2025届高三化学二轮复习- 化学反应原理综合题

2025届高三化学复习-化学反应原理综合题 1．（23-24高三下·江苏连云港·期中）是空气的主要污染物之一，有效去除大气中的可以保护大气环境。含氮废水氨氮（以、存在）和硝态氮（以、存在）引起水体富营养化，需经处理后才能排放。 Ⅰ.空气中污染物NO的处理 (1)已知：              有氧条件下，与NO在催化剂作用下反应生成，相关热化学方程式为         (2)NO也可以利用电化学手段将其转化为脱除，装置如图所示，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式为 。 Ⅱ.工业上含氮污水的处理 (3)石墨烯负载纳米铁能迅速有效地还原污水中的，纳米铁还原废水中的可能反应机理如图所示： 纳米铁还原的过程可描述为：纳米Fe失去电子生成，在纳米铁表面 ，在纳米铁表面 。 (4)一种将氨氮废水（以为主）中的氮元素转变为脱除的机理如下： ①理论上参与Ⅰ、Ⅱ中反应的 时，氮的脱除效果最好。 ②废水溶解氧浓度（DO）对氮的脱除率的影响如右图所示。当1mg/L＜DO＜2mg/L时，随着DO的增大，氮的脱除率下降，其原因除了随着DO的增大，厌氧氨氧化菌活性降低，还可能是 。 2．（23-24高三下·全国·阶段练习）绿色甲醇是2023年杭州亚运会主火炬燃料，制备绿色甲醇分为三个阶段：利用可再生能源制绿氢、的捕集、和一步法制甲醇。 (1)磁场辅助光电分解水制氢的工作原理如图[磁场辅助光照电极材料促使单位时间内产生更多的“电子”和“空穴”（h'，易得到电子），驱动并加快电极反应]。理论上生成的气体与的质量是之比为 。 (2)工业上从高炉气中捕集的示意图如图所示。 若从“吸收塔”出来的盐溶液中，则该溶液的为 。[该条件下，不考虑其他因素对的影响]。 (3)与在催化剂作用下可转化为，主要反应如下： 反应1： 反应2： ①已知：在一定温度下，由稳定态单质生成化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。下表为几种物质在的标准摩尔生成焓： 物质 标准摩尔生成焓 -393.51 -201.17 -241.82 0 则 。 ②若在恒容绝热的密闭容器中进行上述反应，下列说法正确的是 。 A．体系压强不再发生变化时，能判断反应达到化学平衡状态 B．提高容器内初始温度，转化率可能不变 C．平衡后将产物甲醇移出体系，反应2平衡不发生移动 D．平衡后减小该容器体积，再次达到平衡时温度较之前平衡时更低 ③其他条件相同时，反应温度对的转化率和的选择性的选择性的影响如图所示。温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，从化学反应速率的角度解释其原因是 。          ④温度时，在容积为的密闭容器中充入和，起始压强为，达平衡时生成，测得压强为。计算反应1的平衡常数 。（保留小数量后两位） ⑤已知Arrhenius经验公式为Rlnk为活化能，k为速率常数，R和C为常数)、为探究m、n两种催化剂的效能，进行了实验探究、依据实验数据获得下图所示曲线。在m催化剂作用下，该反应的活化能= ，从图中信息获知催化效能较高的催化剂是 （填“m”成“n”）。 3．（23-24高三下·江西赣州·期中）合金具有高强度和韧性，以及优异的物理性能，如耐高温和耐腐蚀，广泛应用于军事、航空航天和核工业。已知：铝，熔点660℃，沸点2327℃；锆，熔点1852℃，沸点4377℃。 (1)工业利用铝还原法制备合金，化学反应方程式如下(，)： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   ①铝还原法直接制备的总热化学方程式(反应Ⅲ)为 。 ②反应前，在加热条件下干燥4 h才能与干燥铝粉混合，目的是 。 ③制备实验时发现，660～662℃出现一个吸热峰，945～960℃出现一个放热峰，如图所示，原因分别是 、 。依据实验现象，能比较上述反应的活化能：反应I (填“大于”或“小于”)反应Ⅱ。 ④一定温度下，在液态铝中，当铝元素物质的量占比为80%时达到平衡(密度为，单位g/L，平均相对原子质量为)，则反应Ⅱ的平衡常数为 。 (2)实验中加入，有利于制备，科学家研究了其中的机理。 ①的杂化类型为 。 ②与、反应，生成、、，相关离子之间再反应得到(反应Ⅳ)。下列关于反应Ⅲ、Ⅳ的说法正确的是 (填标号)。当较多时， (填“”“”或“”)。 A．反应速率：反应Ⅲ反应Ⅳ     B．反应热力学趋势：反应Ⅲ反应Ⅳ C．两反应仍然相等     D．两反应仍然相等 4．（23-24高三下·贵州·阶段练习）氮氧化物是工业生产和日常生活中广泛应用的化合物，但同时也带来了严重的环境问题。其来源包括工业生产、交通运输、农业活动和能源生产。氮氧化物对环境和人体健康有害，如酸化土壤和水体、形成光化学烟雾和加剧温室效应等。以为主要成分的雾霾综合治理是当前重要的研究课题，其中汽车尾气的处理尤为重要。回答下列问题： 已知：         (1)汽车尾气中的和在催化转换器中发生以下反应可减少尾气污染：  ，则 。 (2)在2L恒容密闭容器中充入2mol和2mol，发生反应：，测得的转化率与温度、时间的关系如图所示。 ①下列说法正确的是 （填序号）。 A．上述反应在高温下能自发进行 B．图像中， C．增大的浓度，反应物的转化率增大 D．10min时，温度为时，正、逆反应速率相等 ②下列能说明反应：，达到平衡状态的是 （填序号）。 A．温度下，的值不再改变 B． C．体系中混合气体密度不再改变 D．转化率不再改变 ③温度为时，上述反应的平衡常数 。 ④平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。则温度： （填“＞”“＜”或“＝”），理由是 。若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的 （填序号）点。 (3)近年研究发现，电催化和含氮物质（等）在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。电解过程中，在a电极上的反应式为 。 5．（2024·河南·模拟预测）乙醇既是日常生活中常见的消毒剂、绿色燃料，更是重要的化工原料。请回答下列问题： (1)向某密闭容器中加入一定量、CO、混合气体，控制适当条件制取，已知容器中存在多个反应，如： A．     B．     C．    △H＜0 则有效提高平衡转化率的两种措施是 。 (2)制取时，还可能发生副反应：    。则 。若该副反应在某绝热刚性密闭容器中进行，下列能说明该反应达到平衡状态的是 （填标号）。 A．断裂4mol H—H，同时生成4mol O—H            B．（g）的体积分数等于（g）的体积分数 C．混合气体的密度保持不变                        D．密闭容器中压强保持不变 (3)一定温度下，向2L密闭容器中通入8mol （g）、8mol （g），控制适当条件能自发发生反应：    △H，测得（g）的平衡转化率与温度、压强的关系如图甲所示。 ①该反应的△H＜0，请说明理由 。 ②横坐标X表示 （填“温度”或“压强”）， （填“＞”或“＜”）。 ③A点温度下该反应的平衡常数K＝ 。 (4)乙醇熔融盐电池具有高能量密度和高功率密度，某乙醇熔融盐燃料电池工作原理如图乙所示，则Y的成分是 ，负极上电极反应式为 。 6．