2025届高三化学二轮专题练习 化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡 一、选择题(本题共11小题，每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。) 1.(2023·宁波余姚中学质检)下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A.升高温度可降低化学反应的活化能，提高活化分子百分数，加快化学反应速率 B.反应物浓度增大，单位体积活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大 C.催化剂能提高活化分子的活化能，从而加快反应速率 D.有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率加快 2.(2023·沈阳一模)某温度下，恒容密闭容器内加入等物质的量H2和I2发生反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)，v正＝k正c(H2)c(I2)，k正为速率常数。反应一段时间后达到平衡。下列说法中错误的是(　　) A.若＝8.99，则该反应ΔH<0 B.加入一定量HI，混合气体颜色变深 C.加入一定量氩气，容器内压强增大，反应速率不变 D.加入等物质的量的H2和I2，H2转化率不变 3.(2023·浙江名校协作体考试)氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得： 反应Ⅰ：2B(s)＋N2(g)===2BN(s) 反应Ⅱ：B2O3(s)＋2NH3(g)===2BN(s)＋3H2O(g) 已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发，B(s)、BN(s)、B2O3(s)熔点分别约为2 300 ℃、3 100 ℃、450 ℃，下列说法正确的是(　　) A.常温下反应 Ⅰ 的ΔG<0，因此速率快 B.反应 Ⅰ 的ΔS<0，ΔH>0 C.性能优良的催化剂可使反应 Ⅱ 在常温下自发进行 D.由各物质熔点可推测在实际生产中反应 Ⅰ 所需的温度高于反应 Ⅱ 4.(2023·浙江名校协作体考试)已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0在瞬间即可达成化学平衡。NO2和N2O4混合气体体积由V压缩至时，相关数据变化如下表。根据表中数据得出若干结论，下列结论不正确的是(　　) 温度/℃ 气体的总压强/Pa NO2的物质的量浓度/mol·L－1 V 298 1.01×105 1.28×10－2 311 2.15×105 2.80×10－2 A.体积由V压缩至时，NO2的物质的量减少 B.正反应和逆反应的活化能均较低 C.体积缩小后混合气体的颜色加深 D.其他条件不变，温度升高，该反应正向移动 5.(2023·温州十校联合体联考)一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)达到平衡，下列说法正确的是(　　) A.将体积缩小为原来的一半，当体系再次达平衡时，CO2浓度为原来的2倍 B.增加CaCO3(s)的量，平衡正向移动，CO2的浓度增大 C.将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变 D.保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行 6.(2023·浙江十校联盟第三次联考)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k～曲线。下列说法正确的是(　　) A.随c(X)的减小，反应①的速率不断下降，而反应②的速率不断增大 B.由图甲可知，某时间段体系中可能存在如下关系：v(Z)＝v(X)＋v(Y) C.欲提高Y的产率，需降低反应温度且控制反应时间 D.温度高于T1时，总反应速率由反应②决定 7.(2024·金华一中高三月考)2­溴­2­甲基丙烷发生水解反应[(CH3)3CBr＋H2O(CH3)3COH＋HBr]的能量变化与反应过程的关系如下图所示。下列说法不正确的是(　　) A.溶液碱性增强，2­溴­2­甲基丙烷的水解百分率增大 B.该反应在低温下自发进行 C.分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C＋与H2O结合速率快 D.碘原子半径比氯大，因此(CH3)3C－I水解生成(CH3)2C－OH的速率比(CH3)C－Cl快 8.(2023·浙江高中名校联盟测评)将4 mol A(g)和2 mol B(g)在2 L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，ΔH<0，反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A.2 s后物质A的转化率为70% B.