【高考二轮复习】2023年高考化学精讲+精练+小测（全国通用）——专题09 化学反应速率与化学平衡（测）（原卷版+解析版）

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专题09 化学反应速率与化学平衡
一、选择题(本题包括25小题，每小题2分，共50分，每小题只有一个选项符合题意）
1．(2023·浙江省部分校高三开学摸底考试)下列说法正确的是( )
A．相同温度和压强下，熵值：1 mol C(s，金刚石)＞1 mol C(s，石墨)
B．Ca(g)→Ca2+(g)+2e- ΔH小于0
C．NH4NO3溶于水，ΔH＞0，ΔS＜0
D．分子间氢键数量：1 molH2O(g) ＜1 molH2O(l) ＜1 molH2O(s)
【答案】D
【解析】A项，由于金刚石中C的排列比石墨中的C的排列更有序，所以1 mol C(s，金刚石)的熵值＜1 mol C(s，石墨)，A错误；B项，原子失电子变成离子需要吸收热量，则Ca(g)→Ca2+(g)+2e- ΔH大于0，故B错误；C项，NH4NO3溶于水为吸热过程，混乱度增大，故ΔH＞0，ΔS＞0，C错误；D项，冰→液态水→水蒸气，破坏分子间氢键和范德华力，分子间氢键数量：1 molH2O(s)＞1 molH2O(l)＞1 molH2O(g)，故D正确；故选D。
2．(2023·浙江省普通高校招生高三选考模拟)关于反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) ＋H2O(l) ΔH＜0，下列说法不正确的是( ）
A．该反应在低温条件下可以自发进行
B．向反应容器中加入正催化剂，不会改变反应自发进行的临界温度
C．恒容条件下，通入He和Ar组成的混合气体，不会改变反应的速率
D．恒压条件下，可通入过量的CO2气体可以提高H2转化率并增加生成物CH3OH的浓度
【答案】D
【解析】A项，该反应是焓减、熵减的反应，由△G=△H-T△S知，在较低温度下能自发进行，A正确；B项，催化剂能改变反应速率及反应的活化能，但不能改变反应自发进行的临界温度，B正确；C项，恒容条件下，通入He和Ar组成的混合气体，反应物的浓度均不变，不会改变反应的速率，C正确；D项，恒压条件下，可通入过量的CO2气体可以提高H2转化率，使平衡正向移动，但若增加的CO2量增大，容器体积增大，可能会使生成物CH3OH的浓度降低，D不正确；故选D。
3．(2023·浙江省温州市高三第一次适应性考试)T℃，反应CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g)，在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL。已知密度：CaO(s)：3.35 g· cm-3、CaCO3(s)：2.93 g· cm-3。下列有关说法正确的是( )
A．恒温、恒容，体系中再加入56g CaO(s)，平衡不移动
B．恒温、恒压，体系中再加入100g CaCO3(s)，平衡不移动
C．恒温，压缩容器体积，平衡后，反应速率加快
D．恒温、恒压，体系中通入一定量N2，平衡正向移动，建立新的平衡状态
【答案】A
【解析】A项，恒温、恒容，体系中再加入56g CaO(s)，c(CO2)不变，平衡不移动，A正确；B项，100g CaCO3(s)的体积约为34mL，恒温、恒压，100mL的体系中再加入100g CaCO3(s)，相当于减小压强，平衡正向移动，B错误；C项，恒温，压缩容器体积，容器内压强增大，平衡逆向移动，由于温度不变，平衡常数不变，则新的平衡和旧的平衡中，c(CO2)相同，则反应速率也相同，C错误；D项，恒温、恒压，体系中通入一定量N2，相当于减小压强，平衡正向移动，由于温度不变，平衡常数不变，c(CO2)不变，则新的平衡和旧的平衡等同，D错误；故选A。
4．(2022·上海市徐汇中学高三期中)在一密闭容器中，进行如下反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是( )
A．混合气体的密度保持不变 B．容器内的总压不随时间变化
C．V正(H2)=V逆(H2O) D．C(CO2)=C(CO)
【答案】C
【解析】A项， 在一密闭容器中，反应物生成物都是气体，所以混合气体的密度保持不变不能作为判断达到化学平衡状态的依据，故A 错误；B项， 因为反应前后化学计量数相等，所以容器内的总压不随时间变化时，不能作为判断达到化学平衡状态的依据，故B 错误；C项，根据CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)反应可知，当V正(H2)=V逆(H2O)说明反应达到化学平衡状态，故C正确；D项， 根据CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)反应可知，当c(CO2)=c(CO)不能说明反应达到化学平衡状态，故D正确；故选C。
5．(2022·河北安平中学高三期中)已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是( )
A．2O3(g)=3O2(g) ΔH＜0 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0
C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH>0
【答案】B
【解析】利用ΔG=△H-TΔS进行分析，凡ΔG＜0的反应，能自发进行。A项，反应2O3(g)=3O2(g)， ΔH＜0，ΔS>0，该反应一定能自发进行，A不合题意； B项，反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)，ΔH>0，ΔS＜0，该反应一定不能自发进行，B符合题意；C项，反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温下能自发进行，C不合题意；D项，反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)，ΔH>0，ΔS>0，该反应在高温下能自发进行，D不合题意；故选B。
6．(2022•浙江省五校高三联考)在一容积不变，绝热的密闭容器中发生可逆反应：2X(s)Y(g)+Z(g)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A．混合气体的密度不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变
C．该反应的化学平衡常数不变 D．容器中混合气体的平均相对分子量不变
【答案】D