（23-24高三下·四川凉山·阶段练习）某温度下CO2加氢制甲醇的的总反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，该反应为放热反应，在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的CO2和2.4mol的H2，测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图。 请回答： (1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-890.3 kJ·mol-1； H2(g)+O2(g)=H2O(l)　ΔH2=-285.8 kJ·mol-1。 则：CO2与H2反应生成甲烷与液态水的热化学方程式为 ； (2)对于该反应，反应物的化学键断裂要吸收的能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的化学键形成要放出的能量。 (3)下列措施能加快反应速率的是 (填序号，下同)。 A．往容器中充入N2 B．往容器充入H2 C．及时分离出CH3OH D．减小容器体积 E.选择高效的催化剂       F.混合气体的平均相对分子质量不变 (4)2min内CH3OH的反应速率为 ，2min末时v正 v逆(填“<”“>”或“=”)。 (5)恒温恒容条件下，能说明反应已达平衡状态的是 。 A．CO2(g)体积分数保持不变 B．容器中气体压强保持不变 C．容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为1∶1 D．混合气体的密度保持不变 E.H2的生成速率是H2O生成速率的3倍            E.混合气体的平均相对分子质量不变 (6)该反应平衡时CO2的转化率为 。 (7)甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，其工作原理如图所示，则电极A的反应式为 ，B极区溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 7．（23-24高三下·广西南宁·阶段练习）利用反应，可将资源化，促进“碳中和”。 回答下列问题： (1)催化加氢制取可通过下列步骤实现，反应过程中各物质能量关系如图所示： 由图可知，该反应每生成甲醇，会 (填“吸收”或“放出”) kJ的热量。 (2)在恒温(始终保持反应温度为350℃)、2L恒容密闭容器中充入等物质的量的和，测得各物质的物质的量浓度随时间变化如下图所示： ①随时间变化的曲线是 (填“a”“b”或“c”)，0~2min用表示的反应速率是 。 ②若初始体系的压强为，则平衡时体系的总压强为 。 ③保持反应温度和容器体积不变，反应至2min改变了某一反应条件，根据图中信息可推测改变的反应条件可能是 (写出一项即可)。 (3)若在绝热条件下，将、按体积比1：2充入恒容密闭容器中发生该反应，下列能判断反应达到平衡状态的是___________。 A．容器内混合气体的密度不变 B．容器内混合气体的压强不变 C．容器内温度保持不变 D． (4)通过设计燃料电池(如图)，可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来，在酸性电解质溶液中，甲醇在电极上反应产生。 请写出燃料电池的负极反应式 。 8．（23-24高三上·广东湛江·期中）向一定体积的密闭容器中加入2mol A、0.6mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图Ⅰ所示，其中阶段c(B)未画出。图Ⅱ为时刻后改变反应条件，化学反应速率随时间变化的情况，四个阶段改变的条件均不相同，每个阶段只改变浓度、温度、压强、催化剂中的一个条件，其中阶段为使用催化剂。     请回答下列问题： (1)若，则阶段以A物质的浓度变化表示的反应速率为 ； (2)阶段改变的条件为 ，B的起始物质的量浓度为 。各阶段平衡时对应的平衡常数如表所示： 则 (保留两位小数)，、、、、之间的关系为 (用“>”、“<”或“=”连接)； (3)阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为，写出此温度下该反应的热化学方程式 。 9．（23-24高三下·河南焦作·期中）学习化学反应速率和限度能够指导促进工业生产。 Ⅰ.某研究小组用CO和H2模拟工业合成甲醇，发生反应：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 在1L的恒容密闭容器内充入1molCO和2molH2，加入合适催化剂后保持某温度不变发生上述反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下： 反应时间/min 0 5 10 15 20 30 压强/MPa 25.2 21.6 18.9 17.4 16.8 16.8 (1)①下列说法正确的是 (填标号)。 a．容器内气体的密度不变，则反应达到平衡 b．容器内气体的平均相对分子质量不变，则反应达到平衡 c．容器内CO、H2、CH3OH的反应速率之比为1∶2∶1，则反应达到平衡 d．容器内CO和H2物质的量之比不变，则反应达到平衡 e．混合气体中H2的体积分数保持不变 ②从反应开始到20min时，H2的平均反应速率为 。 ③该条件下，反应CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)达到平衡时CO的转化率为 。 Ⅱ.为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池。无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示： (2)回答下列问题： ①该燃料电池中负极通入的物质是 ，负极发生的反应式为 。 ②该电池工作一段时间后，电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 ③当电池放电转移10mol电子时，至少消耗燃料肼 g。 10．（23-24高三下·内蒙古兴安盟·期中）以和为碳源，既可以制造高附加值的化学产品，又可以缓解温室效应。 Ⅰ.在不同催化剂作用下催化加氢制的反应历程如图： (1)催化效果较好的催化剂为 （填“”或“”）。 (2)作用下，决速步骤的反应为 。 Ⅱ.利用等离子体协同催化剂重整制合成气的反应原理为。 已知：某些常见化学键的键能数据如下表： 化学键 键能/（） 803 436 1071.1 414 (3)计算   ，该反应自发进行的条件是 （填“高温”“低温”或“任何温度”）。 (4)向某密闭容器中充入和，测得平衡时的体积分数与压强和温度的关系如图所示。 ①X表示的是 （填“温度”或“压强”）；a、b、c三点对应条件下的平衡常数、、。由小到大的关系为 。 ②c点时，的平衡转化率为 。 ③若c点时气体总压强为，则c点所处条件下，该反应的压强平衡常数[为用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数（）]为 ；若c点时，保持温度和压强不变，再向容器中充入和，此时 （填“”“”或“”）。 11．（23-24高三下·山西太原·阶段练习）高效转化利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要一环。催化加氢制甲醇反应的方程式为：。