当v(C)＝2v(B)时，该反应达到了平衡状态 C.达到平衡状态时，增加A的物质的量，会提高B的转化率 D.达到平衡状态时，升高温度，平衡逆向移动，同时化学平衡常数不变 9.(2023·温州知临中学第二次仿真考试)在3个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中，反应H2O(g)＋C(s)CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0 ，分别在一定温度下达到平衡，下列说法正确的是(　　) 容器 温度(T1＞T2) 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(H2O) n(C) n(CO) n(H2) n(CO) I T1 0.6 1.2 0 0 0.2 Ⅱ T1 1.2 1.2 0 0 x Ⅲ T2 0 0 0.6 0.6 y A.当温度为T1时，该反应的化学平衡常数值为0.1 B.达到平衡时，容器 Ⅱ 中H2O的转化率比容器 Ⅰ 中的小 C.若5 min后容器 Ⅰ 中达到平衡，则5 min内的平均反应速率：v(H2)＝0.04 mol·L－1·min－1 D.达到平衡时，容器Ⅲ中 CO的转化率小于66.6% 10.(2023·杭州高三检测)已知NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)在低温时分两步完成：NO2(g)＋NO2(g)NO3(g)＋NO(g)(慢反应)、NO3(g)＋CO(g)NO2(g)＋CO2(g)(快反应)，依据该过程，下列说法错误的是(　　) A.反应相同时间，快反应的平均速率不一定比慢反应大 B.提高 CO 的浓度，化学反应速率将显著增大 C.该反应只有 NO3是中间产物 D.达到平衡时，通入少量 NO2，再次达到平衡时 NO2的转化率降低 11.(2023·湖州二模)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是(　　) A.反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3 mol·L－1·min－1 B.平衡时，X的转化率为67.5% C.该温度下，此反应的平衡常数K＝1.44 D.其他条件不变，再充入0.10 mol Y，平衡常数K减小 二、非选择题(本题共3小题) 12.(2024·金华一中月考)乙烯、丙烯是化学工业的最基本原料，工业上可采用多种方法生产，请回答下列问题： 方法一：利用丙烷脱氢制烯烃，反应如下。 Ⅰ.C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1 Ⅱ.C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g)　ΔH2 Ⅲ.C2H4(g)＋H2(g)C2H6(g)　ΔH3 Ⅳ.C3H8(g)＋H2(g)CH4(g)＋C2H6(g)　ΔH4 上述各反应常压下平衡常数自然对数值lnKp随温度(T)的变化如图1所示。 (1)ΔH1________0(填“＜”或“>”)；图1中表示反应Ⅱ的曲线为________(填“a”或“b”)。 (2)T1温度下，向体积不等的恒容容器中加入等量C3H8，若只发生反应Ⅰ，反应相同时间后，测得各容器中C3H8的转化率与容器体积关系如图2。 ①下列说法正确的是________。 A.各容器内反应的平衡常数相同 B.体系处于W点时，加催化剂，可提高C3H8转化率 C.体系处于W、M两点时，若升高温度，净反应速率均增加 D.反应过程中若容器内气体密度不再变化，则反应已达平衡 ②保持其他条件不变，增大C3H8初始投料，请在图2中画出C3H8的转化率与容器体积关系图________。 方法二：利用甲醇分解制取烯烃，涉及反应如下。 a.2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－22.66 kJ/mol b.3CH3OH(g)===C3H6(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－92.24 kJ/mol c.3C2H4(g)2C3H6(g) (3)①恒压条件下，平衡体系中各物质的物质的量分数随温度变化如图3所示。已知923 K时，x(C2H4)＝2x(C3H6)，假设没有副反应，平衡体系总压强为p，求923 K反应c的平衡常数Kp＝________。(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数) ②工业上使甲醇反应气流经ZSM­5分子筛催化分解，该催化剂同时也可催化丁烯裂解。2C4H8(g)C2H4(g)＋2C3H6(g)　ΔH＝＋117.93 kJ/mol。请说明，甲醇分解工艺中常常添加适量丁烯共同反应，其原因可能为___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 13.