【解析】A项，由2X(s)Y(g)+Z(g)可知，反应前后气体的质量是变量，容器的体积不变，反应过程中混合气体的密度是变量，当混合气体的密度不再变化时，各气体的质量不再改变，反应达到平衡状态，所以混合气体的密度不再变化，能判断反应达到平衡状态，故A不符合题意；B项，当反应容器中Y的质量分数不变时，体积不变，说明Y的浓度不再改变，反应达到平衡，所以反应容器中Y的质量分数不变，能说明该反应达到化学平衡状态，故B不符合题意；C项，由2X(s)Y(g)+Z(g)反应是在绝热的密闭容器中进行可知，温度是变量，而平衡常数只是温度的函数，当反应的化学平衡常数不变时，说明温度不再改变，反应达到平衡状态，所以该反应的化学平衡常数不变，能说明该反应达到化学平衡状态，故C不符合题意；D项，由2X(s)Y(g)+Z(g)可知，反应前反应物是固体，反应后产物是气体，且产生的气体比例不会改变，总是1:1，则混合气体的平均相对分子量M=是定值，所以当容器内气体的平均相对分子量不变时，不能判断反应达到平衡状态，故D符合题意；故选D。
7．(2022·湖北省“荆、襄、宜“地七校联盟高三联考)某反应的反应机理可以分成如下两步，下列说法正确的是( )
反应机理
第一步反应
第二步反应
2NO2=NO3+NO (慢反应)
NO3+CO=NO2+CO2 (快反应)
A．第一步反应的活化能高于第二步反应的活化能
B．该反应的总反应方程式为NO+CO2=NO2+CO
C．该反应的速率主要由第二步反应决定
D．加入合适的催化剂既可以加快反应速率，又可以提高NO2的转化率
【答案】A
【解析】A项，慢反应的活化能高，故第一步反应的活化能高于第二步反应的活化能，故A正确；B项，第一步反应与第二步反应加和得总反应方程式为NO2+CO=NO+CO2，故B错误；C项，总反应速率由慢反应决定，故C错误；D项，催化剂可以加快反应速率，但不可以改变反应限度，故D错误；故选A。
8．(2022·江苏省泰州市高三阶段性测试)NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物，NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) △H=+57kJ•mol-1。对于反应N2O4(g) 2NO2(g) △H=+57kJ•mol-1，下列有关说法正确的是( )
A．升高体系温度正反应速率增大，逆反应速率减小
B．若容器体积不变，密度不变时说明该反应建立化学平衡
C．其它条件不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值不变
D．增大体系的压强能提高N2O4的反应速率和平衡转化率
【答案】C
【解析】A项，升高体系温度不仅能使正反应速率增大，还会使逆反应速率增大，故A错误；B项，该反应气体总质量不变，容器体积不变，根据可知该反应的密度始终不变，不能说明该反应达到平衡状态，故B错误；C项，平衡常数K=，K只与温度有关，温度不变，K不变，故C正确；D项，增大体系的压强，平衡向气体体积减小的方向进行，即逆反应方向进行，因此增大体系的压强会使N2O4的转化率降低，故D错误；故选C。
9．(2022·河南省名校联盟高三毕业班阶段测试)我国科技工作者研究利用(氢型分子筛)为载体，以CO2和氢气为原料合成绿色燃料甲醚。一定条件下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H1=-123.8kJ·mol-1。下列叙述正确的是( )
A．恒容时，升高温度，CO2的平衡转化率增大
B．恒容恒温时，及时分离出甲醚，平衡右移，反应速率增大
C．恒容恒温时，增大c(CO2)，反应物转化率均增大
D．是该反应的催化剂，可加快反应速率
【答案】D
【解析】A项，该反应放热，升温时平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，A项错误；B项，分离出生成物，其浓度降低，反应速率减小，B项错误；C项，增大一种反应物的浓度，另外一种反应物的转化率增大，但增加的这种反应物的转化率减小，故增大c(CO2)，氢气转化率增大，通常二氧化碳的转化率减小，C项错误；D项，由题目信息提示可知，是该合成甲醚反应的催化剂，催化剂能加快反应速率，D项正确；故选D。
10．(2022·江苏省常州市部分重点中学高三期中)氨是化肥生产工业的重要原料。传统的Haber—Bosch法目前仍是合成氨的主要方式，反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，其生产条件需要高温高压。近来电催化氮气合成氨因节能、环境友好等优势，受到广泛关注，下列有关Haber-Bosch法合成氨反应的说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0、ΔS＜0
B．将氨气及时液化分离可加快化学反应速率
C．当2v(H2)正=3v(NH3)逆时，反应达到平衡状态
D．提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数
【答案】C
【解析】A项，由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应可知，该反应是一个化合反应，为放热反应，ΔH＜0，该反应是一个气体体积减小的反应，ΔS＜0，故A错误；B项，将氨气及时液化分离，减小生成物浓度，平衡正向移动，反应速率减小，故B错误；C项，速率之比等于方程式系数比，当2v(H2)正=3v(NH3)逆时，表示正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D项，由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应可知，提高体系的压强，平衡正向移动，但化学平衡常数只是温度的函数，温度不变，化学平衡常数不变，故D错误；故选C。
11．(2022·山东省实验中学高三第二次诊断考试)人体内的血红蛋白(Hb)可与O2结合，更易与CO结合使人体中毒，涉及原理如下：
①
②
③
下列说法错误的是( )
A．的数值范围是>1
B．反应①、②在一定温度下均可能自发进行
C．刚从平原到高原时，人体血液中c(HbO2)将降低，使人体因缺氧而不适
D．将CO中毒的人转至高压氧仓中治疗，反应③平衡逆向移动而缓解症状
【答案】A
【解析】A项，根据盖斯定律，反应③=反应②-反应①，则ΔH3=ΔH2-ΔH1<0，则ΔH2<ΔH1<0，故0<<1，A项错误；B项，反应①与反应②均是放热、熵减的反应，由ΔH-TΔS<0反应可自发进行可知，反应①与反应②在较低温度能自发进行，B项正确；C项，从平原初到高原，氧气含量减少，反应③正向移动，则人体血液中c(HbO2)降低，使人体因缺氧而不适，C项正确；D项，CO中毒的人体血液中c(HbCO)增大，转到高压氧仓中，氧气含量增大，反应③平衡逆向移动而缓解症状，D项正确；故选A。
12．(2022·上海市虹口区高三期末学生学习能力诊断测试)T℃，体积均为1L的甲、乙、丙容器中发生反应：2X(g)+Y(g)3Z(s) ΔH＜0，。t1时刻容器中X、Y与Z的物质的量如下表，下列说法正确的是( )

