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02 化学反应原理综合题型集训之速率常数、快慢反应（附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）
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这是一份02 化学反应原理综合题型集训之速率常数、快慢反应（附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用），共17页。
化学反应原理综合题型集训之速率常数、快慢反应
1．研究炭的气化处理及空气中碳的氧化物的相关反应，有利于节能减排。已知反应
①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋113.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－90.4 kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.5 kJ·mol－1
(1)若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的热化学方程式为______________________________，将等体积的H2O(g)和CO(g)充入恒容密闭容器，反应速率v＝v正－v逆＝k正·c(CO)·c(H2O)－k逆·c(CO2)·c(H2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在721 ℃和800 ℃时，CO的转化率随时间变化曲线如图1。比较a、b处lg k正－lg k逆的大小：a____b(填“>”“<”或“＝”)，计算b处的＝________
(2)在T ℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol H2O(g)，发生反应①。反应相同时间，测得各容器中H2O(g)的转化率与容器体积的关系如图2所示。图中c点所示条件下，v正____v逆(填“>”“<”或“＝”)，理由是_____________________________________________________________，此温度下，该反应平衡常数为________(用含V1、V2或V3的代数式表示)
(3)在四种不同的容器中发生反应③，若初始温度、压强和反应物用量均相同，则CO2的转化率最高的是______
a．恒温恒容容器 b．恒容绝热容器 c．恒压绝热容器 d．恒温恒压容器
2．第五届联合国环境大会(UNEA5)于2021年2月份在肯尼亚举行，会议主题为“加大力度保护自然，实现可持续发展”。有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
(1)氨水可以脱除烟气中的SO2，氨水脱硫的相关热化学方程式如下：
①2NH3(g)＋H2O(l)＋SO2(g)===(NH4)2SO3(aq) ΔH＝a kJ·mol－1
②(NH4)2SO3(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===2NH4HSO3(aq) ΔH＝b kJ·mol－1
③2(NH4)2SO3(aq)＋O2(g)===2(NH4)2SO4(aq) ΔH＝c kJ·mol－1
反应NH3(g)＋NH4HSO3(aq)＋O2(g)===(NH4)2SO4(aq)的ΔH＝________kJ·mol－1。(用含a、b、c的代数式表示)
(2)SO2可被NO2氧化：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)。当温度高于225 ℃时，反应速率v正＝k正·c(SO2)·c(NO2)，v逆＝k逆·c(SO3)·c(NO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在上述温度范围内，k正、k逆与该反应的平衡常数K之间的关系为________
(3)在气体总压强分别为p1和p2时，反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)在不同温度下达到平衡，测得SO3(g)及SO2(g)的物质的量分数如图所示：
①压强：p1________(填“＞”或“＜”)p2。
②若p1＝0.81 MPa，起始时充入一定量的SO3(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算。分压＝总压×物质的量分数)MPa
3．含氮化合物广泛存在于自然界中，是大气污染的重要化合物。回答下列有关问题：
(1)氮的氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：
反应Ⅰ：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K1
反应Ⅱ：2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K2
①反应Ⅲ：4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K3＝________(用K1、K2表示)
②恒温恒容情况下，下列说法能判断反应Ⅲ达到平衡的是________
A．气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变 B．容器内气体密度不变
C．容器内气体颜色不变 D．容器内NaNO3浓度保持不变
(2)恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应Ⅱ达到平衡
①测得Cl2的体积分数为，则平衡时NO的转化率α1＝________。
②已知反应Ⅱ的反应趋势是低温自发，高温不自发，则ΔH________0(填“＜”“＞”或“无法判断”)。
③实验测得：v正＝k正c2(NO)c(Cl2)，v逆＝k逆c2(ClNO)，k正、k逆为速率常数。T1时，k正＝________(以k逆表示)。当温度改变为T2时，k正＝72k逆，则T2________T1(填“＜”“＞”或“＝”)
④一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图所示。温度低于710 K时，随温度的升高氮氧化物转化率升高的原因可能是_______________________________________________________
4．乙醇是一种重要的化工原料和燃料，常见合成乙醇的途径如下：
(1)乙烯气相直接水合法：C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
已知：C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1 323.0 kJ·mol－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝－1 278.5kJ·mol－1，则a＝
(2)工业上常采用CO2和H2为原料合成乙醇，某实验小组将CO2(g)和H2(g)按1∶3的比例置于一恒容密闭容器中发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g) ΔH＝b kJ·mol－1。在相同的时间内，容器中CO2的浓度随温度T的变化如图1所示，上述反应的pK(pK＝－lgK，K表示反应平衡常数)随温度T的变化如图2所示。
①由图1可知，b (填“>”“＝”或“<”)0。
②在T1～T2及T4～T5两个温度区间内，容器中CO2(g)的浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是_______________________________________________________
③图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是 (填“v1”“v2”或“v3”)；要进一步提高H2(g)的转化率，可采取的措施有___________________________________________________________(任答一条)
④图2中当温度为T1时，pK的值对应A点，则B、C、D、E四点中表示错误的是 。
⑤乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应：C2H5OH(g)CH3OCH3(g) ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1，该反应的速率方程可表示为v正＝k正c(C2H5OH)和v逆＝k逆c(CH3OCH3)，k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正) (填“>”“＝”或“<”)Ea(逆)，已知：T ℃时，k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1，该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5 mol乙醇和4 mol甲醚，此时反应 (填“正向”或“逆向”)进行。
5．氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
(1)污水生物脱氮过程中，在微生物催化下，硝酸铵可分解为N2O和另一种产物，该反应的化学方程式为_______________________________
(2)已知反应2N2O(g)2N2(g)＋O2(g) ΔH＝－163 kJ·mol－1，1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945 kJ、498 kJ 的能量，则1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为________kJ
(3)在一定温度下的恒容容器中，反应2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)的部分实验数据如下：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
c(N2O)/(mol·L－1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
反应时间/min
60
70
80
90
100
c(N2O)/(mol·L－1)
0.040
0.030
0.020
0.010
0.010
①在0～20 min 时段，反应速率v(O2)为________mol·L－1 ·min－1
②若N2O起始浓度c0为 0.150 mol·L－1，则反应至30 min 时N2O的转化率α＝________，比较不同起始浓度时N2O的分解速率：v(c0＝0.150 mol·L－1)______v(c0＝0.100 mol·L －1 )(填“＞”“＝”或“＜”)
③不同温度(T)下，N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间)，则 T2________T1(填“＞”“＝”或“＜”)。当温度为T1、起始压强为p0，反应至t1 min 时，体系压强p＝________(用p0表示)
(4)碘蒸气的存在能大幅度提高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：IO(g)＋N2O(g)N2(g)＋O2(g)＋I(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_______
a．N2O分解反应中，k(含碘)＜k(无碘) b．第一步对总反应速率起决定作用
c．第二步活化能比第三步大 d．I2浓度与 N2O分解速率无关
6．减少污染、保护环境是人们关注的最主要问题之一，请回答以下问题。
Ⅰ.减少空气中SO2的排放，常采取的措施有：
(1)将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH1=－241.8 kJ∙mol−1
C(s)＋O2(g)=CO(g) ΔH2=－110.5 kJ∙mol−1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为_____________________________
(2)洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是________________
a．NaHSO3 b．Na2CO3 c．CaCl2 d．Ca(OH)2
Ⅱ.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) △H＜0
(3)一定温度下，在恒容密闭容器中按照n(NH3)︰n(NO)=2︰3充入反应物，发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是_________
A．c(NH3)︰c(NO)=2︰3 B．n(NH3)︰n(N2)不变
C．容器内压强不变 D．容器内混合气体的密度不变
E．气体的平均相对分子质量不变 F．1molN—H键断裂的同时，生成2molO—H键
(4)已知该反应速率υ正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，υ逆=k逆·cx(N2)·cy(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的
平衡常数K=，则x=________________，y=_________________。
