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大； ③增大压强，反应Ⅱ正向移动，的产率增大，CO的浓度降低，由于CO的浓度降低反应Ⅰ正向移动，的平衡转化率增大，同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是增大压强。 ④据图示可知，在催化电极上得电子还原成，电极反应式为。石墨电极反应为，通过膜向石墨电极移动，双极膜内每消耗水，向石墨电极迁移并放电，同时通过膜向催化电极迁移，可见消耗同时生成，标准状况下的体积为。 35．(1)-2550.0kJ·mol-1 (2)C (3) 小于 或 (4) < < 设T1>T2，由图可知，pKp1(T2) - pKp1(T1)> pKp2(T2) - pKp1(T1) 【详解】（1）由盖斯定律可知，①-2×②-4×③得反应：C2H8N2(1)＋2N2O4(1)=3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)，则ΔH=ΔH1-2ΔH2-3ΔH3=−2550.0kJ·mol-1； （2）A．k为速率常数受温度、催化剂、固体表面积性质等影响，不受浓度影响，选项A错误； B．催化剂改变反应速率，反应前后质量和化学性质不变；IO为中间过程产物，不是反应的催化剂，选项B错误； C．活化能越大反应越慢，第二步反应为慢反应、第三步反应为快反应，故活化能第二步比第三步大，选项C正确； 答案选C； （3）①达到平衡后，v正= v逆=k正·p2(NO)·p2(CO) =k逆·p(N2)·p2(CO2)，反应的平衡常数K=，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，则仅升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数； ②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2：2：1，设初始CO、NO和N2物质的量分别为2mol、2mol、1mol，生成N2的物质的量为x； 则反应后总的物质的量为(5-x)mol，初始压强为p0kPa，达平衡时压强为0.9p0kPa，则，x=0.5mol，平衡时CO、NO、N2、CO2物质的量分别为1mol、1mol、1.5mol、1mol，总的物质的量为4.5mol，则K=； （4）①由图可知，Kp1随着温度的升高而减小，则平衡逆向移动，正反应为放热发应，ΔH1<0； ②由盖斯定律可知，①+②得反应3N2H4(1)=3N2(g)＋6H2(g)，则该反应的 K= Kp1·Kp2； 设T2>T1，由图可知：pKp1(T2)-pKp1(T1)>∣pKp2(T2)-pKp2(T1)∣则：pKp1(T2)-pKp1(T1)> pKp2(T1)-pKp2(T2)，pKp1(T2)+pKp2(T2)>pKp1(T1)+pKp2(T1)，lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)]即K(T1)>K(T2)，因此升高温度，K值减小，平衡逆向移动，则该反应正反应为放热反应。 36．(1) (2)c (3) H的电负性大于Zn而小于O，吸附在O2-上的H带正电，与C-O上带负电的O结合，吸附在Zn2+上的H带负电，与C-O上带正电的C结合 ac (4) 0.4 4.67 (5) 反应釜要求压强恒定，而反应i为气体分子数减小的反应 5% 【详解】（1）由图表数据可知：① ②，由盖斯定律可知，②-①得：； （2）反应ⅰ为放热的熵减反应，随着温度升高，会增大，故表示反应ⅰ的线条是c； （3）①电负性：O＞H＞Zn，图中反应步骤Ⅲ可描述为：H的电负性大于Zn而小于O，吸附在O2-上的H带正电，与C-O上带负电的O结合，吸附在Zn2+上的H带负电，与C-O上带正电的C结合，然后生成产物； ②在合成甲醇过程中，需要不断分离出甲醇，可以使得甲醇浓度减小促使反应正向移动，且甲醇浓度减小，利于从催化剂脱附从而可以空出催化位置提高正反应速率；故答案为：ac； （4）①时达到平衡，平衡时的转化率为80%，内，； ②平衡时的转化率为80%，则Δc(CO)=1.6mol∙L-1；，且；设反应i中转化的CO的浓度为a mol∙L-1 平衡时，则反应ⅲ中生成氢气为(2a-2.6)    根据化学方程式体现的关系可知，1.6-a=2a-2.6，a=1.4；设反应ii中，CH3OCH3的浓度变化量为b ，则有 平衡时，则a-2b=2b，b=0.35； 则平衡时CO、H2、CO2、H2O浓度分别为0.4、1.4、0.2，0.15，则反应ⅲ的平衡常数； （5）①反应釜要求压强恒定，而反应i为气体分子数减小的反应，会导致压强减小，故需控制出气流量小于进气流量； ②假设时间为1min，则进气为0.03mol、出气0.02mol；反应ⅰ为气体分子数减少的反应，反应ⅱ、ⅲ为气体分子数不变的反应，则减少0.01mol气体是由反应i引起的，由反应i的方程式可知，参加反应i的CO的物质的量为0.01mol÷2=0.005mol，的转化率为60%，则一共有0.006mol CO参加反应，则反应ⅱi中消耗0.001mol CO、生成0.001mol CO2，故流出气体中的百分含量为。 