X
Y
Z
甲



乙



丙



A．甲容器中
B．乙容器若降低温度，达到平衡时c(X)可能为2 mol·L-1
C．乙、丙容器达到平衡后，X的浓度不相等
D．若丙容器中X的体积分数不变，则该反应已达平衡
【答案】B
【解析】A项，由题给数据可知，甲容器中的浓度熵Qc==K=0.2，反应达到平衡，则反应速率，故A错误；B项，该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，由题给数据可知，乙容器中的浓度熵Qc==0.25＞0.2，若降低温度，Qc可能等于平衡常数K，则达到平衡时X的浓度可能等于2mol/L，故B正确；C项，设乙容器中消耗Y为amol，由题意可建立如下三段式：

由平衡常数为0.2可得：=0.2，设丙容器中消耗Y为bmol，由题意可建立如下三段式：

由平衡常数为0.2可得：=0.2，由=可得a=b，则乙、丙容器达到平衡后，X的浓度相等，故C错误；D项，丙容器中X和Y的物质的量之比与化学计量数之比相等，则X的体积分数无论是否达到平衡均为66.7%，不会发生改变，故D错误；故选B。
13．(2022·湖北省公安县等六县教学研究中心高三上学期质检考试)在一定温度下，在刚性密闭容器中充入一定量M发生反应：M(g)Q(g)+E(s)，测得M、Q的浓度与时间关系如图所示。已知：生成Q净反应速率v=v正-v逆=k正•c(M)-v逆•c(Q)。下列说法正确的是( )

A．净反应速率：c>a>b
B．0～10min内Q的平均速率为0.075mol•L-1•min-1
C．M的平衡转化率为16.7%
D．在上述温度下，该反应=0.2
【答案】B
【解析】A项，根据净反应速率定义，，正反应速率减小，逆反应速率增大，净反应速率减小但大于0，c点达到平衡，净反应速率等于0，故净反应速率有，A项错误；B项，，B项正确；C项，，C项错误；D项，平衡时，正、逆反应速率相等，得：，D项错误；故选B。
14．(2022·上海市奉贤区高三阶段性质检)用活性炭对NO进行吸附可减少环境污染，反应如下：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)+34.0 kJ，T1℃时，在密闭容器中测得反应在不同时刻各物质的浓度如下：

0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
下列说法不正确的是( )
A．第30 min后，改变的条件可能是适当缩小了容器的体积
B．其他条件不变，在第50min后降低温度，可使容器中N2的浓度升高至0.6mol·L-1
C．第30min和第40min时NO的转化率相同
D．向容器内通适量氧气会使平衡逆向移动
【答案】B
【解析】A项，根据表格数据可知，第30 min后，NO、N2的浓度同等倍数的增大，说明平衡不发生移动，该反应为前后气体系数之和相等的反应，所以改变的条件可能是适当缩小了容器的体积，A正确；B项，50min是NO的浓度为0.48mol/L，N2的浓度为0.36mol/L，若不改变容器的体积，结合方程式，当NO全部转化时N2的浓度应为0.6mol/L，但可逆反应不能完全转化，所以降低温度后平衡正向移动，但N2的浓度也不可能达到0.6mol·L-1，B错误；C项，第30 min后，NO、N2的浓度同等倍数的增大，说明平衡不移动，所以第30min和第40min时NO的转化率相同，C正确；D项，氧气会和NO发生反应，使平衡逆向移动，D正确；故选B。
15．(2022·江西省七校高三第一次联考)三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器中分别发生反应：CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，容器①5min时到达平衡。
容器编号

温度/℃

起始物质的量/ mol
平衡物质的量/ mol|
CO
Cl2
COCl2
COCl2
①
500
1.0
1.0
0
0.8
②
500
1.0
a
0
0.5
③
600
0.5
0.5
0.5
0.7
下列说法正确的是( )
A．该反应正反应方向为吸热反应
B．容器①中前5min的平均反应速率v(Cl2)=0.16 mol·L-1·min-1
C．a=0.55
D．若起始时向容器①加入CO 0.8 mol、Cl2 0.8 mol，达到平衡时CO转化率大于80%
【答案】C
【解析】A项，①、③是等效平衡，升高温度∆n(COCl2)减小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A错误；B项，①中平衡时得到∆n(COCl2)=0.8mol，根据方程式知，参加反应的∆n(CO)=∆n(COCl2)=0.8mol，则5min内v(CO)=0.8mol÷0.5L÷5min=0.32mol/(L∙min)，B错误；C项，容器①中，平衡时，CO、Cl2、COCl2的浓度分别为0.4mol/L、、1.6mol/L，则反应①中，K=1.6÷(0.4×0.4)=10，相同下化学平衡常数相等，根据化学平衡常数计算氯气初始物质的量，

K=1÷(1×)=10，解得a=0.55mol，C正确；D项，①中加入1.0mol CO、1.0mol Cl2时，CO转化率=×100%=80%，如果起始时向容器①加入CO 0.8 mol、Cl2 0.8 mol，容器内压强小于加入1.0mol CO、1.0mol Cl2时压强，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动，即逆反应方向移动，CO转化率小于80%，D错误；故选C。
16．(2022·湖南省长沙市一中高三月考)NO与CO在金属铑(Rh)的催化下发生反应：2NO(g)+CO(g)N2O(g)+CO2(g)　ΔH，该反应过程经历如下两步：
反应I：NO(g)+CO(g)+Rh(s) RhN(s)+CO2(g)　ΔH1＝-33.44kJ·mol-1
反应II：RhN(s)+NO(g)Rh(s)+N2O　ΔH2＝-319.35kJ·mol-1
如图所示为该反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应过程的能量变化对比图。下列有关判断正确的是( )