(5)某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入3L密闭容器中，在Ag2O催化剂表面发生上述反应，NO的转化率随温度变化的情况如图所示：
①有氧条件下，在10min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率υ(NO)=_________
②在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是_________________
7．氮氧化物是形成雾霾的重要原因之一，综合治理氮氧化物，还自然一片蓝天。回答下列问题：
(1)在催化剂作用下，甲烷可还原氮氧化物。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574 kJ·mol－1
②4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586 kJ·mol－1
则CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝________kJ·mol－1
(2)已知Cl2可与NO作用：2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) ΔH＜0，反应的速率方程式为v正＝k正·c2(NO)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c2(ClNO)，k正、k逆表示速率常数，与温度、活化能有关。
①升高温度，k正的变化程度________(填“大于”“小于”或“等于”)k逆的变化程度。
②某温度条件下，向1 L恒容密闭容器中加入2 mol NO和1 mol Cl2，测得初始压强是平衡时压强的1.2倍。则该温度下平衡常数K＝________。若平衡时压强为p，则＝________(用p表示)
(3)工业烟气中的氮氧化物可用NH3催化还原，发生反应：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g) ΔH＜0，研究表明不同氨氮比条件下测得NO的残留率与温度关系如图所示
①指出氨氮比m1、m2、m3的大小关系________
②随着温度不断升高，NO的残留率趋近相同的可能原因是________________________
(4)利用Au/Ag3PO4光催化去除氮氧化物(O2将氮氧化物氧化为NO)，研究表明，不同Au的负载量与氮氧化物的去除效果、催化去除速率常数(用k表示，其他条件不变时，速率常数越大，速率越大)大小的关系分别用如图1、图2表示。已知：催化剂的活性与其表面的单位面积活性位点数有关
①综合图1、图2可知催化效果最佳的是________(填催化剂)。
②图2中表面随着Au的负载量不断增加，反应速率常数先增大后减小，试分析反应速率常数减小的原因是____
________________________________________________________________________
8．研究SO2、NOx等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)2CaSO4(s)＋2CO2(g)对煤进行脱硫处理。某温度下，测得反应在不同时间点各物质的浓度如下：
时间/min
浓度/mol·L－1
0
10
20
30
40
50
O2
1.00
0.78
0.60
0.60
0.64
0.64
CO2
0
0.44
0.80
0.80
0.88
0.88
①0～10 min内，平均反应速率v(SO2)＝________mol·L－1·min－1。
②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是________
A．移除部分CaSO4(s) B．通入一定量的O2
C．加入合适的催化剂 D．适当缩小容器的体积
(2)利用活性炭吸附汽车尾气中的NO：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)，实验测得，v正＝k正c2(NO)，v逆＝
k逆c(N2)c(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。在密闭容器中加入足量C(s)和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：
①由图可知：该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)；在1 050 K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，其原因为________________________________________________
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1 050 K、1.1×106Pa时，计算该反应的化学平衡常数Kp＝________[已知：气体分压(p分)＝气体总压(p)×体积分数]
③达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_______(填“>”“<”或“＝”)k逆增大的倍数，1 100 K时，计算＝___
9．Ⅰ.研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。某化学小组查阅资料知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：
①2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0 v1正＝k1正c2(NO)，v1逆＝k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0 v2正＝k2正c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆c2(NO2)
请回答下列问题：
(1)写出反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的热化学方程式：_________________(焓变用含ΔH1和ΔH2的式子表示)
(2)一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝________________
(3)工业上可用氨水作为NO2的吸收剂，NO2通入氨水发生的反应：2NO2＋2NH3·H2O===NH4NO3＋NH4NO2＋H2O，若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色，则反应后溶液中c(NO)＋c(NO)________c(NH)(填“>”“<”或“＝”)
(4)工业上也可用电解法处理氮氧化物的污染。电解池如图所示，阴阳电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定件下可传导O2－。该电解池阴极的电极反应式是_________________________________________
Ⅱ.在一定温度、压强下，向密闭容器中投入一定量N2和H2，发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
(5)①下列措施中能加快反应速率并提高氢气的转化率的是________
a．其他条件不变时，压缩容器体积 b．其他条件不变时，升高反应体系温度
c．使用合适的催化剂 d．保持容器体积不变，充入一定量的氮气
②实际生产中往往需要将温度控制在一个合适的范围，分析温度不宜过高也不宜过低的原因：____________
10．以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
Ⅰ.N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
(1)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)(慢反应)
第二步 I(g)＋N2O(g)N2(g)＋IO(g)(快反应)
第三步 IO(g)＋N2O(g)N2(g)＋O2(g)＋I2(g)(快反应)
下列表述正确的是________________
A．N2O浓度越高其分解速率越快 B．第一步对总反应速率起决定作用
C．第一步活化能比第三步大 D．IO为反应的催化剂
Ⅱ.1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要副产物为3-氯丙烯(CH2===CHCH2Cl)，反应原理为：
①CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH1＝－134 kJ·mol－1
②CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g) ΔH2＝－102 kJ·mol－1
请回答下列问题：
(2)已知CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(正)为132 kJ·mol－1，则该反应的活化能Ea(逆)为________ kJ·mol－1
(3)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2===CHCH3(g)和Cl2(g)，在催化剂作用下发生反应①、②，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.4
65.2
61.6
57.6
57.6
若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v＝，则前120 min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)＝________ kPa·min－1(保留小数点后2位)
(4)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2===CHCH3和Cl2分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如图所示。下列说法错误的是________
a．使用催化剂A的最佳温度约为250 ℃ b．相同条件下，改变压强会影响CH2ClCHClCH3的产率
c．p点是对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率 d．提高CH2ClCHClCH3反应选择性的关键因素是控制温度
(5)在四个恒容密闭容器中充入相应量的气体(如图)：
发生反应2N2O(g)2N2(g)＋O2(g) ΔH，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率如图所示：
容器Ⅱ、Ⅳ的体积为1 L，容器Ⅳ中的物质也在470 ℃下进行反应，起始反应速率：
①v正(N2O)________v逆(N2)。(填“＞”“＜”或“＝”)
②图中A、B、C三点处容器内密度最小点是________(填“A”“B”或“C”)
11．医用酒精在抗击“新型冠状病毒”战役中发挥着杀菌消毒的作用，其主要成分是乙醇。回答下列问题：
Ⅰ. 工业上主要采用乙烯直接水合法(CH2===CH2＋H2O―→CH3CH2OH)制乙醇。
(1)在磷酸/硅藻土催化剂作用下，乙烯进行气相水合的反应机理大致如下：
i. CH2===CH2＋H3O＋CH3CH2+＋H2O
ii. CH3CH2+＋H2OCH3CH2OH2+
iii. CH3CH2OH2+＋H2OCH3CH2OH＋H3O＋
随着反应进程，该过程能量变化如图所示
下列有关说法正确的是__________(填标号，下同)
a. 该反应过程中i～iii步均释放能量
b. 第i步反应的活化能最大，决定总反应速率
c. CH3CH2+和CH3CH2OH2+是反应的中间产物
(2) 已知：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)的反应速率表达式为v正＝k正c(C2H4)·c(H2O)，v逆＝k逆c(C2H5OH)，其中k正、k逆为速率常数。若其他条件不变时，降低温度，则下列推断合理的是____________
a. k正增大，k逆减小 b. k正减小，k逆增大
c. k正减小的倍数大于k逆 d. k正减小的倍数小于k逆
Ⅱ. 工业用二氧化碳加氢可合成乙醇：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)。保持压强为5 MPa，向密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应，CO2的平衡转化率与温度、投料比m的关系如图所示。
(1)投料比由大到小的顺序为____________
(2) 若投料比m＝1，一定温度下发生反应，下列说法不能作为反应是否达平衡判据的是____________
a. 容器内气体密度不再变化
b. 容器内气体平均相对分子质量不再变化
c. CO2的体积分数不再变化
d. 容器内不再变化
e. 断裂3NA个H—H键的同时生成1.5NA个水分子
(3) 若m3＝3，则A点温度下，该反应的平衡常数Kp的数值为____________(Kp是以分压表示的平衡常数)；若其他条件不变，A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器，则平衡时CO2的转化率____________50%(填“＞”“＝”或“＜”)
12．甲醇是重要的化工原料，又可作燃料。回答下列问题：