37．(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)    △H=-907.0kJ•mol-1 (2) 0.2 18.18 4.63×10-11 低温 (3)0.12 (4) 正 CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O 1.6 【详解】（1）根据盖斯定律，利用可得热化学方程式4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-907.0kJ•mol-1，故答案为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-907.0kJ•mol-1。 （2）将1molCO、2molH2充入2L恒容密闭容器中，使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ•mol-1，三段式有； ①；平衡时，的体积分数为；故答案为0.2；18.18； ②，；故答案为4.63×10-11； ③该反应为放热、熵减的反应，根据分析可知，该反应在低温下能自发进行；故答案为低温。 （3）根据的二级电离平衡常数表达式可知，；故答案为0.12。 （4）①根据原电池工作原理，结合阴离子移动方向可知X电极为负极，Y电极为正极，X电极的电极反应式为；故答案为正；CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O。 ②根据电子得失守恒可得关系式：，由此可得，；故答案为1.6。 38．(1) (2) (3) b a 不变 减少 升高温度Q的物质的量减少，说明该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小 【详解】（1）根据标准摩尔生成焓的概念分析，反应Ⅱ的 。 （2）根据按充入和的物质的量之比为，容器的总压强为，计算可得初始时的分压为，其平衡转化率为80％，计算的分压降低％，此时的分压为，则的分压为，再结合方程式的转化关系分析此时的分压为，则用的分压表示的反应速率； 反应II的平衡常数。 （3）①根据图示分析只有的物质的量增加，因此其增加量等于和物质的量减少量之和，再结合物质的量的减少量分析可知a表示、b表示、d表示。 由图知，未升温前，，升高温度后减少，也减少，也减少，CH3OH从6.6mol减少到4.8mol、减少了1.8mol，HDOL从3.2mol减少到2.4mol、减少了0.8mol，结合反应方程式可知：，则Q从0.8mol减少到0.6mol，则升温后，故升温后将不变。 ②升温后，反应I的K值将减小，原因为升高温度Q的物质的量减少，说明该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小。 39．(1) CO2、CH4 (2) D B (3)3.70 (4) < 依据图像数据得知B和D的化学平衡常数分别为K(B)=2.25、K(D)=3，又i为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数变大 【详解】（1）由图可知，总反应为氢气和二氧化碳反应生成甲烷和水，；甲烷、二氧化碳分子中含碳氢、碳氧极性键，分子为对称结构，为非极性分子； （2）①反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，故反应i的； ②生成甲醇的反应为放热、气体分子数减小的反应，则低温高压利于平衡正向移动，提高甲醇产率，故选D； ③A．上述反应在恒压体系中进行，所以气体压强始终保持不变，则气体压强不再变化，说明反应达到平衡，A不符合题意；         B．物质的总质量不变，反应的气体分子数减小，则气体平均相对分子质量不再变化，说明反应达到平衡，B符合题意； C．和的物质的量之比为，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，C不符合题意；     D．