A．ΔH＝－285.91 kJ·mol－1
B．E1为反应2NO(g)＋CO(g)N2O(g)＋CO2(g)不使用催化剂和使用催化剂的活化能之差
C．E2为使用催化剂后降低的活化能
D．使用合适的催化剂可降低反应的活化能，提高平衡转化率
【答案】B
【解析】A项，根据盖斯定律，由反应Ⅰ＋反应Ⅱ可得2NO(g)＋CO(g)N2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－352.79 kJ·mol－1，A错误；B项，根据图像，E1为反应2NO(g)＋CO(g)N2O(g)＋CO2(g)有催化剂和无催化剂时的活化能的差，B正确；C项，根据图像，E2为2NO(g)＋CO(g)N2O(g)＋CO2(g)的反应热，C错误；D项，催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，但不能提高平衡转化率，D错误；故选B。
17．(2022•浙江省精诚联盟高三份适应性联考)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化发生聚合反应：n 。在不同时刻测得反应物浓度与时间关系如下表：
t/min
0
25
75
105
125
150
250
c(降冰片烯)/(mol·L-1)
3.00
2.70
a
1.74
1.50
1.20
0
下列说法正确的是( )
A．推测上表中的a＞2.10
B．若将钛杂环丁烷催化剂制成蜂窝形状可提高该反应的平衡转化率
C．105-155min，生成聚降冰片烯的平均速率为0.012mol·L-1·min-1
D．其他条件相同时，若将降冰片烯起始浓度减少为1.5mol/L，则该反应速率不变
【答案】D
【解析】A项，由题中表格数据可知，0~25min时，降冰片烯浓度下降0.3mol/L，反应速率为v(降冰片烯)==0.012 mol·L-1·min-1，0~250min时，反应速率为v(降冰片烯)==0.012 mol·L-1·min-1，则任意时段反应速率不变，所以0~75min时，a=3.00-0.012×75=2.1，故A错误；B项，若将钛杂环丁烷催化剂制成蜂窝形状，由于催化剂对平衡移动无影响，所以该反应的平衡转化率不变，故B错误；C项，由题中表格数据可知，降冰片烯的平均反应速率始终为0.012mol·L-1·min-1，但生成聚降冰片烯的平均速率还与反应系数有关，所以生成聚降冰片烯的平均速率不是0.012mol·L-1·min-1，故C错误；D项，由题中表格数据可知，降冰片烯的平均反应速率始终为0.012mol·L-1·min-1，所以降冰片烯浓度与反应速率无关，即其他条件相同时，若将降冰片烯起始浓度减少为1.5mol/L，则该反应速率不变，故D正确；故选D。
18．(2023·浙江省山水联盟高三开学考试)接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g) SO3(g)，起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。下列有关说法不正确的是( ）

A．该反应△H＜0
B．p1=0.5MPa；p3=5MPa
C．在5.0MPa、550℃时的α=97.5%
D．500℃时，p1时比p2对应的转化率高，反应速率快
【答案】B
【解析】根据勒夏特列原理结合图像可知，温度升高，二氧化硫转化率下降，平衡逆向移动，说明反应为放热反应，该反应△H＜0。A项，温度升高，二氧化硫转化率下降，平衡逆向移动，说明反应为放热反应，该反应△H＜0，A正确；B项，反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，二氧化硫转化率升高，故p1=5Mpa、p2=2.5Mpa、p3=0.5MPa，B错误；C项，由图像可知，在5.0MPa、550℃时的α=97.5%，C正确；D项，压强越大反应速率越快，500℃时，p1比p2压强大，反应速率快，D正确。 故选B。
19．(2022·重庆市高三联考)CH4和Cl2反应生成CH3Cl和HCl的反应进程如图所示。

已知总反应分3步进行：
(1)Cl－Cl(g)→2Cl•(g) △H1=+242.7 kJ∙mol−1
(2)CH4(g)+•Cl(g)→•CH3(g)+HCl(g) △H2
(3)•CH3(g)+Cl－Cl(g)→CH3Cl(g)+•Cl(g) △H3
下列有关说法正确的是( )
A．△H2<0
B．第2步的反应速率小于第3步的反应速率
C．根据上述信息，反应中只有C－H键的断裂和C－Cl键的形成
D．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) △H=−112.9 kJ∙mol−1
【答案】B
【解析】A项，观察图像知第2步反应是吸热反应，△H2＞0，故A错误；B项，第2步的正反应活化能大于第3步的正反应活化能，所以第2步的反应速率小于第3步的，故B正确；C项，反应中还断裂了Cl－Cl键，还形成了H－Cl键，故C错误；D项，根据图中信息•CH3(g)+Cl－Cl(g)→CH3Cl(g)+•Cl(g) △H3=−112.9 kJ∙mol−1，CH4(g)+•Cl(g)→•CH3(g)+HCl(g) △H2＞0，因此CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) △H＞−112.9 kJ∙mol−1，故D错误；故选B。
20．(2023·河北省邢台市五校高三第二次联考）一定温度下，向2L恒容容器中充入1.0molA和1.0molB，发生反应A(g)+B(g)C(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表，下列说法正确的是( ）

0
5
15
25
35

1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
A．前5s的平均反应速率
B．反应进行到25s时，反应刚好达到平衡状态
C．温度不变，起始向容器中充入0.4molA、0.4molB和0.1molC，达平衡前
D．保持温度不变，起始时向容器中充入2.0molC，达平衡时，C的转化率大于80％
【答案】C
【解析】A项，前5s时，A转化量为，，故A错误；B项，从表中数据可以看出，到25s时，反应已经达平衡，但可能不是刚好达平衡，故B错误；C项，表中已知，平衡时，由反应A(g)+B(g)C(g)，平衡时生成C的浓度c(C)==c(A)=0.1mol·L－1，平衡常数；温度不变，起始向容器中充入0.4molA、0.4molB和0.1molC，则，，平衡正向移动，，故C正确；D项，原平衡的转化率为，保持温度不变，起始时向容器中充入2.0molC，相当于增大压强，该反应属于气体体积减小的反应，平衡向右移动，C的转化率小于80％，故D错误；故选C。
21．(2023·安徽省卓越县中联盟高三第一次联考）一定温度下，在恒容密闭容器中投入1 mol CO2(g)与4 mol H2(g)制备CH3OH(g)，不考虑副反应，其物质的量随时间变化的关系如图所示：