(1)利用CO生产甲醇的反应为2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)。已知：v正＝k正·x(CO)·x2(H2)，v逆＝k逆·x(CH3OH)，其中v正、v逆为正、逆反应速率，k正、k逆为速率常数，x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为2∶1充入H2和CO，测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)；B点与C点的平衡常数关系为KB________KC(填“>”“<”或“＝”)。向平衡体系中加入高效催化剂，将________(填“增大”“减小”或“不变”)；再次增大体系压强，k正－k逆的值将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②C点对应的平衡常数Kp＝________(Kp为以分压表示的平衡常数，气体分压＝气体总压×体积分数)。
③一定温度下，将H2和CO按物质的量之比为1∶1、1∶2 和2∶1进行初始投料。则达到平衡后，初始投料比为________时，H2转化率最大。
(2)甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统可作为电动汽车燃料电池的理想氢源。系统中的两个反应如下：
主反应：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH1>0
副反应：H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2>0
单位时间内，CH3OH转化率与CO生成率随温度的变化如图所示：
升温过程中CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是_______________________________；温度升高，CO实际反应生成率并没有不断接近平衡状态的生成率，其原因可能是________
A．副反应逆向进行 B．部分CO转化为CH3OH
C．催化剂对副反应的选择性低 D．升温提高了副反应的焓变
【化学反应原理综合题型集训之速率常数、快慢反应】
1．(1)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－40.9 kJ·mol－1 ＜
(2)＞ T ℃时b点恰好达到平衡状态，c点容器体积大，H2O(g)的起始浓度小，化学反应速率慢，反应达到平衡所需时间长，c点未达到平衡状态，所以v正＞v逆 (或)
(3)d
解析：(1)若某反应的平衡常数表达式为，得到化学方程式CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)，根据盖斯定律，将②－③得到该反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－40.9 kJ·mol－1。根据先拐先平衡，曲线a是800 ℃，根据题意lg k正－lg k逆＝lg＝lg＝lg K，由于a点温度高，该反应是放热反应，因此温度越高，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此lg Ka小于lg Kb；假设H2O(g)和CO(g)物质的量分别为
1 mol，容器体积为V L，则
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
开始/mol 1 1 0 0
转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5
平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5
K＝＝＝＝1，b处
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
开始/mol 1 1 0 0
转化/mol 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡/mol 0.6 0.6 0.4 0.4
计算b处的＝×＝1×＝。
(2)根据图中信息和题意，反应相同时间，T ℃时b点恰好达到平衡状态，a点容器体积减小，浓度大，已经达到平衡，且由于加压平衡逆向移动，c点容器体积大，H2O(g)的起始浓度小，化学反应速率慢，反应达到平衡所需时间长，因此c点未达到平衡状态，因此c点v正＞v逆。此温度下，
C(s)＋ H2O(g)CO(g)＋H2(g)
开始/mol 1 0 0
转化/mol 0.8 0.8 0.8
平衡/mol 0.2 0.8 0.8
C(s)＋ H2O(g)CO(g)＋H2(g)
开始/mol 1 0 0
转化/mol 0.4 0.4 0.4
平衡/mol 0.6 0.4 0.4
K＝＝或K＝＝。
(3)该反应是气体体积减小的放热反应，若初始温度、压强和反应物用量均相同，以恒温恒容容器进行对比分析，恒容绝热容器，反应放热致使温度升高，平衡逆向移动，CO2的转化率降低；恒压绝热容器，容器体积减小，平衡正向移动，反应放热致使温度升高，平衡逆向移动，CO2的转化率不清楚变化；恒温恒压容器，容器体积减小，平衡正向移动，CO2的转化率变大，相对c来说转化率变大，则CO2的转化率最高的是d。
2．(1)
(2)K＝
(3)①＞ ②0.06
解析：(1)依据盖斯定律(①－②＋③)/2即得到反应NH3(g)＋NH4HSO3(aq)＋O2(g)===(NH4)2SO4(aq)的ΔH＝ kJ·mol－1。(2)该反应的平衡常数K＝，由于平衡时正逆反应速率相等，则v正＝k正·c(SO2)·c(NO2)＝v逆＝k逆·c(SO3)·c(NO)，所以＝，即K＝。(3)①当温度相同时，增大压强，平衡逆向进行，SO3含量升高，所以根据图像可知压强：p1＞p2；②若p1＝0.81 MPa，起始时充入一定量的SO3(g)发生反应，Q点对应温度下平衡时SO3的物质的量分数是0.5，设充入的SO3的物质的量为1 mol，转化率为x，则有
2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)
始/mol 1 0 0
变/mol 2x 2x x
平/mol 1－2x 2x x
因此＝0.5，解得x＝0.2，所以该反应的平衡常数Kp＝ MPa＝0.06 MPa。
3．(1)① ②ABC
(2)①75% ②＜ ③720k逆 ＞ ④温度低于710 K时，随温度上升，反应速率增加，因此NO的转化率上升
解析：(1)①反应Ⅲ的平衡常数K3＝，反应Ⅰ的平衡常数K1＝，反应Ⅱ的平衡常数K2＝，所以＝K3。
②反应Ⅲ中，反应物NO2中氮元素与氧元素的质量比为7∶16，生成物NO中氮元素和氧元素的质量比为7∶8，所以未平衡前气体物质中氮元素和氧元素的质量比是变量，当气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变时，反应达到了平衡，故A选；如果反应从NO2和NaCl开始，随着反应的进行，气体物质的质量在减小，而容器体积不变，所以混合气体的密度在减小，当容器内气体密度不变时，反应达到了平衡，故B选；NO2是红棕色气体，Cl2是黄绿色气体，未平衡前混合气的颜色在改变，当容器内气体颜色不变时，说明NO2和Cl2的浓度均不再改变，反应达到了平衡，故C选；NaNO3是固体，其浓度是一常数，不能用固体浓度不变衡量是否平衡，故D不选。
(2)①设转化的Cl2的物质的量为a，可列三段式：
平衡时测得 Cl2的体积分数为 ，则＝ ，可求出a＝0.075，则NO的转化率 α1＝×100%＝×100%＝75%。
②反应Ⅱ的反应趋势是低温自发，高温不自发，根据反应Ⅱ反应前后气体系数可知，该反应的ΔS＜0，所以若反应能自发，根据ΔG＝ΔH－ΔS＜0，则ΔH＜0。
③v正＝k正c2(NO)c(Cl2)，v逆＝k逆c2(ClNO)，平衡时，v正＝v逆，即k正c2(NO)c(Cl2)＝k逆c2(ClNO)，所以＝＝K。T1平衡时，NO、Cl2、ClNO的物质的量分别为0.05 mol、0.025 mol、0.15 mol，容器体积为2 L，所以浓度分别为0.025 mol·L－1、0.012 5 mol·L－1、0.075 mol·L－1，则K＝＝＝720，即＝720，所以k正＝720k逆。当温度改变为T2时，k正＝72k逆，即＝72＝K，由于该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，K减小，所以温度T2＞T1。
④一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率先增大后减小，说明在710 K之前反应没有达到平衡，随着温度上升，反应速率增加，因此NO的转化率上升。
4．(1)－44.5
(2) ① <
② T1～T2区间，化学反应未达到平衡，反应正向进行，温度越高，反应速率越快，所以CO2的浓度随温度
的升高而减小；T3以后曲线上对应的点均达到平衡，该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的浓度随温度的升高而增大
③v3 提高CO2的浓度或适当降温或及时移出生成物
④BE
⑤> 正向
解析：(1)已知：Ⅰ：C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1 323.0 kJ·mol－1
Ⅱ：C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝－1 278.5 kJ·mol－1；根据盖斯定律Ⅰ－Ⅱ可得C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝(－1 323.0 kJ·mol－1)－(－1 278.5 kJ·mol－1)＝－44.5 kJ·mol－1；
(2)①据图可知当温度低于T3时随温度上升，CO2的浓度下降，而温度高于T3时随温度上升，CO2的浓度上升，说明温度低于T3时反应没有达到平衡，而温度高于T3时，该时段内反应达到平衡，且温度上升平衡左移CO2的浓度上升，所以正反应为放热反应，所以b<0；
②T1～T2区间，化学反应未达到平衡，反应正向进行，温度越高，反应速率越快，所以CO2的浓度随温度的升高而减小；T3以后曲线上对应的点均达到平衡，该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的浓度随温度的升高而增大；③温度越高反应速率越快，所以逆反应速率最大的是v3；提高CO2的浓度或及时移出生成物，平衡都可以正向移动增大氢气的转化率，该反应正反应为放热反应，适当降低温度也可以提高氢气的转化率；④该反应为放热反应，所以温度越高平衡常数越小，则pK越大，所以BE二点表示错误；⑤该反应焓变大于0，焓变＝正反应活化能－逆反应活化能>0，所以Ea(正)>Ea(逆)；反应达到平衡时正逆反应速率相等，即v正＝k正c(C2H5OH)＝v逆＝k逆c(CH3OCH3)，所以有＝＝K，T ℃时，k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1，所以该温度下平衡常数K＝＝3，该反应前后气体系数之和相等，所以可以用物质的量代替浓度计算浓度商和平衡常数， 所以该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5 mol乙醇和4 mol甲醚时，浓度商Q＝<3，所以此时反应正向进行。
5．(1)NH4NO3催化剂,N2O↑＋2H2O
(2)1 112.5
(3)①5.0×10－4 ②20.0% ＝ ③＜ 1.25p0
(4)c
解析：(1)NH4NO3中，氮元素发生归中反应，生成N2O，则据质量守恒定律，另一产物为H2O，反应的化学方程式为NH4NO3催化剂,N2O↑＋2H2O。(2)设1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为x，则：
ΔH＝2x－(2×945 kJ＋498 kJ)＝－163 kJ，从而得出x＝1 112.5 kJ。(3)①在0～20 min 时段，反应速率v(O2)为×＝5.0×10－4 mol·L－1 ·min－1。②观察表中数据可得，相同时段内c(N2O)的变化量相等，故单位时间内c(N2O)的变化量是定值，即N2O的分解速率是定值，v(c0 ＝0.150 mol·L－1)＝v(c0＝0.100 mol·L－1)＝ 1.0×10－3mol·L－1·min－1。若N2O起始浓度c0为0.150 mol·L－1，则反应至30 min时N2O的转化率α＝×100%＝20.0%。③温度越高，反应速率越快，所用时间越短，由相同压强时的半衰期可以看出，T2时的半衰期长，则T2＜T1。由反应可知，当2 mol N2O反应一半时，容器中气体的总物质的量为2.5 mol，则＝，从而得出p＝1.25p0。(4)由题意知，碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率，所以k(含碘)＞k(无碘)，a不正确；慢反应对反应速率起决定作用，所以第二步对总反应速率起决定作用，b不正确；第二步反应为慢反应，第三步反应为快反应，所以第二步反应的活化能比第三步大，c正确；根据v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5，I2浓度与N2O分解速率有关，d不正确。
6．(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ∙mol−1
(2) bd
(3)AF
(4) 5 0
(5)0.057 mol∙L−1∙min−1 平衡逆向移动
解析：(1)将第一个方程式减去第二个方程式得到焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ∙mol−1；
(2)a．NaHSO3和SO2不反应，不能做洗涤剂，故a不符合题意；b．Na2CO3和SO2反应生成亚硫酸钠和二氧化碳，可做洗涤剂，故b符合题意；c．CaCl2和SO2不反应，不能做洗涤剂，故c不符合题意；d．Ca(OH)2和SO2反应生成亚硫酸钙，可做洗涤剂，故d符合题意；综上所述，答案为：bd。