回答下列问题： (1)写出一种能加快催化加氢制甲醇反应速率的措施 。 (2)在恒温、恒容的条件下，能说明反应已达平衡状态的___________。 A．体积分数保持不变 B．容器中与物质的量相等 C．容器内气体的密度不再变化 D．的生成速率与的生成速率相等 (3)某温度下，在体积为的密闭容器中，充入和，测得、的物质的量随时间变化如图： ①末时的v正 v逆(填“>”“<或“=”，下同)，时的v正 末时的v正。 ②时间段内，的平均反应速率= 。 ③平衡时的转化率= ，实际产率= 。 12．（23-24高三下·广东惠州·阶段练习）近年我国大力加强温室气体催化氢化合成甲醇的工业化量产研究，实现可持续发展。回答下列问题： (1)已知：① 。 ②     。 写出催化氢化合成甲醇的热化学方程式： 。 (2)为提高的产率，理论上应采用的条件是 (填选项字母)。 a．高温高压   b．低温低压   c．高温低压   d．低温高压 (3)250℃时，在恒容密闭容器中由(g)催化氢化合成(g)，如图所示为不同投料比[]时某反应物X平衡转化率变化曲线：反应物X是 (填“”或“”)。 (4)某温度下，在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6mol 、2mol 和催化剂发生合成的反应(以总反应方程式计算)，10min时反应达到平衡状态，测得。 ①0～10min内，用氢气表示的化学反应速率 ，化学平衡常数K= ；若起始压强为，则平衡常数 (列出计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 ②下列条件能说明该反应达到平衡状态的是 (填选项字母)。 A． B．容器内混合气体的总压强不再变化 C．容器内混合气体的密度保持不变 D．容器内各物质的浓度满足 ③催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如表所示： 实验编号 温度(K) 催化剂 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 根据表中所给数据，用生产甲醇的最优实验为 (填实验编号)。 13．（23-24高三下·山东泰安·期中）CH4、CH3OH、CO等都是重要的能源，也是重要的化工原料： (1)为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量、有效地开发利用CO2，工业上可以用CO2来生产甲醇。在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2，一定条件下发生反应：。测得和CO2的物质的量随时间变化如图所示： ①3min时，正、逆反应速率的大小关系为v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。 ②从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)= 。 ③达到平衡时，H2的浓度为 mol⋅L-1。 (2)工业上也可以用CO和H2为原料制备CH3OH，反应的化学方程式为：，在一定温度下，在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母序号)。 A．反应体系中CO与CH3OH的物质的量之比为1∶1 B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内每消耗1molCO、同时生成lmol CH3OH D．CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变 (3)某种甲烷燃料电池的工作原理如图所示。 甲烷通入的一极为电池的 极，将上图中的甲烷改为二甲醚(CH3OCH3)就构成了碱性二甲醚燃料电池，通CH3OCH3的电极的电极反应式为： 。当电路中有2mol电子通过时，消耗标准状况下氧气的体积为 L。 14．（23-24高三下·辽宁·期中）减少的排放、捕集并利用是我国能源领域的一个重要战略方向。回答下列问题： Ⅰ.在加氢合成甲醇的体系中，同时存在以下反应： 反应ⅰ：   反应ⅱ：   (1)反应ⅲ：的 。 (2)某温度下，向容积恒为1L的密闭容器中通入和，l0min后体系达到平衡，此时的转化率为20%。的选择性为50%。 已知：的选择性： 则0~10min内的平均生成速率 。 (3)在恒容绝热条件下，下列说法能表明反应ii（不考虑反应i）达到平衡的是_______（填字母）。 A．当混合气体的压强不再改变时 B．当混合气体的密度保持不变时 C．断开1molH-H键的同时断开2molH-O键 D．当混合气体的平均相对分子质量保持不变时 Ⅱ.运用电化学原理可以很好利用资源。 (4)科学家研究出如图所示装置，可以将温室气体转化为燃料气体CO（电解质溶液为稀硫酸）。该装置工作时，b电极的电极反应式为 。导线中通过2mol电子后，a极电解质溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”），b极电解质溶液变化的质量 g (5)火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用电池供电，该电池装置如下图： 写出正极的电极反应式： 。 15．（23-24高三下·云南红河·期中）如图表示在一定的温度下，容积固定的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间变化的情况。 试回答下列问题： (1)该反应的化学方程式为 。 (2)0～t1s内气体B的平均反应速率为 。 (3)(t1＋10)s时，B的物质的量分数为 (结果保留一位小数)。 (4)能判断该反应在一定温度下达到化学平衡状态的依据是 (填字母)。 a．容器中压强不变　　　　　b．混合气体中不变 c．容器中气体密度不变　　　d． (5)容器中(t1＋10)s时的压强与起始时的压强之比为 。 16．（23-24高三下·湖南·期中）2020年9月我国明确提出2030年实现“碳达练”与2060年实现“碳中和”的目标，倡导绿色、环保、低碳的生活方式。二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。和在铁系催化剂作用下发生化学反应： Ⅰ.   Ⅱ.   回答下列问题： (1)反应Ⅰ能自发进行，则 0(填“<”“>”或“=”)：该反应自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。 (2)在密闭容器中通入1和3，在铁系催化剂作用下进行反应，某一压强下，的平衡转化率随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是 (填标号)。 A．由图1可知：在该压强下，200~550℃之间以反应Ⅰ为主，550℃后以反应Ⅱ为主 B．反应Ⅱ化学方程式前后物质的化学计量数之和相等、所以增大压强反应Ⅱ的速率一定不变 C．恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，说明反应已达到平衡 D．其他条件不变，将和的初始物质的量之比变为2∶3，可提高平衡转化率 ②图1中点，此时乙烯的选择性为(选择性：转化的中，用于生成的所占的物质的量分数)，计算该温度时反应Ⅱ的平衡常数 (结果用分数表示)。 (3)利用电解法也可以实现转化为，试写出在酸性介质中该电解池阴极的电极反应式： 。 (4)工业上常用乙烯水合法制乙醇，乙醇脱水可制得二乙醚：   。 实验测得：，，、为速率常数。温度下，向2L恒容密闭容器中加入0.2，10min时达到平衡，的体积分数为25%，用表示的平均反应速率为 ，当温度变为时，，则 (填“大于”“小于”或“等于”)。 (5)温度为T℃时、在恒容密闭容器中发生反应，反应物和的平衡转化率分别随着水、一氧化碳的物质的量之比的变化曲线如图所示： 则温度T℃时，向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0、1.8、3.2、1.2，发生上述反应，反应进行的方向为 (填“正向”或“逆向”)。 17．（23-24高三下·河南郑州·期中）甲醇不仅是一种重要的有机化工原料，也可作为燃料。合成甲醇的方法之一是：。 Ⅰ.在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2mol，一定条件下发生上述反应，测得反应过程中的能量变化如左图所示，CO和的物质的量变化如右图所示。 (1)已知断开1molCO（g）和2mol中的化学键需要吸收的能量为1924kJ，则断开1mol中所有的化学键所需要吸收 kJ能量。 (2)从反应开始至达到平衡，以表示的平均反应速率 。 (3)下列标志能说明该反应已达到化学平衡状态的是______ （填字母序号）。 A． B．混合气体的总压强不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (4)达到平衡时，CO的转化率为 。 (5)达到平衡后，下列措施能增大逆反应速率的是______ （填字母）。 A．升高温度 B．降低压强 C．减小的浓度 D．加入合适的催化剂 Ⅱ.下图是将获得的甲醇作为燃料，利用其与氧气反应设计而成的一种微生物燃料电池。 已知：该电解质为稀硫酸，质子交换膜只允许通过。 (6)B为生物燃料电池的 （填“正极”或“负极”），其电极反应式为 。 18．（23-24高三下·湖北·阶段练习）我国航天事业高速发展，火箭推进剂的研究一直是航天工业的热点课题。火箭推进剂燃料有肼（）、液氢等，常见氧化剂有、液氧等。回答下列问题： (1)已知下列反应的热化学方程式如下： ⅰ．   ⅱ．   ⅲ．   ①则   。 ②反应ⅲ可自发进行的原因是 。 ③火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如图所示： 其中速率最慢的一步反应方程式为 。 (2)利用甲烷和水蒸气催化制氢主要存在如下两个反应： a：   b：   恒定压强为时，将物质的量之比为的与混合投入反应容器中，600℃时平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示： 物质 物质的量分数 0.04 0.32 0.50 0.08 ①下列操作中，能提高平衡转化率的是 （填字母）。 A．提高与的投料比    B．移除CO C．选择合适的催化剂        D．恒温恒压下通入Ar气 ②已知为反应的压强平衡常数，其表达方法为：在浓度平衡常数表达式中，用各组分气体平衡时的分压代替浓度；分压=总压×物质的量分数。600℃时反应a的压强平衡常数为 （列出计算式）。 ③平衡体系中的物质的量分数随温度的变化如图，解释原因 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)-1627 (2) (3) 得到电子还原生成 进一步得电子还原生成N2和 (4) 随着DO的增大，厌氧氨氧化菌活性降低，部分被氧化为 【详解】（1）已知：① ；② ；根据盖斯定律：①-②×4可得 -(4×)=-1627。 （2）该装置为原电池，O2通入的电极为正极，NO通入的电极为负极，将NO转化为HNO3脱除，负极的电极反应：。 （3）由图可知，纳米铁还原的过程可描述为纳米Fe失去电子生成Fe2+；吸附在纳米铁表面上的得到电子还原生成；在纳米铁表面上进一步得电子还原生成N2和。 （4）①反应Ⅰ中，和O2反应生成和H2O，离子方程式为2+3O2=2+4H++2H2O，反应Ⅱ中，和发生氧化还原反应生成N2和H2O，离子方程式为：+=N2+2H2O，根据氮原子守恒，时，的物质的量不变，氮的脱除效果最好； ②根据题目信息，氧气浓度越高，厌氧氨氧化菌活性越低，当1mg/L<DO<2mg/L时，随着DO的增大氮的脱除率下降，其原因可能是随着DO的增大，厌氧氨氧化菌活性降低，部分被氧化为。 2．(1)8∶1 (2)8.4 (3) -49.48kJ/mol AB 在该实验条件下，反应1和反应2均未达到化学平衡状态，反应1的速率大于反应2，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量更多 46.88 96 n 【详解】（1）该实验原理是光电分解水产生氢气和氧气，根据图示，水在X电极获得电子，发生还原反应生成氢气，即X为阴极，N为氢气，水在Y电极失去电子，发生氧化反应得到氧气，即Y为阳极，M为氧气，根据电解水方程式：，故理论上生成的气体与的质量是之比：32∶4=8∶1； （2）若从“吸收塔”出来的盐溶液中，则，故，此时溶液的pH值为8.4； （3）①根据标准摩尔生成含的定义，； ②A．反应1正向气体分子数减少，反应2气体分子数不变，故体系压强不再发生变化时，能判断反应达到化学平衡状态，A正确； B．提高容器内初始温度，反应1放热，升温平衡逆向移动，转化率降低，反应2吸热，升温平衡正向移动，转化率升高，两个反应综合起来，转化率可能不变，B正确； C．平衡后将产物甲醇移出体系，反应1正向移动，氢气的浓度降低，反应2逆向移动，C错误； D．平衡后减小该容器体积，相当于加压，反应1正向移动，放出热量，再次达到平衡时温度较之前平衡时更高，D错误； 故选AB； ③温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，从化学反应速率的角度解释其原因是：在该实验条件下，反应1和反应2均未达到化学平衡状态，反应1的速率大于反应2，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量更多； ④温度时，在容积为的密闭容器中充入和，起始压强为，达平衡时生成，测得压强为，恒容时物质的量与压强呈正比，故达到平衡时气体的总物质的量为1mol。设反应1种生成水的物质的量为xmol，反应2中生成水的物质的量为(0.3-x)mol，故，，平衡时各物质的物质的量为：，故0.5-x-0.3+x+1-3x-0.3+x+x+0.3-x+0.3=1，解得x=0.25，故，反应1的平衡常数为：； ⑤将m曲线上两点的坐标代入公式，得到：、，两式相减得到：，解得Ea=96kJ/mol；由公式可以看出，RlnK与活化能Ea呈反比，故当相同时，n的RlnK大，故活化能小，催化效能较高的催化剂是n。 3．