(2023·杭州高中高三段考)用CO2、CO和H2在催化剂作用下制取甲烷、甲醇、乙烯等有重要的意义。 (1)已知CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－890 kJ·mol－1 ①已知：H2的标准燃烧热为286 kJ·mol－1，H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44 kJ·mol－1，计算ΔH1＝________ kJ·mol－1。 ②已知在一定温度下的发生反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O，v正＝k正c(CO2)c4(H2)，v逆＝k逆c(CH4)c2(H2O)，(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K＝10，则k正＝________k逆。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)利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。向恒容为2 L的密闭反应器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是________。 A.该反应的ΔH<0，且p1>p2 B.C点时，CO转化率为75% C.A、B、C、D的平衡常数大小关系：A＝B>C>D D.若p1时最初充入1 mol CO，经过5 min达到B点的平衡状态，此段时间v(CH3OH)＝1.75 mol·L－1·min－1 (3)以CO2为原料催化加氢合成C2H4的反应方程式：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH。常压下，FeCoMnK/BeO作催化剂，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3(总物质的量为4a mol)的投料比充入密闭容器中发生反应，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图1所示。 ①250 ℃下，上述反应达到平衡时容器体积为V L，则此温度下该反应的平衡常数为________(用含a、V的代数式表示)。 ②若反应开始时，在0.1 MPa条件下，以n(H2)∶n(CO2)＝3∶1的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生上述反应，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量分数如图2所示。 若氢气和二氧化碳的物质的量之比为n∶1(n≥3)进行投料，温度控制为120 ℃，相应平衡体系中乙烯的产率为x，在图3中绘制x随n(n≥3)变化的示意图________(标出曲线的起点坐标)。 14.(2023·绍兴选考诊断)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据下图数据计算反应N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。 (2)合成氨工厂以“水煤气”和N2为原料，采用两段间接换热式绝热反应器，由进气口充入一定量含CO、H2、H2O、N2的混合气体，在反应器A进行合成氨，其催化剂Ⅲ铁触媒，在500 ℃活性最大，反应器B中主要发生的反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，装置如图。 ①温度比较：气流a________气流b(填“>”“<”或“＝”)。 ②气体流速一定，经由催化剂Ⅰ到催化剂Ⅱ，原料转化率有提升，其可能原因是：____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ③下列说法正确的是________。 A.合成氨是目前自然固氮最重要的途径 B.利用焦炭与水蒸气高温制备水煤气时，适当加快通入水蒸气流速，有利于水煤气生成 C.体系温度升高，可能导致催化剂失活，用热交换器可将原料气预热并使反应体系冷却 D.终端出口2得到的气体，通过液化可分离出NH3 (3)LiH­3d过渡金属复合催化剂也可用于催化合成氨，已知N2先被吸附发生反应3LiH＋N2===Li2NH＋LiNH2，紧接着H2被吸附发生的反应方程式___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 化学反应速率与化学平衡 1.B　[A.升高温度部分非活化分子吸收能量后变为活化分子，所以增大活化分子百分数，化学反应速率加快，但反应的活化能不变，故A错误；B.增大浓度，增大单位体积内活化分子个数，有效碰撞的几率增加，反应速率增大，故B正确；C.