下列说法中正确的是( ）
A．该反应的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) ＋H2O(g)
B．0~30min内，用H2表示的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1
C．逆反应速率：a点大于b点
D．故选的平衡转化率是50％
【答案】D
【解析】从图可看出，物质的量随时间逐渐减少的两条曲线从上到下分别表示氢气和二氧化碳的变化曲线，物质的量随时间逐渐增加的曲线表示甲醇的变化曲线，30min时达到平衡。A项，由图像可知该反应有一定的限度，是可逆反应，故用“”表示，A错误；B项，0~30min内，用H2表示的平均反应速率为，B错误；C项，反应未达到平衡之前，逆反应速率一直增大，C错误；D项，CO2达到平衡时转化0.5mol，故平衡转化率是50％，D正确； 故选D。
22．(2023·江苏省徐州市第七中学高三期中）CH4与CO2催化重整可以同时利用两种温室气体，其工艺过程中涉及如下反应：
反应I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=247.4kJ·mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=41.2kJ·mol-1
反应Ⅲ：CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) ΔH3=-35.6 kJ·mol-1
一定条件下，向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2，测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。下列说法正确的是( ）

A．图中曲线b表示H2的平衡产量随温度的变化曲线
B．1100K时，CH4与CO2的转化率分别为95%、90%，反应I的平衡常数
C．反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH=206.2kJ·mol-1
D．若选用其它催化剂可能使平衡时H2O的产量随着温度升高而增加
【答案】D
【解析】A项，反应Ⅰ为吸热反应，生成CO和H2，反应Ⅱ虽然也为吸热反应，但消耗H2、生成CO，所以当温度过高时，H2的产量下降要比CO多，所以曲线b为CO的产量，曲线a为H2的产量，A错误；B项，1100K时，CH4与CO2的转化率分别为95%、90%，则此时CH4的物质的量为1mol×(1-95%)=0.05mol，CO2的物质的量为1mol×(1-90%)=0.1mol，根据图中信息得到CO物质的量为1.90mol，H2物质的量为1.55mol，容器体积为VL，所以反应Ⅰ的平衡常数K==，B错误；C项，根据盖斯定律反应Ⅱ-反应I可得CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)   ΔH=-206.2kJ·mol-1，C错误；D项，反应Ⅱ为吸热反应，若选用其它催化剂，提高反应Ⅱ的选择性，可能使平衡时H2O的产量随着温度升高而增加，D正确；故选D。
23．(2023·江苏省南通市高三期中）甲烷催化双重整制备合成气(CO和H2)包括了水蒸气重整(反应I)和二氧化碳重整(反应Ⅱ)两个反应。在P=3.2×106pa下，向密闭容器中按n(CH4)∶n(H2O)∶n(CO2)=5∶4∶2通入混合气，发生反应：(Ea表示反应中基元反应的最大活化能)
反应I：CH4(g) + H2O(g) =CO(g) + 3H2(g) ΔH1 = +206.2kJ·mol－1Ea1 = 240.1kJ·mol－1
反应Ⅱ：CH4(g) + CO2(g) =2CO(g) + 2H2(g) ΔH2 = +247.0kJ·mol－1 Ea2 = 577.6kJ·mol－1
副反应：CH4(g) =C(s) + 2H2(g)
重整体系中，各气体的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( ）

A．CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) ΔH = +40.8kJ·mol－1
B．图中曲线X表示平衡时CH4的体积分数随温度的变化
C．其他条件不变，550~900℃范围内升高温度，平衡时n(H2)/n(CO) 比值不断增大
D．温度过高，由于副反应发生，会导致甲烷双重整反应速率迅速下降
【答案】C
【解析】向密闭容器中按n(CH4)∶n(H2O)∶n(CO2)=5∶4∶2通入混合气，起始时体积分数最大的应为CH4，其次是H2O、CO2。A项，根据盖斯定律，反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)可由反应I-反应II得到，因此焓变ΔH=ΔH1-ΔH2=206.2kJ·mol-1-247.0kJ·mol-1=-40.8kJ·mol-1，A错误；B．向密闭容器中按n(CH4)：n(H2O)：n(CO2)=5：4：2通入混合气，发生反应，故起始时甲烷的体积分数最大，B错误；C．反应I和反应II均为吸热反应，温度升高，正向进行的程度大，其他条件相同时，反应I中H2的增加量比CO多，反应II中两者增加量相同，故其他条件不变，550~900℃范围内升高温度，平衡时n(H2)/n(CO) 比值不断增大，C正确；D．温度升高，甲烷双重整反应速率也会迅速增大，D错误；故选C。
24．(2023·广东省百校高三联考）某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：
反应I：2X(g)＋Y(g)2Q(g) ΔH1＜0
反应II：M(g)＋N(g)Q(g) ΔH2＞0
如图是部分组分浓度随时间变化曲线，平衡时M、N浓度相等。该温度下，下列说法不正确的是( ）

A．初始浓度：c(M)= c(N)
B．活化能一定有：反应I>反应II
C．反应I的平衡常数：
D．平衡时的转化率：
【答案】B
【解析】A项，由反应II：M(g)+N(g)Q(g)可知，反应过程中M、N的转化量始终相等，又平衡时M、N浓度相等，则有初始浓度：c(M)= c(N)，A正确；B项，放热反应的活化能不一定比吸热反应的活化能大，且不同反应的反应活化能无法比较，则活化能不一定有：反应I>反应II，B错误；C项，结合题干图像信息可知，平衡时X的浓度为c0、Y的浓度为0.5c0、Z的浓度为1.5c0，故反应I的平衡常数：，C正确；D项，结合题干图像信息可知，起始X的浓度为2c0，平衡时X的浓度为c0、平衡时的转化率：，D正确；故选B。
25．(2023·广东省茂名市电白区高三联考）在2L恒容密闭容器中发生反应2A2(g)+B(s)2C(g)，各物质的物质的量随反应时间t的部分变化曲线如图所示，下列说法正确的是( ）