(1) 去除水分，防止与金属单质反应 铝熔化吸热 总反应放热 大于 (2) AB < 【详解】（1）①铝还原法直接制备的反应为：，根据盖斯定律可知，总热化学方程式为：，故答案为：； ②反应前，在加热条件下干燥4 h才能与干燥铝粉混合，目的是去除水分，防止与金属单质反应，故答案为：去除水分，防止与金属单质反应； ③吸热峰是指在差热或差示扫描量热测量中，试样和参比物之间的温度差或能量差相对于基线为负值的峰，放热峰就是正值的峰，660～662℃出现一个吸热峰是由于铝熔化吸热，945～960℃出现一个放热峰是由于总反应放热，且放出的热量远大于铝吸收的热量；活化能是普通分子变为活化分子所需要的最低能量，反应Ⅰ的活化能，也就是吸收的25度到660度的热量，而反应Ⅱ吸收的是660度至950度的热量，可以看出是前者所需吸收的能量更大，因此反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能，故答案为：铝熔化吸热；总反应放热；大于； ④根据密度为，单位g/L，平均相对原子质量为M，铝元素物质的量占比为80%，则Zr元素为20%，，可知Al为80%-60%=20%，，，，，，，则反应Ⅱ的平衡常数为，故答案为：。 （2）①的中心原子Al的价层电子对数为：，需要6个杂化轨道，杂化轨道数等于价层电子对数，因此杂化类型为，铝的3d轨道参与成键，故答案为：； ②A．反应Ⅳ发生时原料已经与发生反应形成离子状态，更易进行，反应Ⅲ需要高温才可以引发反应的进行，故反应速率为反应Ⅲ反应Ⅳ，故A正确； B．根据分析可知，反应Ⅲ需要高温才可以引发反应的进行，反应Ⅳ发生时原料已经与发生反应形成离子状态，所需温度降低，因此反应热力学趋势：反应Ⅲ反应Ⅳ，故B正确； C．反应Ⅳ中加入的物质还有，因此两反应不相等，故C错误； D．反应Ⅳ中加入的物质还有，相关物质为离子状态，因此两反应不相等，故D错误； 故答案为：AB； 与、反应，生成、、，的产生所占O离子的比例较少，而的反应需要的氟与生成时所需均为6，当较多时，反应的程度更大，产生的更多，那么相对而言的量会减少，因此更倾向于生成，故小于，故答案为：<。 4．(1) (2) BD AD 160 ＜ 该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，体积分数降低 E (3) 【详解】（1）已知：反应①；反应②；反应③  ；依据盖斯定律，将反应②×2－①－③得：  ，则。 （2）①A．该反应是放热反应，，且该反应的，根据反应自发进行可知，该反应在低温下可自发进行，A错误； B．根据“先拐先平数值大”及时反应先达到平衡知，，B正确； C．增大的浓度，的转化率增大，但的转化率减小，C错误； D．温度下，10min时出现了拐点，说明反应达到平衡状态，D正确；故选BD。 ②A．该温度下，的值不再改变，表明浓度商等于化学平衡常数，则反应达平衡状态，A符合题意； B．，反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，所以反应未达平衡状态，B不符合题意； C．体系中混合气体的质量、体积始终不变，密度始终不变，则当密度不再改变时，反应不一定达平衡状态，C不符合题意； D．转化率不再变化时，反应一定达到平衡，D符合题意； 故选AD。 ③由图可知，温度为时，反应达到平衡时，NO的转化率为80%，可列出三段式： ，故反应的化学平衡常数。 ④  该反应的正反应是放热反应，压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，体积分数降低，；若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，平衡都发生逆向移动，的体积分数减小，则重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的E点。 （3）a极上转为为，N元素化合价降低，得电子，作阴极，其电极反应式为。 5．(1)降温、加压 (2) D (3) 因为该反应的△S＜0，又该反应可自发进行，故该反应的△H＜0，才能使 压强 ＜ 2.5 (4) CO2 【详解】（1）CO2参与反应B、C，且两个反应均为放热反应，降低温度，平衡正向移动，平衡转化率增大，又两个反应均为气体物质的量减小的反应，加压平衡正向移动，平衡转化率增大，则有效提高平衡转化率的两种措施是降温、加压。 （2）由盖斯定律可知，由可得    。 A．断裂4mol H—H，同时生成4mol O—H，均表示逆反应速率，不能说明该反应达到平衡状态； B．无论反应是否达到平衡状态，和的物质的量始终相等，(g)的体积分数始终等于（g）的体积分数，不能说明该反应达到平衡状态； C．容器容积不变，混合气体的总质量不变，则混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度保持不变，不能说明该反应达到平衡状态； D．该反应为放热反应，随反应的进行，容器内温度升高，气体总压强增大，故当密闭容器中压强保持不变，能说明该反应达到平衡状态； 故选D。 （3）①因为该反应的△S＜0，又该反应可自发进行，故该反应的△H＜0，才能使。 ②该反应为气体物质的量减小的反应，加压平衡正向移动，平衡转化率增大，该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡转化率减小，故横坐标X表示压强，Y表示温度，＜。 ③A点温度下，平衡转化率为80%，则平衡时，，，该反应为反应前后物质的量不变的反应，可以用物质的量代替物质的量浓度计算平衡常数，故该反应的平衡常数K＝。 （4）通入氧气的一极为正极，则右侧为正极，电极反应式为，则Y的成分是CO2，左侧为负极， ，负极上电极反应式为。 6．(1)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)　ΔH=-252.9 kJ·mol-1 (2)小于 (3)BDE (4) > (5)ABEF (6) (7) 增大 【详解】（1）由盖斯定律②×4-①得：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-285.8×4-(-890.3)=252.9 kJ·mol-1； （2）因为该反应为放热反应，所以反应物的化学键断裂要吸收的能量小于生成物的化学键形成要放出的能量； （3）A．在固定容积中充入N2，不影响组分的浓度，不影响反应速率，B错误； B．往容器充入H2，增大反应物浓度，加快反应速率，B正确； C．及时分离出CH3OH，减小反应物浓度，反应速率减慢，C错误； D．减小容器体积可增大各物质的浓度，加快化学反应速率，D正确； E．选择高效的催化剂，可以加快反应速率，E正确； 故选BDE； （4）2min内CH3OH的物质的量增加0.4mol，反应速率为，2min后，CH3OH物质的量继续增大，物质的量较小，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率； （5）A．CO2(g)体积分数保持不变，反应一定达平衡状态，A正确； B．在固定容积中，反应前后气体分子数改变，压强改变，当容器中气体压强保持不变时，反应达平衡状态，B正确； C．容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为1∶1，不能说明正逆反应速率相同，反应不一定达平衡状态，C错误； D．混合气体的密度，m不变，V不变，密度始终保持不变，不能判断是否达平衡状态，D错误； E．反应速率比等于系数比，H2的生成速率是H2O生成速率的3倍，表示正反应速率等于逆反应速率，反应达平衡状态，E正确； F．混合气体的平均相对分子质量，m气不变，n气变小，M变大，故当M不变时达到平衡，F正确； 故选ABEF； （6）平衡时生处于二氧化碳0.2mol，则该反应平衡时CO2的转化率为； （7）电极A通入甲醇，在碱性条件下，甲醇发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：，B电极发生反应，溶液碱性增强，pH增大。 