催化剂通过降低活化分子的活化能，从而加快反应速率，故C错误；D.缩小体积增大压强，相当于增大浓度，增大单位体积内活化分子个数，但活化分子百分数不变，故D错误。] 2.A　[A.若＝8.99，则k正(308 K)>k正(298 K)，k正为速率常数，升高温度k正本来就要增大，不能判断该反应是否为吸热反应或放热反应，故A错误；B.加入一定量HI，平衡正向移动，I2浓度增大，混合气体颜色变深，故B正确；C.加入一定量氩气，容器内压强增大，容器体积和各反应物的物质的量不变，浓度也不变，则反应速率不变，故C正确；D.加入等物质的量的H2和I2等效于增大压强，该反应是气体体积不变的反应，增大压强，H2转化率不变，故D正确。] 3.D　[A.常温下反应Ⅰ的ΔG<0，说明反应可以自发进行，但不能判断反应速率的快慢，A错误；B.反应Ⅰ是自发的熵减反应，所以ΔH<0，B错误；C.反应Ⅱ在常温下不能自发进行，催化剂不能使不能自发的反应变为自发的反应，C错误；D.反应Ⅰ：2B(s)＋N2(g)===2BN(s)，反应Ⅱ：B2O3(s)＋2NH3(g)===2BN(s)＋3H2O(g)，B(s)、BN(s)、B2O3(s)熔点分别约为2 300 ℃、3 100 ℃、450 ℃，由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ，D正确。] 4.A　[A.体积为V L时，NO2的物质的量为1.28×10－2 mol/L×V L＝1.28×10－2V mol，体积为时，NO2的物质的量为2.80×10－2 mol/L× L＝1.40×10－2V mol，NO2的物质的量增大，A不正确；B.由于该反应在瞬间即可达成化学平衡，所以正反应和逆反应的活化能均较低，B正确；C.体积缩小后，NO2的浓度增大，则混合气体的颜色加深，C正确；D.由于该反应为吸热反应，则其他条件不变，温度升高，该反应正向移动，D正确。] 5.C　[A.将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，若平衡不移动，CO2的浓度为原来的2倍，由于温度不变，平衡常数不变，平衡向着逆向移动，则平衡时二氧化碳的浓度与原来相等，故A错误；B.CaCO3为固体，增加CaCO3(s)的量，平衡不移动，CO2的浓度不变，故B错误；C.该反应中只有二氧化碳气体，则将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，平衡常数不变，二氧化碳的浓度不变，气体密度不变，故C正确；D.保持容器体积不变，充入He，由于气体的浓度不变，则平衡不会移动，故D错误。] 6.B　[由图甲中信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，故反应①的速率随c(X)的减小而减小，反应②的速率先增大后减小，A项错误；由图甲可知，依据反应关系，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此v(X)＝v(Y)＋v(Z)，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(Z)＝v(X)＋v(Y)，B项正确；升高温度可以加快反应①的速率，但反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随Y的浓度增大而增大，因此欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C项错误；由图乙中信息可知，温度低于T1时，k1>k2，反应②为慢反应，总反应速率由反应②决定，温度高于T1时，k1<k2，反应①为慢反应，总反应速率由反应①决定，D项错误。] 7.C　[A.溶液碱性增强，(CH3)3CBr＋H2O(CH3)3COH＋HBr平衡正向移动，2­溴­2­甲基丙烷的水解百分率增大，故A正确；B.正反应放热，ΔH<0，生成物微粒增多，ΔS>0，所以该反应在任意温度下都能自发进行，故B正确；C.分子中碳溴键断裂的活化能大，所以碳溴键断裂的速率比(CH3)3C＋与H2O结合速率慢，故C错误；D.碘原子半径比氯大，C—Cl键能大于C—I键能大，因此(CH3)3C－I水解生成(CH3)2C－OH的速率比(CH3)C－Cl快，故D正确。] 8.C　[反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，则 2 s后物质A的转化率为×100%＝30%，A错误；当v(C)＝2v(B)时，不能判断正、逆反应速率的关系，则不能判断该反应是否达到了平衡状态，B错误；增加A的物质的量，平衡正向移动，促进B的转化，则B的转化率增大，C正确；该反应的ΔH<0，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，D错误。] 9.B　[温度T1时，容器Ⅰ中平衡时n(CO)＝0.2 mol， ， 该反应的化学平衡常数值为K＝＝＝＝0.05，故A错误；B.