和的投料比等于反应的系数比，故物质的量之比为定值，其不会变化，不说明反应达到平衡，D不符合题意； 故选B； （3）一定条件下，向恒容密闭容器中充入和，只发生上述反应ii，达平衡时，的转化率为80%，则反应氢气2.4mol，生成甲醇、水均为0.8mol，反应后二氧化碳、氢气分别为0.2mol、0.6mol，则该温度下的平衡常数； （4）B进气比=1:1，设投料均为1mol，二氧化碳转化率为60%，则平衡后二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分别为0.4mol、0.4mol、0.6mol、0.6mol，反应为气体分子数不变的反应，则此时；同理，，i为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数变大，故B和D两点的温度。 40．(1)AC (2)(a-1169) (3) 或 Cu+的价电子式为，为全充满状态，较稳定，Cu2+的价电子式为，较不稳定 NH3中的N有孤电子对，中的CuII有空轨道能接受孤电子对，形成配位键 4NO+4NH3+O24N2+6H2O c (4)2NO2+2OH- =NO+NO+H2O 【详解】（1）A．工业合成氨，氮气和氢气反应生成氨气，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定，故选A； B．工业利用氨气合成硝酸，氮元素不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故不选B； C．雷雨天中氮气与氧气生成氮氧化合物，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定，故选C； D．通过碱性试剂将气态的氮氧化合物转化为固态含氮化合物，氮元素不是游离态变为化合态，不属于氮的固定，故不选D； 选AC。 （2）已知反应2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)  = -1169kJ·mol-1，该反应的逆反应活化能为akJ·mol-1，焓变=正反应活化能-逆反应活化能，则其正反应活化能为akJ·mol-1+(-1169kJ·mol-1)= (a-1169)kJ·mol-1。 （3）①Cu是29号元素，基态Cu原子核外电子排布式为；Cu+的价电子式为，为全充满状态，较稳定，Cu2+的价电子式为，较不稳定，属于基态Cu+比Cu2+稳定；NH3中的N有孤电子对，中的CuII有空轨道能接受孤电子对，形成配位键，所以能结合NH3。 ②根据图示，该脱氮过程中氨气和一氧化氮、氧气在催化剂作用下反应生成氮气和水，总反应方程式为4NO+4NH3+O24N2+6H2O。活化能越大，反应速率越慢，慢反应决定总反应速率，属于该反应历程的决速步骤是状态③→状态④，选c。 （4）NaOH溶液将NO2转化为NaNO3和NaNO2，根据得失电子守恒，发生反应的离子方程式为2NO2+2OH- =NO+NO+H2O。 41．(1) -90.8kJ/mol 低温 = (2) 2.0 (3) 3 随温度升高，催化剂活性增强反应速率加快，生成的淀粉量增加；续升高温度，催化剂失活，反应速率减慢，生成的淀粉量减少 0.124 【详解】（1）①由盖斯定律可知，ii+iii得到反应i，△H1=(41.2kJ/mol)+( -132.0kJ/mol)= -90.8kJ/mol，反应为放热的熵减反应，根据△H-T△S<0反应可自发进行，则该反应在低温能自发进行。 ②由图表可知，Q== K1，反应达到平衡状态，则v正=v逆； （2）已知，充入二氧化碳、氢气的总量为12mol，起始时总压强为1.5pkPa，平衡时体系总压强为pkPa，则根据阿伏伽德罗定律可知，反应后总的物质的量为，反应ii为气体分子数不变的反应，减少的物质的量为12mol-8mol=4mol为反应i进行导致的，根据反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知气体系数变化∆n=2； 则反应反应平衡时甲醇为n1=2.0mol； 由图表可知，反应后水的物质的量为3.0mol，则： 则反应后二氧化碳、氢气、甲醇、水的物质的量分别为1.0mol、1.0mol、2.0mol、3.0mol；反应后总的物质的量为8mol，则二氧化碳、氢气、甲醇、水的分压分别为0.125pkPa、0.125pkPa、0.25pkPa、0.375pkPa，则Kp=； （3）①根据表中数据选取最佳的反应条件：3，此时淀粉的产率最高； ②随温度升高，催化剂活性增强反应速率加快，生成的淀粉量增加；继续升高温度，催化剂失活，反应速率减慢，生成的淀粉量减少，故温度升高，反应生成的淀粉量先增加后急剧减少； ③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为1.24g•L-1÷10h=0.124g•L-1•h-1。 答案第52页，共53页 答案第53页，共53页 学科网（北京）股份有限公司 $$