7．(1) 放出 49 (2) b 0.15 mol/(L·min) 0.7p 使用了催化剂 (3)BC (4)CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+ 【详解】（1）由图可知，反应生成1mol甲醇时，反应放出的热量为(90kJ/mol—41kJ/mol) ×1mol=49kJ，故答案为：放出；49； （2）①由方程式可知，相同时间时，反应消耗氢气的物质的量大于二氧化碳，则氢气随时间变化的曲线是曲线b；由图可知，2min时氢气浓度为0.7mol/L，则0~2min氢气的反应速率为=0.15 mol/(L·min)，故答案为：b；0.15 mol/(L·min)； ②由图可知，起始二氧化碳和氢气的浓度都为1.0mol/L，反应达到平衡时，二氧化碳和氢气的的浓度分别为0.7mol/L和0.1mol/L，甲醇和水蒸气的浓度都为0.3mol/L，由气体的物质的量之比等于压强之比可知，平衡时体系的总压强为×pkPa=0.7pkPa，故答案为：0.7p； ③由图可知，保持反应温度和容器体积不变，2min改变条件的瞬间时，反应体系中各物质的浓度不变，改变量增大，说明改变条件，反应速率加快，但平衡状态没有发生变化，所以改变的条件为使用了催化剂，故答案为：使用了催化剂； （3）A．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； B．该反应是气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； C．该反应为放热反应，绝热条件下，反应放出的热量使容器中的反应温度增大，则容器内温度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； D．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； 故选BC； （4）由图可知，通入燃料的左侧电极为燃料电池的负极，水分子作用下，甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+，故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。 8．(1) (2) 减压 0.5mol·L -1 0.84 K1=K2=K3=K4<K5 (3) △H＝＋200 kJ·mol-1 【详解】（1）化学反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。根据图象I可知在10min内A的浓度变化量是1.0mol/L－0.8mol/L＝0.2mol/L，所以速率为；故答案为：； （2）由图象Ⅱ可知，在t4～t5阶段反应速率减小，但平衡不移动，所以改变的条件不可能是温度和浓度，由于在t3～t4阶段为使用催化剂，所以该阶段只是降低压强。这说明改变压强平衡不移动，因此反应前后体积是不变的。根据图象I可知A是反应物，C是生成物，二者的变化量之比是2︰3，所以要使反应前后体积不变，B只是反应物，反应的方程式为2A＋B3C。C的浓度增加了0.3mol/L，则B的浓度减少了0.1mol/L，所以B的起始浓度是0.4mol/L＋0.1mol/L＝0.5mol/L。在t1～t2阶段平衡是A、B、C的浓度分别为0.8 mol/L、0.4 mol/L、0.6 mol/L，所以平衡常数为。因为平衡常数只与温度有关，根据图象可知在t5～t6阶段，正逆反应速率同时增大，但平衡向正反应方向移动，因为该条件只能是温度且是升高温度，所以反应是吸热反应，因此K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为K1=K2=K3=K4<K5。故答案为：减压、0.5mol·L -1、K1=K2=K3=K4<K5； （3）t5～t6阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，所以2mol A反应热量变化为200akJ;反应的热化学方程式为 △H＝＋200 kJ·mol-1。故答案为； △H＝＋200 kJ·mol-1。 9．(1) be 0.05mol·L-1·min-1 50% (2) N2H4 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O 减小 80 【详解】（1）① a．反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和产物都是气体，无论是否达到平衡，气体的密度始终不变，a错误； b．该反应不是等体积反应，随着反应进行，气体总物质的量不断变化，气体的平均相对分子质量也不断变化，气体平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡，b正确； c．物质的反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，这三种物质的反应速率始终为1∶2∶1，c错误； d．初始时投入CO和H2的物质的量之比为1∶2，两者反应消耗的物质的量之比也为1∶2，因此无论是否达到平衡，两者的物质的量之比都是1∶2，d错误； e．随着反应进行，氢气的物质的量不断变化，其体积分数也不断变化，氢气的体积分数不变，说明反应达到平衡，e正确； 故答案选be。 ②20min时，压强变为16.8MPa，设此过程中消耗CO物质的量为xmol，则消耗氢气物质的量为2xmol，生成甲醇xmol，初始时气体总物质的量为3mol，20min时气体总物质的量为(3-2x)mol，初始时压强为25.2MPa，则有，x=0.5mol，即消耗氢气物质的量为1mol，v(H2)=1mol÷1L÷20min=0.05mol·L-1·min-1。 ③从表中可知，20min时反应已经达到平衡，且根据前述计算可知，建立平衡过程中消耗CO0.5mol，CO的转化率为=50%。 （2）a电极上N2H4转化为N2，N失电子因此a电极为负极，b电极为正极，正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子； ①负极通入的物质为N2H4，负极的反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O。 ②该电池的总反应为N2H4+O2=N2+2H2O，电池工作一段时间，生成了水，KOH被稀释，pH减小。 ③负极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，电池放电转移10mol电子时，消耗肼2.5mol，质量为80g。 10．(1) (2)[或] (3) 高温 (4) 压强 25 1200 ＜ 【详解】（1）由图可知使用时，反应活化能较低，反应速度更快，故答案为：； （2）活化能越高，反应速率越慢，决速步骤的反应为慢反应，故答案为：[或]； （3）反应物的总键能-生成物的总键能，则该反应的；该反应的、，依据，可知高温下能够自发，故答案为：；高温； （4）①该反应是吸热反应，随着温度的升高，平衡正向移动，氢气的体积分数逐渐增大，不符合题意，随着压强逐渐增大，平衡逆向移动，氢气的体积分数逐渐减小，故X表示压强；当压强不变时，温度越高氢气的体积分数越大，则三条曲线的温度关系为L3＞L2＞L1 ，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数K越大，则a、b、c三点对应条件下的平衡常数关系是，故答案为：压强；；②c点时氢气的体积分数为25%，设二氧化碳转化了xmol，列三段式，则，解得，则氢气的转化率为，故答案为25%；③根据三段式，平衡时气体总物质的量为，则该反应的压强平衡常数，设体积为VL，则该温度下的平衡常数，再向容器中充入和，此时，，平衡逆向移动，正反应速率小于逆反应速率，故答案为：1200；＜； 11．