容器Ⅱ相当于容器Ⅰ增加H2O的量，反而使其转化率降低，所以达到平衡时，容器Ⅱ中H2O的转化率比容器Ⅰ中的小，故B正确；C.5 min后容器Ⅰ中达到平衡，n(H2)＝0.2 mol，则5 min内的平均反应速率：v(H2)＝＝＝0.02 mol/(L·min)，故C错误；D.假设达到平衡时，容器Ⅲ中的CO的转化率为66.6%， 则y＝0.6×66.6%＝0.399 6，所以平衡时c(CO)＝c(H2)＝＝0.102 mol/L，c(H2O)＝＝＝0.199 8 mol/L，则K＝＝＝0.052，但由于反应为吸热反应，降低温度不利于反应正向进行，所以容器Ⅲ的平衡常数比容器Ⅰ的平衡常数要小，即y＜0.399 6 mol，可见转化率大于66.6%，故D错误。] 10.B　[A.由v＝可知，反应相同时间，快反应与慢反应浓度的变化量可能相等，故快反应的平均速率不一定比慢反应大，A正确；B.化学反应速率主要由慢反应决定，提高 CO 的浓度，主要增大的是快反应的速率，因此化学反应速率不会显著增大，B错误；C.由总反应NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，结合慢反应和快反应可知，该反应只有 NO3是中间产物，C正确；D.达到平衡时，通入少量 NO2，平衡正向移动，但再次达到平衡时 NO2的转化率降低，D正确。] 11.C　[由表可知，反应前2 min，消耗n(Y)＝0.16 mol－0.12 mol＝0.04 mol，根据反应，生成n(Z)＝0.04 mol×2＝0.08 mol，则v(Z)＝＝4.0×10－3 mol·L－1·min－1，A错误；平衡时，X的转化率为×100%＝37.5%，B错误；利用“三段式法”计算平衡常数： 则该温度下，此反应的平衡常数K＝c2(Z)/[c(X)·c(Y)]＝(0.012 mol·L－1)2/(0.010 mol·L－1×0.010 mol·L－1)＝1.44，C正确；平衡常数K只与温度有关，其他条件不变，再充入0.10 mol Y，平衡常数K不变，D错误。] 12.(1)>　b (2)①AC　② (3)①　②丁烯分解为吸热反应，可以为反应体系降温，防止催化剂因反应温度过高而失活。甲醇分解转化率很高，基本不受丁烯分解吸热影响 解析　(1)由图1可知a、b两条曲线均随着温度的升高，lnKp的数值增大，说明升高温度对于Ⅰ、Ⅱ两个反应的影响都是平衡向正反应吸热方向移动，所以ΔH1>0；根据Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的反应方程式，列出各反应的分压平衡常数依次为Kp(Ⅱ)＝、Kp(Ⅲ)＝、Kp(Ⅳ)＝，可看出Kp(Ⅱ)＝，由图1可知当T＝600 K时，lnKp(Ⅳ)和lnKp(Ⅲ)几乎相等，即600 K时，Kp(Ⅳ)＝Kp(Ⅲ)，所以此时Kp(Ⅱ)＝1，lnKp(Ⅱ)＝0，对应曲线b，所以表示反应Ⅱ的曲线为b； (2)①A.因为平衡常数只随温度的改变而改变，各容器所处温度相同，所以各容器内反应的平衡常数相同，选项A正确；B.催化剂只能改变反应速率，对平衡移动没有影响，因此体系处于W点时，加催化剂，不会改变C3H8的转化率，选项B错误；C.净反应速率为正反应速率－逆反应速率，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，正反应速率增大幅度大于逆反应速率增大幅度，因此体系处于W、M两点时，若升高温度，净反应速率均增加，选项C正确；D.各反应容器恒容，容器内气体质量一定，密度也为一定值，所以密度不再变化，不能说明反应已达平衡，选项D错误；②原图中前半段，容器体积小，反应物浓度大，反应速率较大，反应一段时间后已达到平衡状态，此时随着容器体积增大，化学平衡正向移动，因此丙烷的转化率增大，但是随着容器体积继续增大，反应速率减小，后半段反应尚未达到平衡，且体积越大，浓度越小反应速率越慢，因此丙烷的转化率也就越低。在此基础上增大丙烷初始投料，丙烷浓度增大，则相同时间内前半段仍会达到平衡，但是丙烷浓度增大，转化率降低，因此体积相同的情况下转化率较加料前更低，但是初始丙烷投料量增大，丙烷的浓度也增大，反应速率也更大，对体积较大的情况而言，反应速率增大丙烷的转化率增大，但是随着体积继续增大，反应速率还是会减小，丙烷的转化率从而下降，故总体表现就是曲线右移。 如图所示：； (3)①根据题干中Kp定义式和923 K时关系式x(C2H4)＝2x(C3H6)，可得反应c的Kp＝＝＝＝。设在923 K时，反应a中生成x mol乙烯和2x mol水，反应b中生成y mol丙烯和3y mol水，c反应中，有 则根据x(C2H4)＝2x(C3H6)，有x－3n＝2(y＋2n)，即x＝2y＋7n；x(C3H6)＝＝，代入后有x(C3H6)＝＝＝，代入Kp＝可得：Kp＝；②丁烯分解为吸热反应，可以为反应体系降温，防止催化剂因反应温度过高而失活。甲醇分解转化率很高，基本不受丁烯分解吸热影响，所以甲醇分解工艺中常常添加适量丁烯共同反应。 13.