A．曲线Ⅲ表示n(A)随t的变化
B．0～2min内，v(B)=0.25mol·L－1·min－1
C．4min后，加入惰性气体增大压强可以使n(C)增大
D．若4min后升高温度，n(C)增大，则该反应△H>0
【答案】D
【解析】A项，根据反应2A2(g)+B(s)2C(g)系数的比例，可以推测出曲线Ⅱ是反应物A，曲线Ⅲ是反应物B，曲线Ⅰ是生成物C的物质的量，A错误；B项，反应物B为固体，不能用来表示反应速率，B错误；C项，恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，不影响气体的浓度，平衡不移动，n(C)不变，C错误；D项，4min时已经是平衡状态，升高温度，n(C)增大，平衡正向移动，说明正反应方向为吸热方向，该反应△H>0，D正确；故选D。
二、非选择题(本题包括5小题，共50分）
26．(10分)(2023·江西省临川一中高三期中）随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ.研究发现，以CO2和NH3为原料合成尿素的反应2NH3(s)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)    ΔH ，分两步完成，其能量变化如下图甲所示：
第一步：2NH3(s)＋CO2(g)NH2CONH4(s)    ΔH1 
第二步：NH2CONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)    ΔH2 


                  图甲
(1)合成尿素的决速反应是_________反应(填“第一步”或“第二步”)。
(2)已知合成尿素2NH3(s)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)    ΔH 的活化能Ea(逆)为，则该反应的活化能Ea(正)为_________该反应在_________(填“高温”、“低温”、“任意温度”)下可自发进行。
Ⅱ.以CO2和CH4催化重整制备合成气发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)+ H2(g)。
(3)在一定条件下，在密闭容器中通入一定量的CH4和CO2，CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图乙所示。

①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行，下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_________(填序号)。
A．容器中混合气体的密度保持不变    B．容器内CO与H2的物质的量之比保持不变
C．反应速率：    D．断裂同时断裂键
②由图乙可知，压强P1_________P2(填“>”、“<”或“=”，下同)；压强为P2时，对应温度下Y点速率_________。
③若在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小，重新达到新的平衡状态时，可能是图中：A、B、C、D、E点中的_________点。
(4)一定温度下，向容积不变的密闭容器中通入总压强为PkPa的等物质的量的CH4和CO2以及一定量的水蒸气(水蒸气不参与反应)，达到平衡后总压强为1.48PkPa，CH4的转化率为60%，则该温度下的_________(用含P的代数式表示，只列计算表达式；用平衡分压代替平衡浓度，已知气体分压气体总压气体的物质的量分数)。
【答案】(1) 第二步(1分）    
(2) 106(1分）     低温(1分）
(3) AD(2分）     < (1分）    < (1分）    B(1分）
(4)或(2分）
【解析】(1）由图像可知第二步反应的活化能大于第一步，所以第二步的反应速率慢，决定化学反应速率；(2）由图像可知第一步2NH3(s)＋CO2(g)NH2CONH4(s)  ΔH1 =-159.5kJ·mol−1，第二步NH2CONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)  ΔH2 =+71.5kJ·mol−1，两步相加得合成尿素2NH3(s)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)    ΔH =-88kJ·mol−1。由(正)(逆)(正)，可得(正)。由ΔH＜0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0可知，应在低温可自发进行；(3）①A项，CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)+ H2(g)在恒温、恒压条件下进行，若未达到平衡，容器的体积会发生变化，而混合气体质量不变，则混合气体的密度会变。反之，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，故A正确；B项，容器内生成物CO与H2的物质的量之比恒为1∶1，不能说明反应到平衡，故B错误；C项，反应速率之比应为1∶2，即才说明达到平衡状态，故C错误；D项，同时断裂2molC-H键和1molH-H键能说明正逆反应速率相等，说明反应达到平衡，故D正确；故选AD；②结合反应，压強增大，平衡逆向移动，CH4的转化率降低，据图可知，压强P1＜P2；压强为P2时，Y点未达平衡，CH4的转化率比对应的平衡点X高，应逆向进行，故对应温度下Y点速率，；③若在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小，平衡向着压强增大的反向移动，故重新达到新的平衡状态时，可能是图中B点；(4）设CH4、CO2均为1mol，水蒸气为xmol，列出三段式：

根据反应前后气体的物质的虽之比等干压強之比可得：，。反应后气体总物质的量，再由分压=气体总压气体的物质的量分数可求算出各气体分压，则；或根据差量法求算：

由CH4转化率为60%，则起始时CH4分压。平衡时各气体分压：，，故。
27．(10分)(2023·湖北省黄冈市高三期中质量抽测）二氧化碳甲烷化助力我国2060年前实现“碳中和”，其中涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：CO₂(g)＋4H₂(g)CH₄(g)＋2H₂O(g)    △H=-164.7kJ·mol⁻¹
反应Ⅱ：CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)    △H=＋41.2kJ·mol⁻¹
回答下列问题：
(1)由热化学方程式可知，反应Ⅰ属于反应_______(填写序号)
A．高温自发 B．低温自发 C．恒自发 D．恒不自发
(2)动力学研究：在多个1L恒容密闭装置中，分别充入1molCO₂和发生上述反应Ⅰ，在不同温度下反应到10分钟时，测得H₂转化率与温度关系如图1所示。已知该反应的速率方程为，，其中、为速率常数，只受温度影响。

①图1中，至a点的H₂平均反应速率为_______。
②图1中，v(a)逆_______v(c)逆(填“>”、“=”或“＜”)。
③图1中c点的对应的是图2中的_______点。
④图1中a点的v正，v逆与a点的K(平衡常数)、Q(浓度商)的关系是______。
(3)热动力学研究：向10L的恒压密闭装置中充入5mol CO₂和20mol H₂，在不同温度下同时发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ，得到平衡时各含碳物质的物质的量n(X)与温度T的关系如下图所示。