(3)n(NH3)︰n(NO)=2︰3充入反应物，其浓度比值始终是c(NH3)︰c(NO)=2︰3，因此不能作为判断平衡的标志，故A符合题意；氮气是生成物，氨气是反应物，当n(NH3)︰n(N2)不变，则能作为判断平衡的标志，故B不符合题意；该反应是体积减小的反应，容器内压强不断减小，当容器内压强不变，则可以作为判断平衡的标志，故C不符合题意；密度等于气体质量除以容器的体积，正向反应，气体质量减少，容器体积不变，当容器内混合气体的密度不变，则可以作为判断平衡的标志，故D不符合题意；气体摩尔质量等于气体质量除以气体的物质的量，正向反应，气体质量不变，气体物质的量减小，则气体摩尔质量增大，当气体的平均相对分子质量不变，则可以作为判断平衡的标志，故E不符合题意；1mol N—H键断裂，正向反应，生成2mol O—H键，逆向反应，1mol N—H键断裂与1mol O—H键断裂才能作为判断平衡的标志，因此1molN—H键断裂的同时，生成2molO—H键，不能作为判断平衡的标志，故F符合题意；综上所述，答案为AF。
(4)根据题意得到，该反应的平衡常数，因此得到x=5，y=0；
(5)①有氧条件下，在10min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率；
②在有氧条件下，温度580K之后，由于该反应是放热反应，因此升高温度，平衡向吸热反应即逆向移动，因此NO生成N2的转化率降低。
7．(1)－1 160
(2)①小于 ②2 或
(3)①m3＞m2＞m1 ②随着温度升高，温度对NO残留率的影响程度大于氨氮比的影响
(4)①0.1 Au/Ag3PO4
②当Au负载量过多时，过多地覆盖Ag3PO4表面，导致Ag3PO4表面单位面积活性位点数减少
解析：(1)由盖斯定律可知，目标方程式＝①－②，可得ΔH＝－1 160 kJ·mol－1。
(2)①该反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动，逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，根据速率方程，可知改变温度瞬间，浓度未发生变化，故k正的变化程度小于k逆的变化程度。
②设Cl2的变化量为x mol。列三段式：
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)
起始/mol 2 1 0
变化/mol 2x x 2x
平衡/mol 2－2x 1－x 2x
根据压强之比等于物质的量之比，可知＝1.2，x＝0.5，K＝＝2，p(NO)＝p×，p(Cl2)＝p×，p(ClNO)＝p×，Kp＝＝，＝＝(或)。
(3)①氨氮比增大，可理解为NH3增加，NO的残留率降低，故m3＞m2＞m1；②反应过程中存在2个外界因素，温度和氨氮比，二者均对NO的残留率存在影响，随着温度的进一步升高，不同氨氮比，NO的残留率趋近，说明温度对NO残留率的影响大于氨氮比的影响。
(4)①由图示可知，去除率、NO转化率较为合适的催化剂为0.1 Au/Ag3PO4。
②根据题给信息可知，催化剂的活性与其表面的单位面积活性位点数有关，当Au的量增加时，可能会覆盖催化剂的活性位点。
8．(1)①0.044 ②BD
(2)①< 反应未达到平衡状态，温度的升高，反应速率加快，NO转化率增大 ②4 ③< (或0.11)
解析：(1)①根据v＝，CO2的化学反应速率v(CO2)＝＝＝0.044 mol·L－1·min－1，根据方程式可知：物质反应的速率比等于化学方程式的化学计量数的比，所以v(SO2)＝v(CO2)＝0.044 mol·L－1·min－1。
②30 min后，氧气、二氧化碳的浓度都增大，可为加入氧气或适当缩小容器的体积等。
(2)①由图像可知，当温度高于1 050 K时，随着温度升高，NO的转化率降低，则平衡逆向移动，因此该反应的正反应为放热反应，即ΔH<0,1 050 kPa 前，反应b 中NO2转化率随着温度升高而增大是由于1 050 kPa前反应未达平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，更多的反应物变为生成物，因此NO2转化率随温度的升高而增大。
②由图像可知，在1 050 K、1.1×106Pa时，NO转化率80%，可列平衡三段式为：
C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)
起始/mol 2 0 0
转化/mol 2×80%＝1.6 0.8 0.8
平衡/mol 0.4 0.8 0.8
由于容器的容积不变，因此气体的物质的量的之比等于气体压强之比，可知平衡时p(NO)＝0.2p(总)，p(N2)＝0.4p(总)，p(CO2)＝0.4p(总)，则用平衡分压表示的化学平衡常数Kp＝＝4。
③正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，1 100 K时，NO的平衡转化率为40%，可列平衡三段式为：
C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)
起始/mol 2 0 0
转化/mol 2×40%＝0.8 0.4 0.4
平衡/mol 1.2 0.4 0.4
则平衡常数K＝＝＝，当反应达到平衡时，v正＝v逆，
故＝＝K＝。
9．(1)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2
(2)
(3)>
(4)2NO2＋8e－===N2＋4O2－
(5)①ad
②该反应是放热反应，温度过高，反应物的转化率下降，温度过低，反应速率过慢；且催化剂在一定温度范围内活性最强
解析 (1)①2NO(g)N2O2(g)；②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)，而目标反应2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g)可以由反应①＋②而得，根据盖斯定律可知ΔH＝ΔH1＋ΔH2。
(2)由反应达平衡状态，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正·v2正＝v1逆·v2逆，即k1正c2(NO)·
k2正c(N2O2)·c(O2)＝k1逆c(N2O2)·k2逆c2(NO2)，则K＝＝。
(3)根据电荷守恒c(NH)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(NO)＋c(OH－)，而甲基橙呈红色，说明溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，所以c(NO)＋c(NO)＞c(NH)。
(4)O2－在阳极发生氧化反应，而氮的氧化物在阴极发生还原反应，所以气体NO2在阴极发生还原反应生成氮气，电极反应式：2NO2＋8e－===N2＋4O2－。
(5)①该反应是一个气体分子总数减小的反应，其他条件不变时，压缩容器体积，压强增大，平衡正向移动，反应速率加快并提高了氢气的转化率，a正确；该反应是放热反应，其他条件不变时，升高反应体系温度，平衡逆向移动，氢气转化率下降，b错误；使用催化剂不能改变平衡转化率，c错误；保持容器体积不变，充入一定量的氮气，反应物浓度增加，反应速率加快，平衡正向移动，氢气转化率增大，d正确。
②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，如果温度过低，反应速率慢；该反应是放热反应，如果温度过高，反应物的转化率下降，而且温度会影响催化剂的活性，所以需要将温度控制在一个合适的范围。
10．(1)BC
(2)164
(3)0.09
(4)cd (5)① ＞ ②A
解析：(1) A.碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，N2O浓度越高不影响其分解速率，故A错误；B.第一步反应是慢反应，慢反应是决速反应，对总反应速率起决定作用，故B正确；C.第一步是慢反应，第三步是快反应，活化能越高，反应越难进行，第一步活化能比第三步大，故C正确；D.IO为反应的中间产物，不是催化剂，故D错误；答案选BC；(2)①CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g) ΔH1＝－134 kJ·mol－1
②CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g) ΔH2＝－102 kJ·mol－1
由盖斯定律可知，①－②得到Ea(正)－Ea(逆)＝－32 kJ·mol－1，Ea(正)＝132 kJ·mol－1，Ea(逆)＝132 kJ·mol－1＋32 kJ·mol－1＝164 kJ·mol－1；
(3)前120 min内，压强减少80 kPa－69.4 kPa＝10.6 kPa，v(CH2ClCHClCH3)＝＝0.09 kPa·min－1；
(4)a.A曲线的最高点产率最高，则催化剂A的最佳温度约为250 ℃，故a正确；b.增大压强，反应①正向移动，则CH2ClCHClCH3的产率增大，故b正确；c.图中达到最高点之前的点并不是对应温度下 CH2ClCHClCH3(g)的平衡点产率，故c错误；d.由图可知，催化剂影响CH2ClCHClCH3的产率，不能单独控制温度，故d错误；故答案为：cd；
(5)①容器Ⅱ、Ⅳ的体积为 1 L，容器Ⅳ中的物质也在470 ℃下进行反应，根据容器Ⅱ、体积为 1 L，求在 470 ℃的平衡常数K，
所以K＝＝＝6.75×10－2
Qc＝＝＝4×10－2，因为K>Qc，平衡正向移动，故有v正 (N2O)＞v逆(N2O)；②容器内混合气体密度为ρ＝，反应前后质量守恒，m不变，只需比较容器体积即可，相同温度下，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中平衡转化率依次减小，所以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ容器的体积依次减小。即VA＞VB＞VC，所以ρA＜ρB＜ρC，即图中A、B、C三点处容器内密度最小的点是A。
11．Ⅰ. (1) bc (2) d
Ⅱ. (1) m3>m2>m1 (2) ce (3) 4.8×10－3 ＜
解析：Ⅰ. (1) 从能量图中分析可以，该反应过程的三步中，第ⅰ步吸热，ⅱ、ⅲ步均释放能量，a错误；第ⅰ步反应的活化能最大，决定总反应速率，b正确；从题中三步反应可知，CH3CH和CH3CH2OH是反应的中间产物，c正确。
(2) 若其他条件不变时，降低温度，正逆反应速率均减小，而浓度在那瞬间是不变的，所以k正、k逆均减小，再根据能量图，为放热反应，降低温度，平衡正移，逆反应速率减小的更多，即k正减小的倍数小于k逆，d合理。
Ⅱ. (1)投料比m越大，根据反应在相同温度时，相当于增大H2的浓度，CO2的平衡转化率更高，即m3>m2>m1。
(2) 物质均为气体，保持压强为5 MPa，随反应正向进行，容器体积减小，密度增大，密度不变，说明该反应达到平衡，a正确；平均相对分子质量＝，随反应正向进行，气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，当平均相对分子质量不再变化时，该反应达到平衡，b正确；CO2的体积分数即物质的量分数，反应前CO2的体积分数为50%，根据极值法可以求出当氢气完全消耗之后，二氧化碳的体积分数仍为50%，故反应中CO2的体积分数始终保持为50%不变，故不能据此判断该反应是否达到平衡标志，c错误；容器内反应前为1∶1，而反应中系数不是1∶1，当容器内不再变化时，则该反应达到平衡，d正确；断裂H—H键，生成水分子，均为正反应，不能说明正反应速率等于逆反应速率，e错误。
(3) 若m3＝3，则A点温度下，CO2的平衡转化率为50%，
2CO2(g) ＋ 6H2(g)―→C2H5OH(g)＋3H2O(g)
起始 1 mol 3 mol 0 mol 0 mol
转化 0.5 mol 1.5 mol 0.25 mol 0.75 mol
平衡 0.5 mol 1.5 mol 0.25 mol 0.75 mol
平衡时气体的总物质的量＝(0.5＋1.5＋0.25＋0.75) mol＝3 mol，则(CO2)%＝＝，(H2)%＝＝，(C2H5OH)%＝＝，(H2O)%＝＝，该反应的平衡常数Kp＝＝4.8×10－3；原题是同温同压下，正反应体积减小，现为刚性密闭容器，气体的物质的量减小，相当于减压，平衡向气体分子数增大的方向移动，即向逆反应方向移动，CO2的转化率小于50%。
12．(1)①＜ ＝ 不变 不变 ② ③1∶2
(2)温度升高，反应速率加快，单位时间内甲醇消耗量增多 C
解析：(1)①根据图示，压强不变时，降低温度，x(CH3OH)增大，说明降温时平衡正向移动，根据化学平衡移动原理，降温时平衡向放热反应方向移动，知该反应为放热反应，ΔH<0；B点和C点的温度相同，故平衡常数KB＝KC。反应达平衡时，v正＝v逆，加入高效催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，因此不变；k正、k逆为速率常数，只与温度有关，再次增大体系压强，尽管平衡正向移动，k正－k逆的值不变。②C点对应平衡状态下的压强为p2，CH3OH的体积分数为50%，设起始时H2和CO的物质的量分别为2 mol、1 mol，达到平衡时H2转化了x mol，运用三段式法计算：
2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)
起始量/mol 2 1 0
转化量/mol x 0.5x 0.5x
平衡量/mol 2－x 1－0.5x 0.5x