(1)①－166　②10　小于　(2)AB (3)①　② 解析　(1)①根据题干信息得热化学方程式： ④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH4＝－286 kJ·mol－1； ①CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1； ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－890 kJ·mol－1； ③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44 kJ·mol－1；根据盖斯定律，反应①＝4×④－②－2×③，ΔH1＝4ΔH4－ΔH2－2ΔH3＝－166 kJ·mol－1； ②平衡时，v正＝v逆＝k正c(CO2)c4(H2)＝k逆c(CH4)c2(H2O)，则K＝＝＝10，所以k正＝10k逆；该反应时放热反应，升高温度使平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，所以升高温度时，k正增大倍数小于k逆增大倍数； (2)A.由图可知，升高温度，CH3OH体积分数减小，平衡逆向移动，则该反应ΔH＜0；相同温度下，增大压强，该反应平衡正向移动，CH3OH体积分数增大，300 ℃时，可判断p1＞p2，故A正确；B.假设初始CO物质的量为1 mol，H2物质的量2 mol，设CO转化率为x，列三段式： 在C点CH3OH体积分数为50%，×100%＝50%，解得x＝0.75，其转化率： ×100%＝75%，故B正确；C.由图可知，升高温度，CH3OH体积分数减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，平衡常数与压强无关，只受温度影响，则平衡常数大小关系：A＞B＝C＝D，故C错误；D.若p1初始充入CO物质的量1 mol，5 min达B点平衡状态，CH3OH体积分数70%，假设初始CO物质的量为1 mol，H2物质的量2 mol，设CO转化率为x，列三段式： ×100%＝70%，解得x＝0.875，v(CH3OH)＝＝0.087 5 mol·L－1·min－1，故D错误； (3)①根据题意，投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，且n(CO2)＋n(H2)＝4a mol，则n(CO2)＝a mol，n(H2)＝3a mol，由图可知，250 ℃下，CO2转化率为50%，则其变化量：0.5a mol，列三段式： 平衡时容器体积为V，平衡常数：K＝＝；②反应开始时在0.1 MPa时，以投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3充入体积固定密闭容器，由图可知，升高温度，二氧化碳平衡转化率减小，平衡逆向移动，则CO2和H2物质的量分数增大；C2H4(g)和H2O(g)物质的量分数减小，且C2H4(g)和H2O(g)物质的量之比为1∶4，故曲线a、b、c分别表示H2O(g)、C2H4(g)和CO2(g)，故120 ℃时，平衡时H2O的物质的量分数为50%，设C2H4(g)的平衡产量为y mol，列三段式： ×100%＝50%，解得y＝a；而乙烯的理论产量为0.5a mol，当n＝3，则乙烯产率：x＝≈0.727，当增大投料比，相当于保持二氧化碳浓度不变，增大氢气浓度，平衡正向移动，乙烯平衡产量增大，但乙烯理论产量不变，则乙烯产率增大；画图如下：。 14.(1)－45　(2)①<　②气流若在催化剂Ⅰ层达平衡流出，经中间热交换，温度降低，反应平衡正移，转化率增大；气流若在催化剂Ⅰ层未达平衡，则与催化剂Ⅱ接触，继续反应，转化率增大 ③BCD　(3)Li2NH＋LiNH2＋3H2===3LiH＋2NH3 解析　(1)由图可计算ΔH＝473＋654－339－397－436＝－45 kJ/mol。 (2)①气流a与催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ接触后发生反应，形成气流b，由于反应器B中的反应是放热反应，故温度：气流a<气流b。②气流经由催化剂Ⅰ至催化剂Ⅱ，温度有所降低，但是催化剂可以增大反应速率。故答案为：气流若在催化剂Ⅰ层达平衡流出，经中间热交换，温度降低，反应平衡正移，转化率增大；气流若在催化剂Ⅰ层未达平衡，则与催化剂Ⅱ接触，继续反应，转化率增大。③A.自然固氮是通过氮气和氧气在雷电条件下生成NO，合成氨属于人工固氮，A错误；B.适当加快水蒸气流速，可以带出产物，生成物浓度降低，有利于水煤气生成，B正确；C.体系温度升高，可能使催化剂失去活性，热交换器的作用是交换热量，可以预热或者使反应体系冷却，C正确；D.反应器A进行合成氨，出口2的气体含有氮气、氨气和氢气，通过液化可分离氨气，D正确。 (3)合成氨的总反应为N2＋3H22NH3，总反应减去N2的吸附反应方程式，得H2的吸附反应为Li2NH＋LiNH2＋3H2===3LiH＋2NH3。 学科网（北京）股份有限公司 $$