①当反应Ⅰ和反应Ⅱ均达到化学平衡状态时，维持温度不变，压缩装置体积，则反应Ⅱ的平衡移动方向是_______(填序号)。
A．正向移动                B．逆向移动                C．不移动                D．无法确定
②曲线Z表示的是_______ (填写含碳元素物质的化学式)的物质的量与温度的关系，简述其在温度段500K～800K物质的量增大的原因_______。
③800K时，反应Ⅱ的平衡常数为_______(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)B(1分） (2)  0.08(1分）     ＜(1分）     M(1分）     K/Q(1分）
(3) B(1分）     CO2(1分）     此温度范围内，反应Ⅰ平衡左移的程度大于反应Ⅱ平衡右移的程度，所以CO2的量增大(1分）     0.34(2分）
【解析】(1）由热化学方程式可知，反应Ⅰ为放热的熵减反应，在低温下能自发，故选B；(2）①图1中、a点氢气的转化率为20%，则反应氢气4mol×20%=0.8mol，H₂平均反应速率为。②图1中，a点升高温度，反应速率加快，且氢气转化率增大，说明a点没有达到平衡，且反应正向进行；反应为放热反应，c点温度较高，反应速率较快，且升高氢气转化率下降，说明c点达到平衡；a点温度较c低、氢气转化率较c低、生成物浓度小于c，则v(a)逆

则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分别为1mol、20mol-15.2mol-0.2mol=4.6mol、0.2mol、7.6mol+0.2mol=7.8mol，则反应Ⅱ的平衡常数为。
28．(10分)(2023·山东省日照市高三期中联考）将CO2转化为高附加值碳基燃料，可有效减少碳的排放。在催化剂作用下CO2甲烷化的总反应为：CO2(g)+2H2(g)CH4(g)+ H2O(g) △H总 Kp总，该反应分两步完成，反应过程如下：
i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1 Kp1
ii.CO(g)+H2(g)CO2(g)+CH4(g) △H2 Kp2
回答下列问题：
(1)催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度的变化如图所示。

对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是____，使用的合适温度为____。
(2)为研究反应过程的热效应，一定温度范围内对上述反应的平衡常数Kp进行计算，得lgKp-T的线性关系如图：

①对于反应ii，图中v正A_____v正B(填“>”“<”或“=”)。反应i中，正反应的活化能E正____(填“>”“<”或“=”)逆反应的活化能E逆。
②在T1温度下Kp1=____，在该温度下，向恒容容器中充入7molCO2和12molH2，初始压强为19kPa，反应经7min达到平衡，此时p(H2O)=5kPa，则v(H2)=_____kPa•min-1。达到平衡后，若保持温度不变压缩容器的体积，CH4的物质的量____(填“增加”“减小”或“不变”)，反应i的平衡将____(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
【答案】(1)  Ni－CeO2(1分）     320℃(1分）
(2) <(1分）     > (1分）    1(2分）     1(2分）     增加(1分）     正向(1分）
【解析】(1）由图可知使用Ni－CeO2催化剂时二氧化碳的转化比Ni催化剂要高，同时使用Ni－CeO2时甲烷的选择性也高于Ni，因此应用Ni－CeO2做催化剂，温度应选320℃，在此温度时二氧化碳的转化率最高，且甲烷的选择性也较高；(2）①A点的温度低于B点，温度越高反应速率越快，因此v正A小于v正B；根据盖斯定律，由i+ii=总反应，则，Kp1=，由图可知，横坐标为T，则横坐标越大，温度越高，反应ii和总反应的Kp随着温度的升高而减小，总反应的lgKp减小的幅度小于反应ii，降低温度，Kp1=增大，则反应i为吸热反应，因此正反应的活化能E正>逆反应的话化能E逆；②根据盖斯定律，由i+ii=总反应，则，Kp1=，由图可知，当温度为T1时，，则；在该温度下，向恒容容器中充入7molCO2和12molH2，气体总物质的量为19mol，初始压强为19kPa，根据压强之比等于物质的量之比，则7min达到平衡，此时p(H2O)=5kPa，可知n(H2O)=5mol，设反应ii中消耗的CO的物质的量为xmol，列三段式得：

，解得：x=2，则氢气消耗的物质的量为7mol， ，v(H2)= =1 kPa•min-1。将容器的体积压缩，压强增大，反应ii平衡均正向移动，则CH4的物质的量增加；CO2浓度增大、CO浓度减小，所以平衡i将正向移动。
29．(10分)(2023·江苏省高三第二次大联考）二甲醚催化还原法可用于治理空气中的NOx。
(1)工业利用CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO2(g)+ H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝41.2kJ·mol−1  
反应Ⅱ：CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1
反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH1＝-23.5kJ·mol−1
在2 MPa，起始投料时，CO2的平衡转化率及CH3OCH3和CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图-1所示。

①2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)  △H=_______
②从453-553℃，升高温度CO2平衡转化率降低的原因是_______。
③为提高单位时间内CH3OCH3产率。研发的催化剂需具备的特点是_______。
(2)在催化剂作用下，二甲醚还原NO的反应原理为CH3OCH3(g)+6NO(g) 3N2(g)+ 2CO2(g)+3H2O(g)  △H＜0。在有氧和无氧的环境下，NO的去除率随温度变化如图-2所示。