则×100%＝50%，解得x＝1.5，故平衡时H2(g)、CO(g)、CH3OH(g)的物质的量分别为0.5 mol、0.25 mol、0.75 mol，体积分数分别为、、，故压强平衡常数Kp＝＝。③增大一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，故初始投料比为1∶2时，H2转化率最大。(2)升温过程中CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率，是因为温度升高，反应速率加快，单位时间内甲醇消耗量增多，故转化率不断增大。主反应、副反应均为吸热反应，升高温度，主反应、副反应均正向进行，但是CO的实际反应生成率并没有不断接近平衡态时CO的生成率，说明催化剂对副反应的选择性低，系统中主要发生主反应，升温不能提高副反应的焓变，故本题选C。
化学反应原理综合题型集训之速率常数、快慢反应
1．研究炭的气化处理及空气中碳的氧化物的相关反应，有利于节能减排。已知反应
①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋113.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－90.4 kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.5 kJ·mol－1
(1)若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的热化学方程式为______________________________，将等体积的H2O(g)和CO(g)充入恒容密闭容器，反应速率v＝v正－v逆＝k正·c(CO)·c(H2O)－k逆·c(CO2)·c(H2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在721 ℃和800 ℃时，CO的转化率随时间变化曲线如图1。比较a、b处lg k正－lg k逆的大小：a____b(填“>”“<”或“＝”)，计算b处的＝________
(2)在T ℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol H2O(g)，发生反应①。反应相同时间，测得各容器中H2O(g)的转化率与容器体积的关系如图2所示。图中c点所示条件下，v正____v逆(填“>”“<”或“＝”)，理由是_____________________________________________________________，此温度下，该反应平衡常数为________(用含V1、V2或V3的代数式表示)
(3)在四种不同的容器中发生反应③，若初始温度、压强和反应物用量均相同，则CO2的转化率最高的是______
a．恒温恒容容器 b．恒容绝热容器 c．恒压绝热容器 d．恒温恒压容器
2．第五届联合国环境大会(UNEA5)于2021年2月份在肯尼亚举行，会议主题为“加大力度保护自然，实现可持续发展”。有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
(1)氨水可以脱除烟气中的SO2，氨水脱硫的相关热化学方程式如下：
①2NH3(g)＋H2O(l)＋SO2(g)===(NH4)2SO3(aq) ΔH＝a kJ·mol－1
②(NH4)2SO3(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===2NH4HSO3(aq) ΔH＝b kJ·mol－1
③2(NH4)2SO3(aq)＋O2(g)===2(NH4)2SO4(aq) ΔH＝c kJ·mol－1
反应NH3(g)＋NH4HSO3(aq)＋O2(g)===(NH4)2SO4(aq)的ΔH＝________kJ·mol－1。(用含a、b、c的代数式表示)
(2)SO2可被NO2氧化：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)。当温度高于225 ℃时，反应速率v正＝k正·c(SO2)·c(NO2)，v逆＝k逆·c(SO3)·c(NO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在上述温度范围内，k正、k逆与该反应的平衡常数K之间的关系为________
(3)在气体总压强分别为p1和p2时，反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)在不同温度下达到平衡，测得SO3(g)及SO2(g)的物质的量分数如图所示：
①压强：p1________(填“＞”或“＜”)p2。
②若p1＝0.81 MPa，起始时充入一定量的SO3(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算。分压＝总压×物质的量分数)MPa
3．含氮化合物广泛存在于自然界中，是大气污染的重要化合物。回答下列有关问题：
(1)氮的氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：
反应Ⅰ：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K1
反应Ⅱ：2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K2
①反应Ⅲ：4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K3＝________(用K1、K2表示)
②恒温恒容情况下，下列说法能判断反应Ⅲ达到平衡的是________
A．气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变 B．容器内气体密度不变
C．容器内气体颜色不变 D．容器内NaNO3浓度保持不变
(2)恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应Ⅱ达到平衡
①测得Cl2的体积分数为，则平衡时NO的转化率α1＝________。
②已知反应Ⅱ的反应趋势是低温自发，高温不自发，则ΔH________0(填“＜”“＞”或“无法判断”)。
③实验测得：v正＝k正c2(NO)c(Cl2)，v逆＝k逆c2(ClNO)，k正、k逆为速率常数。T1时，k正＝________(以k逆表示)。当温度改变为T2时，k正＝72k逆，则T2________T1(填“＜”“＞”或“＝”)
④一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图所示。温度低于710 K时，随温度的升高氮氧化物转化率升高的原因可能是_______________________________________________________
4．乙醇是一种重要的化工原料和燃料，常见合成乙醇的途径如下：
(1)乙烯气相直接水合法：C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
已知：C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1 323.0 kJ·mol－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝－1 278.5kJ·mol－1，则a＝
(2)工业上常采用CO2和H2为原料合成乙醇，某实验小组将CO2(g)和H2(g)按1∶3的比例置于一恒容密闭容器中发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g) ΔH＝b kJ·mol－1。在相同的时间内，容器中CO2的浓度随温度T的变化如图1所示，上述反应的pK(pK＝－lgK，K表示反应平衡常数)随温度T的变化如图2所示。
①由图1可知，b (填“>”“＝”或“<”)0。
②在T1～T2及T4～T5两个温度区间内，容器中CO2(g)的浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是_______________________________________________________
③图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是 (填“v1”“v2”或“v3”)；要进一步提高H2(g)的转化率，可采取的措施有___________________________________________________________(任答一条)
④图2中当温度为T1时，pK的值对应A点，则B、C、D、E四点中表示错误的是 。
⑤乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应：C2H5OH(g)CH3OCH3(g) ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1，该反应的速率方程可表示为v正＝k正c(C2H5OH)和v逆＝k逆c(CH3OCH3)，k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正) (填“>”“＝”或“<”)Ea(逆)，已知：T ℃时，k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1，该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5 mol乙醇和4 mol甲醚，此时反应 (填“正向”或“逆向”)进行。
5．氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
(1)污水生物脱氮过程中，在微生物催化下，硝酸铵可分解为N2O和另一种产物，该反应的化学方程式为_______________________________
(2)已知反应2N2O(g)2N2(g)＋O2(g) ΔH＝－163 kJ·mol－1，1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945 kJ、498 kJ 的能量，则1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为________kJ
(3)在一定温度下的恒容容器中，反应2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)的部分实验数据如下：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
c(N2O)/(mol·L－1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
反应时间/min
60
70
80
90
100
c(N2O)/(mol·L－1)
0.040
0.030
0.020
0.010
0.010
①在0～20 min 时段，反应速率v(O2)为________mol·L－1 ·min－1
②若N2O起始浓度c0为 0.150 mol·L－1，则反应至30 min 时N2O的转化率α＝________，比较不同起始浓度时N2O的分解速率：v(c0＝0.150 mol·L－1)______v(c0＝0.100 mol·L －1 )(填“＞”“＝”或“＜”)
③不同温度(T)下，N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间)，则 T2________T1(填“＞”“＝”或“＜”)。当温度为T1、起始压强为p0，反应至t1 min 时，体系压强p＝________(用p0表示)
(4)碘蒸气的存在能大幅度提高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：IO(g)＋N2O(g)N2(g)＋O2(g)＋I(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_______
a．N2O分解反应中，k(含碘)＜k(无碘) b．第一步对总反应速率起决定作用
c．第二步活化能比第三步大 d．I2浓度与 N2O分解速率无关
6．减少污染、保护环境是人们关注的最主要问题之一，请回答以下问题。
Ⅰ.减少空气中SO2的排放，常采取的措施有：
(1)将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH1=－241.8 kJ∙mol−1
C(s)＋O2(g)=CO(g) ΔH2=－110.5 kJ∙mol−1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为_____________________________
(2)洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是________________
a．NaHSO3 b．Na2CO3 c．CaCl2 d．Ca(OH)2
Ⅱ.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) △H＜0
(3)一定温度下，在恒容密闭容器中按照n(NH3)︰n(NO)=2︰3充入反应物，发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是_________
A．c(NH3)︰c(NO)=2︰3 B．n(NH3)︰n(N2)不变
C．容器内压强不变 D．容器内混合气体的密度不变
E．气体的平均相对分子质量不变 F．1molN—H键断裂的同时，生成2molO—H键
(4)已知该反应速率υ正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，υ逆=k逆·cx(N2)·cy(H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的
平衡常数K=，则x=________________，y=_________________。