(1)使用合适催化剂(或适当升高温度，增大体系压强等) (2)AD (3) > > 0.375mol/(L·min) 60% 80% 【详解】（1）根据影响反应速率的因素，能加快催化加氢制甲醇反应速率的措施有使用合适催化剂、适当升高温度、增大体系压强等。 （2）A．体积分数保持不变，说明浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选A； B．容器中与物质的量相等，的物质的量可能还发生改变，反应不一定平衡，故不选B； C．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，容器内气体的密度不再变化，反应不一定平衡，故不选C； D．的生成速率与的生成速率相等，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选D； 选AD。 （3）①末时，反应正向进行，v正>v逆；随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，时的v正>末时的v正。 ②时间段内，消耗0.5mol，根据，反应同时消耗1.5mol，的平均反应速率=mol/(L·min)。 ③反应达到平衡，消耗0.8mol，根据，反应同时消耗2.4mol，平衡时的转化率=；理论上1mol生成1mol,实际生成0.8mol，的实际产率=。 12．(1) (2)d (3) (4) 0.225 5.33或 B B 【详解】（1）利用盖斯定律可知，将①+②得：； （2）反应是反应前后气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，正反应为放热反应，降温平衡正向移动，则为提高的平衡转化率，需要平衡正向移动，采用的条件为低温高压。故选d项； （3）同一反应，增加其中一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身转化率降低，图示随着横坐标[]增大，相当于不变时，增大，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，而氢气的转化率降低，所以X为； （4）①根据已知信息，可列出三段式： ，化学平衡常数；反应后总的物质的量浓度为2.50，由压强之比等于物质的量之比等于物质的量浓度之比可知，则平衡后压强为，、、、的物质的量浓度分数分别为、、、，分压分别为、、、，故。 ②A．反应方程式为，当时，反应达到平衡状态，A项错误； B．由于该反应是在恒温恒容条件下进行的，且属于前后气体体积不等的反应，根据公式pV=nRT可知，当压强不变，该反应一定达到平衡，B项正确； C．由于该反应是在恒温恒容条件下进行的，且均为气体参与，根据公式可知，密度恒定与平衡状态无关，C项错误； D．由于此温度下，平衡常数为5.33，不是1，所以浓度满足不处于平衡状态，D项错误； ③分别对比AB或CD实验可知，在同样温度下，Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率增加，甲醇选择性高，所以选择BD进行比较，同样催化剂条件下，温度升高，转化率升高，而甲醇的选择性却降低，所以用生产甲醇的最优实验为B。 13．(1) > 0.0375 mol·L-1·min-1 0.375 (2)BD (3) 负 CH3OCH3- 12e-+16OH-=2+11H2O 11.2 【详解】（1）①由图知，3min时，反应仍向右进行，则正、逆反应速率的大小关系为v正＞v逆。 ②由图可知，反应至10min时达到平衡状态，0～10min内Δc(CO2)==0.375mol/L，因此CO2的平均反应速率v(CO2)===0.0375mol/(L·min)。 ③达到平衡反应过程中Δn(H2)=3Δn(CO2)=3×0.75mol/L=2.25mol，因此达到平衡时，H2的浓度为=0.375mol/L。 （2）A．CO为反应物，CH3OH为生成物，不确定反应中CO与CH3OH的起始量以及转化率，因此当反应中CO与CH3OH的物质的量之比为1：1时，无法判断反应是否达到平衡状态，故A不选； B．该反应正向为气体体积减小的反应，该反应在一定温度下在恒容密闭容器中进行，容器内气体压强之比等于气体的物质的量之比，因此当混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明反应中各气体的物质的量不变，即反应达到平衡状态，故B选； C．反应过程中CO与CH3OH的系数比为1：1，因此任意时刻每消耗1molCO，同时生成1molCH3OH，因此不能确定该反应是否处于平衡状态，故C不选； D．反应过程中CH3OH的质量分数逐渐增大，因此当CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变，可说明反应达到平衡状态，故D选； 综上所述，答案为：BD。 （3）由图可知，甲烷燃料电池中通入CH4的电极生成，C元素化合价由-4升高至+4，因此通入CH4的一极为负极；将上图中的甲烷改为二甲醚(CH3OCH3)，通CH3OCH3的电极上二甲醚被氧化为碳酸根离子，电极反应式为：CH3OCH3- 12e-+16OH-=2+11H2O；电池中正极电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，因此当电路中累计有2mol电子通过时，消耗的氧气0.5mol，其在标准状况下体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 14．(1)k/mol (2) (3)AC (4) 不变 18 (5) 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应i-ii得到反应iii，则ΔH3= (−48.7kJ/mol) －(+41kJ/mol)= －89.7 kJ/mol； （2）的平衡转化率为20%，消耗的n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，的选择性为50%，则转化为的n(CO2)=0.2mol×50%=0.1mol，反应i中，由，反应速率之比等于系数比，则0~10min内的平均生成速率； （3）A．反应ii绝热恒容条件下，气体分子数不变，但体系温度改变，故压强不变能作为平衡判断依据，A选；B．气体总质量不变，气体体积不变，所以密度不变，故密度不能作为平衡判断依据，B不选；C．断开1molH-H键的同时断开2mol H-O键，正反应速率和逆反应速率相等，可以作为平衡判断依据，C选；D．气体的总质量和总物质的量均不变，平均相对分子质量也不变，不可以作为判断依据，D不选；故选AC。 （4）根据电子流向，电子由负极流向正极可知a为负极，b为正极，结合电子转移电荷守恒书写b电极的电极反应式为CO2+2H++2e-=H2O+CO，电池总反应式为2CO2=O2+2CO，故电解质溶液的pH不变，导线中通过2mol电子时，a极电解质溶液中H+改变量为2mol,根据反应CO2+2H++2e-=H2O+CO可知，此时b极电解质溶液质量增加量为44g+2g-28g=18g，故答案为：CO2+2H++2e-=H2O+CO；不变；18； （5）由图可知，Li作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，催化电极为正极，电极反应式为4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C。 15．(1)3A+B⇌2C (2) (3)33.3% (4)ab (5)9∶13 【详解】（1）由图象可知A、B的浓度降低，A、B为反应物，A的浓度变化量为0.8mol/L-0.2mol/L=0.6mol/L，B的浓度变化量为0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L，C的浓度增大，为生成物，C的浓度变化量为0.4mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，故A、B、C的化学计量数之比为0.6mol/L:0.2mol/L:0.4mol/L=3:1:2， 故反应方程式为：3A(g)+B(g)⇌2C(g)； （2）0～t1s 内B气体物质的量浓度从0.5mol/L变为0.3mol/L，平均反应速率v===mol/(L•s)； （3）(t1＋10)s时，平衡未移动，体系中c(A)=0.2mol/L，c(B)=0.3mol/L，c(C)=0.4mol/L，B的物质的量分数为； （4）a．正反应是气体体积减小的反应，故容器中压强不变，说明达到平衡，a正确； b．混合气体中c(A)保持不变，说明反应达到平衡，b正确； c．反应前后气体质量不变，容器恒容，无论是否平衡，气体密度都不变，故气体密度不变不能说明反应到达平衡，c错误； d．某时刻c(A)=c(B)，并不能说明A、B浓度不变，无法说明反应到达平衡，d错误； 故选ab； （5）起始时，c(A)=0.8mol/L，c(B)=0.5mol/L，(t1＋10)s时，平衡体系，c(A)=0.2mol/L，c(B)=0.3mol/L，c(C)=0.4mol/L，平衡时气体总浓度和起始时之比为9:13，容器体积恒定，容器中(t1＋10)s时的压强与起始时的压强之比为9:13。 16．(1) < 低温 (2) AC (3) (4) 0.0025(或) 大于 (5)逆向 【详解】（1）判断一个化学反应能否进行的依据是吉布斯自由能变()是否小于零，要想反应Ⅰ能自发进行，必须使。因为，要使，必须使，即反应Ⅰ为放热反应，且在低温时能自发进行； （2）①A．反应Ⅰ为放热反应，反应达到平衡状态后升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率减小，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，因此200~550℃之间以反应Ⅰ为主，550℃后以反应Ⅱ为主，A正确； B．化学反应速率的大小与反应方程式前后化学计量数无关，当压强增大时，该反应速率增大，B错误； C．由于反应Ⅰ正反应方向气体物质的化学计量数总数减小，随着反应的进行，气体总物质的量减小，恒温恒压下，气体体积减小，气体密度逐渐增大，当反应达到平衡时气体密度不变，故恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，可以作为该反应达到平衡的标志，C正确； D．和的初始物质的量之比变为2∶3，相当于增加的量，平衡虽然正向移动，但平衡转化率减小，D错误； 故答案为AC； 由图1，当乙烯的选择性为，的选择性为： 反应   反应   平衡时：0.3，：1.3，：0.2，：1.2，则； （3）阴极上转化为，酸性介质中该电解池阴极的电极反应式：； （4）该反应前后气体系数不变，在反应过程中气体总物质的量始终为0.2，10min达到平街时。 ，10min时该反应达到平衡，，可知，所以，因此当时，，平衡逆向移动，； （5）T℃时，，反应物的转化率均是50%，设水蒸气和的物质的量均是1，则消耗的物质的量均是0.5，生成物的物质的量均是0.5，反应前后体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，则反应的平衡常数。T℃时，向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0、1.8，3.2、1.2，发生上述反应，此时浓度商，平衡逆向移动。 17．(1)2052.8 (2)或 (3)BD (4) (5)AD (6) 负极 【详解】（1）焓变=反应物的键能总和-生成物的键能总和，据此可知断开1mol甲醇所需的能量为：1924kJ+128.8kJ=2052.8kJ； （2）2=； （3）A．化学平衡状态是一种动态平衡，速率不为零，A错误； B．该反应是左右气体系数和不相等的反应，故可以通过压强不变判定反应达到平衡状态，B正确； C．反应为纯气体反应，气体的总质量不变，反应装置为恒容装置，故气体的总体积不变，故混合气体的密度始终不变，不能用于判断反应是否达到平衡状态，C错误； D．反应为气体分子数发生改变的反应，故反应前后气体的总物质的量会发生变化，故气体平均相对分子质量可以用于判定反应是否达到平衡状态，D正确； 故选BD； （4）根据图象可知，达到平衡时CO的转化率为75%； （5）A．升高温度会增大正逆反应速率，A正确； B．降低压强，会使正逆反应速率同时减小，B错误； C．减小甲醇的浓度，会先使逆反应的速率减小，然后正反应速率也会减小，C错误； D．加入合适的催化剂，会降低反应的活化能，正逆反应速率同时增大，D正确； 故选AD； （6）通过图示可知，该电池为酸性甲醇燃料电池，通甲醇的一端为负极，氧气的一端为正极。负极的电极方程式为：。 18．(1) 该反应正方向为放热且熵增的反应，在任意温度下能自发进行 或 (2) BD 温度低于时，以反应a为主，随温度升高，平衡正向移动，平衡物质的量分数增大，温度高于时，以反应b为主，随温度升高，平衡逆向移动，含量减少，CO浓度增大，同时抑制反应a产生 【详解】（1）①根据盖斯定律可知该反应可由：得到，则==+165.8kJ/mol；②该反应正方向为放热且熵增的反应，在任意温度下能自发反应； ③由图可知能垒最大的一步反应方程式为过渡态Ⅰ的反应，反应方程式为：或； （2）①A．提高与的投料比，等同于通入，使得的转化率降低，故不符合；B．移除CO，降低CO的浓度，可使反应a平衡正向移动，的转化率增大，故符合；C．选择合适的催化剂，只能加快反应速率，对平衡无影响，故不符合；D．恒温恒压下通入Ar气，体积扩大，平衡向气体分子数增大的方向移动，即反应a正向移动，甲烷转化率增大，故符合；选BD； ②由表格数据可知平衡时CO的物质的量分数=1-0.04-0.32-0.50-0.08=0.06；600℃时反应a的压强平衡常数为。 ③温度低于时，以反应a为主，随温度升高，平衡正向移动，平衡物质的量分数增大，温度高于，以反应b为主，平衡逆向移动，含量减少，CO浓度增大，同时抑制反应a产生，因此平衡体系中的物质的量分数随温度T的升高先增大后减小。(其他合理解释亦可) 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$