①无氧环境下，在250~450℃范围内随着温度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______。
②温度高于400℃时，NO去除率明显低于无氧环境的可能原因有_______。
【答案】(1)  △H=-122.5 kJ/mol(12分）    
在温度为453-553℃范围内，温度对反应Ⅱ的影响大于温度对反应Ⅰ的影响。升高温度，反应Ⅱ的化学平衡逆向移动，从而导致CO2平衡转化率降低(2分）     在较低温度下催化活性较强(2分）
(2) 温度升高反应速率加快，NO的去除率升高(2分）
当温度升高至一定程度，逆反应速率也增大，且温度对吸热反应影响更大，因而逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大的倍数，因而NO的去除率有所降低     温度升高导致催化剂的活性降低(2分）
【解析】(1）①已知：反应Ⅱ：CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1；反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH1＝-23.5kJ·mol−1；根据盖斯定律，将反应Ⅱ×2+反应Ⅲ整理可得2CO2(g)+ 6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H=-122.5 kJ/mol；②由于反应Ⅰ：CO2(g)+ H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝41.2kJ·mol−1 的正反应是吸热反应，而反应Ⅱ：CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1的正反应是放热反应，在温度为453-553℃范围内，温度对反应Ⅱ的影响大于温度对反应Ⅰ的影响。升高温度，反应Ⅱ的化学平衡逆向移动，因而导致CO2平衡转化率降低；③根据图示可知：CH3OCH3的平衡产率随温度的升高而减小。为提高单位时间内CH3OCH3产率。研发的催化剂需具备的特点是在较低温度下催化活性较强；(2）①无氧环境下，在250~450℃范围内随着温度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢，这是由于反应从正反应方向开始，升高温度，正反应的化学反应速率加快，反应正向进行程度加快，导致NO的转化率增大，后来随着反应的进行，生成物浓度增大，反应温度增大，逆反应速率也加快，且温度对吸热反应影响更大，因而导致反应正向进行程度减小，故NO的去除率先迅速上升后上升缓慢；②温度高于400℃时，NO去除率明显低于无氧环境的可能原因是温度升高，导致催化剂的催化活性降低。
30．(10分)(2023·湖北省武汉市部分重点中学高三第一次联考）研究CO2的捕集、回收、转化，对实现节能减排、资源利用、“碳中和”等目标具有重要意义。
Ⅰ．将CO2还原成甲烷：
ⅰ．Sabatier反应：CO2(g)+ 4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1
ⅱ．CO2(g)+ H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol−1
ⅲ．CO(g)+ 3H2(g)CH4(g)＋H2O(g) ΔH3＝-206.1kJ·mol−1
(1) ΔH1=________。
(2)不同条件下按照n(CO2)：n(H2)=1：4投料发生如上反应，CO2平衡转化率如图1所示。压强p1、p2、p3由小到大的顺序是________；压强为p1时，随着温度升高，CO2的平衡转化率先减小后增大，解释温度高于600℃之后，随着温度升高CO2转化率增大的原因是________。



                                   图1                                             图2
(3)按照n(CO2)：n(H2)=1：4置于恒容密闭容器中发生如上反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图2所示(虚线表示平衡曲线)。a、b、c三点的逆反应速率，Va、Vb、Vc由大到小排序为________；高于380℃后，H2O的物质的量分数随温度升高而降低的原因是________________。
Ⅱ．将CO2还原成碳单质：Bosch反应：CO2(g)+ 2H2(g) C(s)＋2H2O(g) ΔH4＝-90kJ·mol−1
(4)Bosch反应自发进行，低温更有利于平衡正向移动，但是Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是________________。
(5)CO2捕集和转化原理如图3所示。反应①完成之后，以N2为载气，将恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图4所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上检测到有积炭。下列有关说法正确的是_________

a．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+CO+2H2
b．t1- t3，n(H2)比n(CO)多，且生成的H2速率不变，推测有副反应CH4C+2H2
c．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率
d．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生
【答案】(1)-164.9kJ/mol(1分）
(2) p1＜p2＜p3 (1分）     CO2平衡转化率为反应ⅰ、ⅱ的CO2平衡转化率之和，反应ⅰ放热、反应ⅱ吸热，600℃之后，CO2转化率主要取决于反应ⅱ(2分）
(3) Vc＞Vb＞Va(2分）     该反应正向放热，升温平衡逆向移动(1分）
(4)反应的活化能较高(1分）
(5)abd(2分）
【解析】(1）由盖斯定律可知，反应ⅱ+ⅲ得：CO2(g)+ 4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1=ΔH2+ΔH3=-164.9kJ·mol−1；(2）ⅰ为分子数减小的反应，ⅱ为分子数不变的反应，其它条件相同时，增大压强，ⅰ正向移动，导致二氧化碳的转化率增大，结合图像可知，p1＜p2＜p3；CO2平衡转化率为反应ⅰ、ⅱ的CO2平衡转化率之和，反应ⅰ放热、反应ⅱ吸热，600℃之后，CO2转化率主要取决于反应ⅱ，升高温度，反应ⅱ正向移动，CO2转化率增大；(3）随着温度升高，反应速率加快，由图可知，a点在平衡曲线之下，反应正向进行，逆反应速率较小，bc达到平衡曲线，正逆反应速率相等，且c温度高于b温度，故c逆反应速率更大，故a、b、c三点的逆反应速率，Va、Vb、Vc由大到小排序为Vc＞Vb＞Va    ；反应ⅰ、ⅲ均为放热反应，升温平衡逆向移动，高于380℃后，反应达到平衡，再升高温度平衡逆向移动，导致H2O的物质的量分数随温度升高而降低；(4）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越大反应越难进行；Bosch反应为放热反应，反应自发进行，低温更有利于平衡正向移动，但是Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是反应的活化能较高；(5）a项，由图可知，反应①为氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙，CaO+CO2=CaCO3；反应②为碳酸钙和甲烷生成氧化钙、一氧化碳、氢气：CaCO3+CH4CaO+CO+2H2，a正确；b项，由图可知，t1- t3，n(H2)比n(CO)多，且生成的H2速率不变，反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上检测到有积炭，推测有副反应甲烷生成碳和氢气，CH4C+2H2，b正确；c项，开始生成氢气速率等于一氧化碳速率；氢气不变、一氧化碳速率减小，结合t2时刻图像可知，副反应生成H2的速率小于反应②生成H2的速率，c错误；d项，反应②甲烷生成一氧化碳，t3之后，生成CO的速率为0，生成甲烷速率增加，说明反应②不再发生，d正确；故选abd。