(5)某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入3L密闭容器中，在Ag2O催化剂表面发生上述反应，NO的转化率随温度变化的情况如图所示：
①有氧条件下，在10min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率υ(NO)=_________
②在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是_________________
7．氮氧化物是形成雾霾的重要原因之一，综合治理氮氧化物，还自然一片蓝天。回答下列问题：
(1)在催化剂作用下，甲烷可还原氮氧化物。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574 kJ·mol－1
②4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586 kJ·mol－1
则CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝________kJ·mol－1
(2)已知Cl2可与NO作用：2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) ΔH＜0，反应的速率方程式为v正＝k正·c2(NO)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c2(ClNO)，k正、k逆表示速率常数，与温度、活化能有关。
①升高温度，k正的变化程度________(填“大于”“小于”或“等于”)k逆的变化程度。
②某温度条件下，向1 L恒容密闭容器中加入2 mol NO和1 mol Cl2，测得初始压强是平衡时压强的1.2倍。则该温度下平衡常数K＝________。若平衡时压强为p，则＝________(用p表示)
(3)工业烟气中的氮氧化物可用NH3催化还原，发生反应：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g) ΔH＜0，研究表明不同氨氮比条件下测得NO的残留率与温度关系如图所示
①指出氨氮比m1、m2、m3的大小关系________
②随着温度不断升高，NO的残留率趋近相同的可能原因是________________________
(4)利用Au/Ag3PO4光催化去除氮氧化物(O2将氮氧化物氧化为NO)，研究表明，不同Au的负载量与氮氧化物的去除效果、催化去除速率常数(用k表示，其他条件不变时，速率常数越大，速率越大)大小的关系分别用如图1、图2表示。已知：催化剂的活性与其表面的单位面积活性位点数有关
①综合图1、图2可知催化效果最佳的是________(填催化剂)。
②图2中表面随着Au的负载量不断增加，反应速率常数先增大后减小，试分析反应速率常数减小的原因是____
________________________________________________________________________
8．研究SO2、NOx等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)2CaSO4(s)＋2CO2(g)对煤进行脱硫处理。某温度下，测得反应在不同时间点各物质的浓度如下：
时间/min
浓度/mol·L－1
0
10
20
30
40
50
O2
1.00
0.78
0.60
0.60
0.64
0.64
CO2
0
0.44
0.80
0.80
0.88
0.88
①0～10 min内，平均反应速率v(SO2)＝________mol·L－1·min－1。
②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是________
A．移除部分CaSO4(s) B．通入一定量的O2
C．加入合适的催化剂 D．适当缩小容器的体积
(2)利用活性炭吸附汽车尾气中的NO：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)，实验测得，v正＝k正c2(NO)，v逆＝
k逆c(N2)c(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。在密闭容器中加入足量C(s)和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：
①由图可知：该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)；在1 050 K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，其原因为________________________________________________
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1 050 K、1.1×106Pa时，计算该反应的化学平衡常数Kp＝________[已知：气体分压(p分)＝气体总压(p)×体积分数]
③达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_______(填“>”“<”或“＝”)k逆增大的倍数，1 100 K时，计算＝___
9．Ⅰ.研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。某化学小组查阅资料知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：
①2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0 v1正＝k1正c2(NO)，v1逆＝k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0 v2正＝k2正c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆c2(NO2)
请回答下列问题：
(1)写出反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的热化学方程式：_________________(焓变用含ΔH1和ΔH2的式子表示)
(2)一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝________________
(3)工业上可用氨水作为NO2的吸收剂，NO2通入氨水发生的反应：2NO2＋2NH3·H2O===NH4NO3＋NH4NO2＋H2O，若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色，则反应后溶液中c(NO)＋c(NO)________c(NH)(填“>”“<”或“＝”)
(4)工业上也可用电解法处理氮氧化物的污染。电解池如图所示，阴阳电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定件下可传导O2－。该电解池阴极的电极反应式是_________________________________________
Ⅱ.在一定温度、压强下，向密闭容器中投入一定量N2和H2，发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
(5)①下列措施中能加快反应速率并提高氢气的转化率的是________
a．其他条件不变时，压缩容器体积 b．其他条件不变时，升高反应体系温度
c．使用合适的催化剂 d．保持容器体积不变，充入一定量的氮气
②实际生产中往往需要将温度控制在一个合适的范围，分析温度不宜过高也不宜过低的原因：____________
10．以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
Ⅰ.N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
(1)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)(慢反应)
第二步 I(g)＋N2O(g)N2(g)＋IO(g)(快反应)
第三步 IO(g)＋N2O(g)N2(g)＋O2(g)＋I2(g)(快反应)
下列表述正确的是________________
A．N2O浓度越高其分解速率越快 B．第一步对总反应速率起决定作用
C．第一步活化能比第三步大 D．IO为反应的催化剂
Ⅱ.1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要副产物为3-氯丙烯(CH2===CHCH2Cl)，反应原理为：
①CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH1＝－134 kJ·mol－1
②CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g) ΔH2＝－102 kJ·mol－1
请回答下列问题：
(2)已知CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(正)为132 kJ·mol－1，则该反应的活化能Ea(逆)为________ kJ·mol－1
(3)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2===CHCH3(g)和Cl2(g)，在催化剂作用下发生反应①、②，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.4
65.2
61.6
57.6
57.6
若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v＝，则前120 min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)＝________ kPa·min－1(保留小数点后2位)
(4)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2===CHCH3和Cl2分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如图所示。下列说法错误的是________
a．使用催化剂A的最佳温度约为250 ℃ b．相同条件下，改变压强会影响CH2ClCHClCH3的产率
c．p点是对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率 d．提高CH2ClCHClCH3反应选择性的关键因素是控制温度
(5)在四个恒容密闭容器中充入相应量的气体(如图)：
发生反应2N2O(g)2N2(g)＋O2(g) ΔH，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率如图所示：
容器Ⅱ、Ⅳ的体积为1 L，容器Ⅳ中的物质也在470 ℃下进行反应，起始反应速率：
①v正(N2O)________v逆(N2)。(填“＞”“＜”或“＝”)
②图中A、B、C三点处容器内密度最小点是________(填“A”“B”或“C”)
11．医用酒精在抗击“新型冠状病毒”战役中发挥着杀菌消毒的作用，其主要成分是乙醇。回答下列问题：
Ⅰ. 工业上主要采用乙烯直接水合法(CH2===CH2＋H2O―→CH3CH2OH)制乙醇。
(1)在磷酸/硅藻土催化剂作用下，乙烯进行气相水合的反应机理大致如下：
i. CH2===CH2＋H3O＋CH3CH2+＋H2O
ii. CH3CH2+＋H2OCH3CH2OH2+
iii. CH3CH2OH2+＋H2OCH3CH2OH＋H3O＋
随着反应进程，该过程能量变化如图所示
下列有关说法正确的是__________(填标号，下同)
a. 该反应过程中i～iii步均释放能量
b. 第i步反应的活化能最大，决定总反应速率
c. CH3CH2+和CH3CH2OH2+是反应的中间产物
(2) 已知：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)的反应速率表达式为v正＝k正c(C2H4)·c(H2O)，v逆＝k逆c(C2H5OH)，其中k正、k逆为速率常数。若其他条件不变时，降低温度，则下列推断合理的是____________
a. k正增大，k逆减小 b. k正减小，k逆增大
c. k正减小的倍数大于k逆 d. k正减小的倍数小于k逆
Ⅱ. 工业用二氧化碳加氢可合成乙醇：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)。保持压强为5 MPa，向密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应，CO2的平衡转化率与温度、投料比m的关系如图所示。
(1)投料比由大到小的顺序为____________
(2) 若投料比m＝1，一定温度下发生反应，下列说法不能作为反应是否达平衡判据的是____________
a. 容器内气体密度不再变化
b. 容器内气体平均相对分子质量不再变化
c. CO2的体积分数不再变化
d. 容器内不再变化
e. 断裂3NA个H—H键的同时生成1.5NA个水分子
(3) 若m3＝3，则A点温度下，该反应的平衡常数Kp的数值为____________(Kp是以分压表示的平衡常数)；若其他条件不变，A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器，则平衡时CO2的转化率____________50%(填“＞”“＝”或“＜”)
12．甲醇是重要的化工原料，又可作燃料。回答下列问题：
(1)利用CO生产甲醇的反应为2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)。已知：v正＝k正·x(CO)·x2(H2)，v逆＝k逆·x(CH3OH)，其中v正、v逆为正、逆反应速率，k正、k逆为速率常数，x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为2∶1充入H2和CO，测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)；B点与C点的平衡常数关系为KB________KC(填“>”“<”或“＝”)。向平衡体系中加入高效催化剂，将________(填“增大”“减小”或“不变”)；再次增大体系压强，k正－k逆的值将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②C点对应的平衡常数Kp＝________(Kp为以分压表示的平衡常数，气体分压＝气体总压×体积分数)。
③一定温度下，将H2和CO按物质的量之比为1∶1、1∶2 和2∶1进行初始投料。则达到平衡后，初始投料比为________时，H2转化率最大。
(2)甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统可作为电动汽车燃料电池的理想氢源。系统中的两个反应如下：
主反应：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH1>0
副反应：H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2>0
单位时间内，CH3OH转化率与CO生成率随温度的变化如图所示：
升温过程中CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是_______________________________；温度升高，CO实际反应生成率并没有不断接近平衡状态的生成率，其原因可能是________
A．副反应逆向进行 B．部分CO转化为CH3OH
C．催化剂对副反应的选择性低 D．升温提高了副反应的焓变
【化学反应原理综合题型集训之速率常数、快慢反应】
1．(1)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－40.9 kJ·mol－1 ＜
(2)＞ T ℃时b点恰好达到平衡状态，c点容器体积大，H2O(g)的起始浓度小，化学反应速率慢，反应达到平衡所需时间长，c点未达到平衡状态，所以v正＞v逆 (或)
(3)d
解析：(1)若某反应的平衡常数表达式为，得到化学方程式CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)，根据盖斯定律，将②－③得到该反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－40.9 kJ·mol－1。根据先拐先平衡，曲线a是800 ℃，根据题意lg k正－lg k逆＝lg＝lg＝lg K，由于a点温度高，该反应是放热反应，因此温度越高，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此lg Ka小于lg Kb；假设H2O(g)和CO(g)物质的量分别为
1 mol，容器体积为V L，则
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
开始/mol 1 1 0 0
转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5
平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5
K＝＝＝＝1，b处
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
开始/mol 1 1 0 0
转化/mol 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡/mol 0.6 0.6 0.4 0.4
计算b处的＝×＝1×＝。
(2)根据图中信息和题意，反应相同时间，T ℃时b点恰好达到平衡状态，a点容器体积减小，浓度大，已经达到平衡，且由于加压平衡逆向移动，c点容器体积大，H2O(g)的起始浓度小，化学反应速率慢，反应达到平衡所需时间长，因此c点未达到平衡状态，因此c点v正＞v逆。此温度下，
C(s)＋ H2O(g)CO(g)＋H2(g)
开始/mol 1 0 0
转化/mol 0.8 0.8 0.8
平衡/mol 0.2 0.8 0.8
C(s)＋ H2O(g)CO(g)＋H2(g)
开始/mol 1 0 0
转化/mol 0.4 0.4 0.4
平衡/mol 0.6 0.4 0.4
K＝＝或K＝＝。
(3)该反应是气体体积减小的放热反应，若初始温度、压强和反应物用量均相同，以恒温恒容容器进行对比分析，恒容绝热容器，反应放热致使温度升高，平衡逆向移动，CO2的转化率降低；恒压绝热容器，容器体积减小，平衡正向移动，反应放热致使温度升高，平衡逆向移动，CO2的转化率不清楚变化；恒温恒压容器，容器体积减小，平衡正向移动，CO2的转化率变大，相对c来说转化率变大，则CO2的转化率最高的是d。
2．(1)
(2)K＝
(3)①＞ ②0.06
解析：(1)依据盖斯定律(①－②＋③)/2即得到反应NH3(g)＋NH4HSO3(aq)＋O2(g)===(NH4)2SO4(aq)的ΔH＝ kJ·mol－1。(2)该反应的平衡常数K＝，由于平衡时正逆反应速率相等，则v正＝k正·c(SO2)·c(NO2)＝v逆＝k逆·c(SO3)·c(NO)，所以＝，即K＝。(3)①当温度相同时，增大压强，平衡逆向进行，SO3含量升高，所以根据图像可知压强：p1＞p2；②若p1＝0.81 MPa，起始时充入一定量的SO3(g)发生反应，Q点对应温度下平衡时SO3的物质的量分数是0.5，设充入的SO3的物质的量为1 mol，转化率为x，则有
2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)
始/mol 1 0 0
变/mol 2x 2x x
平/mol 1－2x 2x x
因此＝0.5，解得x＝0.2，所以该反应的平衡常数Kp＝ MPa＝0.06 MPa。
3．(1)① ②ABC
(2)①75% ②＜ ③720k逆 ＞ ④温度低于710 K时，随温度上升，反应速率增加，因此NO的转化率上升
解析：(1)①反应Ⅲ的平衡常数K3＝，反应Ⅰ的平衡常数K1＝，反应Ⅱ的平衡常数K2＝，所以＝K3。
②反应Ⅲ中，反应物NO2中氮元素与氧元素的质量比为7∶16，生成物NO中氮元素和氧元素的质量比为7∶8，所以未平衡前气体物质中氮元素和氧元素的质量比是变量，当气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变时，反应达到了平衡，故A选；如果反应从NO2和NaCl开始，随着反应的进行，气体物质的质量在减小，而容器体积不变，所以混合气体的密度在减小，当容器内气体密度不变时，反应达到了平衡，故B选；NO2是红棕色气体，Cl2是黄绿色气体，未平衡前混合气的颜色在改变，当容器内气体颜色不变时，说明NO2和Cl2的浓度均不再改变，反应达到了平衡，故C选；NaNO3是固体，其浓度是一常数，不能用固体浓度不变衡量是否平衡，故D不选。
(2)①设转化的Cl2的物质的量为a，可列三段式：
平衡时测得 Cl2的体积分数为 ，则＝ ，可求出a＝0.075，则NO的转化率 α1＝×100%＝×100%＝75%。
②反应Ⅱ的反应趋势是低温自发，高温不自发，根据反应Ⅱ反应前后气体系数可知，该反应的ΔS＜0，所以若反应能自发，根据ΔG＝ΔH－ΔS＜0，则ΔH＜0。
③v正＝k正c2(NO)c(Cl2)，v逆＝k逆c2(ClNO)，平衡时，v正＝v逆，即k正c2(NO)c(Cl2)＝k逆c2(ClNO)，所以＝＝K。T1平衡时，NO、Cl2、ClNO的物质的量分别为0.05 mol、0.025 mol、0.15 mol，容器体积为2 L，所以浓度分别为0.025 mol·L－1、0.012 5 mol·L－1、0.075 mol·L－1，则K＝＝＝720，即＝720，所以k正＝720k逆。当温度改变为T2时，k正＝72k逆，即＝72＝K，由于该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，K减小，所以温度T2＞T1。
④一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率先增大后减小，说明在710 K之前反应没有达到平衡，随着温度上升，反应速率增加，因此NO的转化率上升。
4．(1)－44.5
(2) ① <
② T1～T2区间，化学反应未达到平衡，反应正向进行，温度越高，反应速率越快，所以CO2的浓度随温度
的升高而减小；T3以后曲线上对应的点均达到平衡，该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的浓度随温度的升高而增大
③v3 提高CO2的浓度或适当降温或及时移出生成物
④BE
⑤> 正向
解析：(1)已知：Ⅰ：C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1 323.0 kJ·mol－1
Ⅱ：C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝－1 278.5 kJ·mol－1；根据盖斯定律Ⅰ－Ⅱ可得C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝(－1 323.0 kJ·mol－1)－(－1 278.5 kJ·mol－1)＝－44.5 kJ·mol－1；
(2)①据图可知当温度低于T3时随温度上升，CO2的浓度下降，而温度高于T3时随温度上升，CO2的浓度上升，说明温度低于T3时反应没有达到平衡，而温度高于T3时，该时段内反应达到平衡，且温度上升平衡左移CO2的浓度上升，所以正反应为放热反应，所以b<0；
②T1～T2区间，化学反应未达到平衡，反应正向进行，温度越高，反应速率越快，所以CO2的浓度随温度的升高而减小；T3以后曲线上对应的点均达到平衡，该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的浓度随温度的升高而增大；③温度越高反应速率越快，所以逆反应速率最大的是v3；提高CO2的浓度或及时移出生成物，平衡都可以正向移动增大氢气的转化率，该反应正反应为放热反应，适当降低温度也可以提高氢气的转化率；④该反应为放热反应，所以温度越高平衡常数越小，则pK越大，所以BE二点表示错误；⑤该反应焓变大于0，焓变＝正反应活化能－逆反应活化能>0，所以Ea(正)>Ea(逆)；反应达到平衡时正逆反应速率相等，即v正＝k正c(C2H5OH)＝v逆＝k逆c(CH3OCH3)，所以有＝＝K，T ℃时，k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1，所以该温度下平衡常数K＝＝3，该反应前后气体系数之和相等，所以可以用物质的量代替浓度计算浓度商和平衡常数， 所以该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5 mol乙醇和4 mol甲醚时，浓度商Q＝<3，所以此时反应正向进行。
5．(1)NH4NO3催化剂,N2O↑＋2H2O
(2)1 112.5
(3)①5.0×10－4 ②20.0% ＝ ③＜ 1.25p0
(4)c
解析：(1)NH4NO3中，氮元素发生归中反应，生成N2O，则据质量守恒定律，另一产物为H2O，反应的化学方程式为NH4NO3催化剂,N2O↑＋2H2O。(2)设1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为x，则：
ΔH＝2x－(2×945 kJ＋498 kJ)＝－163 kJ，从而得出x＝1 112.5 kJ。(3)①在0～20 min 时段，反应速率v(O2)为×＝5.0×10－4 mol·L－1 ·min－1。②观察表中数据可得，相同时段内c(N2O)的变化量相等，故单位时间内c(N2O)的变化量是定值，即N2O的分解速率是定值，v(c0 ＝0.150 mol·L－1)＝v(c0＝0.100 mol·L－1)＝ 1.0×10－3mol·L－1·min－1。若N2O起始浓度c0为0.150 mol·L－1，则反应至30 min时N2O的转化率α＝×100%＝20.0%。③温度越高，反应速率越快，所用时间越短，由相同压强时的半衰期可以看出，T2时的半衰期长，则T2＜T1。由反应可知，当2 mol N2O反应一半时，容器中气体的总物质的量为2.5 mol，则＝，从而得出p＝1.25p0。(4)由题意知，碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率，所以k(含碘)＞k(无碘)，a不正确；慢反应对反应速率起决定作用，所以第二步对总反应速率起决定作用，b不正确；第二步反应为慢反应，第三步反应为快反应，所以第二步反应的活化能比第三步大，c正确；根据v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5，I2浓度与N2O分解速率有关，d不正确。
6．(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ∙mol−1
(2) bd
(3)AF
(4) 5 0
(5)0.057 mol∙L−1∙min−1 平衡逆向移动
解析：(1)将第一个方程式减去第二个方程式得到焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ∙mol−1；
(2)a．NaHSO3和SO2不反应，不能做洗涤剂，故a不符合题意；b．Na2CO3和SO2反应生成亚硫酸钠和二氧化碳，可做洗涤剂，故b符合题意；c．CaCl2和SO2不反应，不能做洗涤剂，故c不符合题意；d．Ca(OH)2和SO2反应生成亚硫酸钙，可做洗涤剂，故d符合题意；综上所述，答案为：bd。
(3)n(NH3)︰n(NO)=2︰3充入反应物，其浓度比值始终是c(NH3)︰c(NO)=2︰3，因此不能作为判断平衡的标志，故A符合题意；氮气是生成物，氨气是反应物，当n(NH3)︰n(N2)不变，则能作为判断平衡的标志，故B不符合题意；该反应是体积减小的反应，容器内压强不断减小，当容器内压强不变，则可以作为判断平衡的标志，故C不符合题意；密度等于气体质量除以容器的体积，正向反应，气体质量减少，容器体积不变，当容器内混合气体的密度不变，则可以作为判断平衡的标志，故D不符合题意；气体摩尔质量等于气体质量除以气体的物质的量，正向反应，气体质量不变，气体物质的量减小，则气体摩尔质量增大，当气体的平均相对分子质量不变，则可以作为判断平衡的标志，故E不符合题意；1mol N—H键断裂，正向反应，生成2mol O—H键，逆向反应，1mol N—H键断裂与1mol O—H键断裂才能作为判断平衡的标志，因此1molN—H键断裂的同时，生成2molO—H键，不能作为判断平衡的标志，故F符合题意；综上所述，答案为AF。
(4)根据题意得到，该反应的平衡常数，因此得到x=5，y=0；
(5)①有氧条件下，在10min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率；
②在有氧条件下，温度580K之后，由于该反应是放热反应，因此升高温度，平衡向吸热反应即逆向移动，因此NO生成N2的转化率降低。
7．(1)－1 160
(2)①小于 ②2 或
(3)①m3＞m2＞m1 ②随着温度升高，温度对NO残留率的影响程度大于氨氮比的影响
(4)①0.1 Au/Ag3PO4
②当Au负载量过多时，过多地覆盖Ag3PO4表面，导致Ag3PO4表面单位面积活性位点数减少
解析：(1)由盖斯定律可知，目标方程式＝①－②，可得ΔH＝－1 160 kJ·mol－1。
(2)①该反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动，逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，根据速率方程，可知改变温度瞬间，浓度未发生变化，故k正的变化程度小于k逆的变化程度。
②设Cl2的变化量为x mol。列三段式：
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)
起始/mol 2 1 0
变化/mol 2x x 2x
平衡/mol 2－2x 1－x 2x
根据压强之比等于物质的量之比，可知＝1.2，x＝0.5，K＝＝2，p(NO)＝p×，p(Cl2)＝p×，p(ClNO)＝p×，Kp＝＝，＝＝(或)。
(3)①氨氮比增大，可理解为NH3增加，NO的残留率降低，故m3＞m2＞m1；②反应过程中存在2个外界因素，温度和氨氮比，二者均对NO的残留率存在影响，随着温度的进一步升高，不同氨氮比，NO的残留率趋近，说明温度对NO残留率的影响大于氨氮比的影响。
(4)①由图示可知，去除率、NO转化率较为合适的催化剂为0.1 Au/Ag3PO4。
②根据题给信息可知，催化剂的活性与其表面的单位面积活性位点数有关，当Au的量增加时，可能会覆盖催化剂的活性位点。
8．(1)①0.044 ②BD
(2)①< 反应未达到平衡状态，温度的升高，反应速率加快，NO转化率增大 ②4 ③< (或0.11)
解析：(1)①根据v＝，CO2的化学反应速率v(CO2)＝＝＝0.044 mol·L－1·min－1，根据方程式可知：物质反应的速率比等于化学方程式的化学计量数的比，所以v(SO2)＝v(CO2)＝0.044 mol·L－1·min－1。
②30 min后，氧气、二氧化碳的浓度都增大，可为加入氧气或适当缩小容器的体积等。
(2)①由图像可知，当温度高于1 050 K时，随着温度升高，NO的转化率降低，则平衡逆向移动，因此该反应的正反应为放热反应，即ΔH<0,1 050 kPa 前，反应b 中NO2转化率随着温度升高而增大是由于1 050 kPa前反应未达平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，更多的反应物变为生成物，因此NO2转化率随温度的升高而增大。
②由图像可知，在1 050 K、1.1×106Pa时，NO转化率80%，可列平衡三段式为：
C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)
起始/mol 2 0 0
转化/mol 2×80%＝1.6 0.8 0.8
平衡/mol 0.4 0.8 0.8
由于容器的容积不变，因此气体的物质的量的之比等于气体压强之比，可知平衡时p(NO)＝0.2p(总)，p(N2)＝0.4p(总)，p(CO2)＝0.4p(总)，则用平衡分压表示的化学平衡常数Kp＝＝4。
③正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，1 100 K时，NO的平衡转化率为40%，可列平衡三段式为：
C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)
起始/mol 2 0 0
转化/mol 2×40%＝0.8 0.4 0.4
平衡/mol 1.2 0.4 0.4
则平衡常数K＝＝＝，当反应达到平衡时，v正＝v逆，
故＝＝K＝。
9．(1)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2
(2)
(3)>
(4)2NO2＋8e－===N2＋4O2－
(5)①ad
②该反应是放热反应，温度过高，反应物的转化率下降，温度过低，反应速率过慢；且催化剂在一定温度范围内活性最强
解析 (1)①2NO(g)N2O2(g)；②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)，而目标反应2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g)可以由反应①＋②而得，根据盖斯定律可知ΔH＝ΔH1＋ΔH2。
(2)由反应达平衡状态，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正·v2正＝v1逆·v2逆，即k1正c2(NO)·
k2正c(N2O2)·c(O2)＝k1逆c(N2O2)·k2逆c2(NO2)，则K＝＝。
(3)根据电荷守恒c(NH)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(NO)＋c(OH－)，而甲基橙呈红色，说明溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，所以c(NO)＋c(NO)＞c(NH)。
(4)O2－在阳极发生氧化反应，而氮的氧化物在阴极发生还原反应，所以气体NO2在阴极发生还原反应生成氮气，电极反应式：2NO2＋8e－===N2＋4O2－。
(5)①该反应是一个气体分子总数减小的反应，其他条件不变时，压缩容器体积，压强增大，平衡正向移动，反应速率加快并提高了氢气的转化率，a正确；该反应是放热反应，其他条件不变时，升高反应体系温度，平衡逆向移动，氢气转化率下降，b错误；使用催化剂不能改变平衡转化率，c错误；保持容器体积不变，充入一定量的氮气，反应物浓度增加，反应速率加快，平衡正向移动，氢气转化率增大，d正确。
②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，如果温度过低，反应速率慢；该反应是放热反应，如果温度过高，反应物的转化率下降，而且温度会影响催化剂的活性，所以需要将温度控制在一个合适的范围。
10．(1)BC
(2)164
(3)0.09
(4)cd (5)① ＞ ②A
解析：(1) A.碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，N2O浓度越高不影响其分解速率，故A错误；B.第一步反应是慢反应，慢反应是决速反应，对总反应速率起决定作用，故B正确；C.第一步是慢反应，第三步是快反应，活化能越高，反应越难进行，第一步活化能比第三步大，故C正确；D.IO为反应的中间产物，不是催化剂，故D错误；答案选BC；(2)①CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g) ΔH1＝－134 kJ·mol－1
②CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g) CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g) ΔH2＝－102 kJ·mol－1
由盖斯定律可知，①－②得到Ea(正)－Ea(逆)＝－32 kJ·mol－1，Ea(正)＝132 kJ·mol－1，Ea(逆)＝132 kJ·mol－1＋32 kJ·mol－1＝164 kJ·mol－1；
(3)前120 min内，压强减少80 kPa－69.4 kPa＝10.6 kPa，v(CH2ClCHClCH3)＝＝0.09 kPa·min－1；
(4)a.A曲线的最高点产率最高，则催化剂A的最佳温度约为250 ℃，故a正确；b.增大压强，反应①正向移动，则CH2ClCHClCH3的产率增大，故b正确；c.图中达到最高点之前的点并不是对应温度下 CH2ClCHClCH3(g)的平衡点产率，故c错误；d.由图可知，催化剂影响CH2ClCHClCH3的产率，不能单独控制温度，故d错误；故答案为：cd；
(5)①容器Ⅱ、Ⅳ的体积为 1 L，容器Ⅳ中的物质也在470 ℃下进行反应，根据容器Ⅱ、体积为 1 L，求在 470 ℃的平衡常数K，
所以K＝＝＝6.75×10－2
Qc＝＝＝4×10－2，因为K>Qc，平衡正向移动，故有v正 (N2O)＞v逆(N2O)；②容器内混合气体密度为ρ＝，反应前后质量守恒，m不变，只需比较容器体积即可，相同温度下，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中平衡转化率依次减小，所以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ容器的体积依次减小。即VA＞VB＞VC，所以ρA＜ρB＜ρC，即图中A、B、C三点处容器内密度最小的点是A。
11．Ⅰ. (1) bc (2) d
Ⅱ. (1) m3>m2>m1 (2) ce (3) 4.8×10－3 ＜
解析：Ⅰ. (1) 从能量图中分析可以，该反应过程的三步中，第ⅰ步吸热，ⅱ、ⅲ步均释放能量，a错误；第ⅰ步反应的活化能最大，决定总反应速率，b正确；从题中三步反应可知，CH3CH和CH3CH2OH是反应的中间产物，c正确。
(2) 若其他条件不变时，降低温度，正逆反应速率均减小，而浓度在那瞬间是不变的，所以k正、k逆均减小，再根据能量图，为放热反应，降低温度，平衡正移，逆反应速率减小的更多，即k正减小的倍数小于k逆，d合理。
Ⅱ. (1)投料比m越大，根据反应在相同温度时，相当于增大H2的浓度，CO2的平衡转化率更高，即m3>m2>m1。
(2) 物质均为气体，保持压强为5 MPa，随反应正向进行，容器体积减小，密度增大，密度不变，说明该反应达到平衡，a正确；平均相对分子质量＝，随反应正向进行，气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，当平均相对分子质量不再变化时，该反应达到平衡，b正确；CO2的体积分数即物质的量分数，反应前CO2的体积分数为50%，根据极值法可以求出当氢气完全消耗之后，二氧化碳的体积分数仍为50%，故反应中CO2的体积分数始终保持为50%不变，故不能据此判断该反应是否达到平衡标志，c错误；容器内反应前为1∶1，而反应中系数不是1∶1，当容器内不再变化时，则该反应达到平衡，d正确；断裂H—H键，生成水分子，均为正反应，不能说明正反应速率等于逆反应速率，e错误。
(3) 若m3＝3，则A点温度下，CO2的平衡转化率为50%，
2CO2(g) ＋ 6H2(g)―→C2H5OH(g)＋3H2O(g)
起始 1 mol 3 mol 0 mol 0 mol
转化 0.5 mol 1.5 mol 0.25 mol 0.75 mol
平衡 0.5 mol 1.5 mol 0.25 mol 0.75 mol
平衡时气体的总物质的量＝(0.5＋1.5＋0.25＋0.75) mol＝3 mol，则(CO2)%＝＝，(H2)%＝＝，(C2H5OH)%＝＝，(H2O)%＝＝，该反应的平衡常数Kp＝＝4.8×10－3；原题是同温同压下，正反应体积减小，现为刚性密闭容器，气体的物质的量减小，相当于减压，平衡向气体分子数增大的方向移动，即向逆反应方向移动，CO2的转化率小于50%。
12．(1)①＜ ＝ 不变 不变 ② ③1∶2
(2)温度升高，反应速率加快，单位时间内甲醇消耗量增多 C
解析：(1)①根据图示，压强不变时，降低温度，x(CH3OH)增大，说明降温时平衡正向移动，根据化学平衡移动原理，降温时平衡向放热反应方向移动，知该反应为放热反应，ΔH<0；B点和C点的温度相同，故平衡常数KB＝KC。反应达平衡时，v正＝v逆，加入高效催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，因此不变；k正、k逆为速率常数，只与温度有关，再次增大体系压强，尽管平衡正向移动，k正－k逆的值不变。②C点对应平衡状态下的压强为p2，CH3OH的体积分数为50%，设起始时H2和CO的物质的量分别为2 mol、1 mol，达到平衡时H2转化了x mol，运用三段式法计算：
2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)
起始量/mol 2 1 0
转化量/mol x 0.5x 0.5x
平衡量/mol 2－x 1－0.5x 0.5x
则×100%＝50%，解得x＝1.5，故平衡时H2(g)、CO(g)、CH3OH(g)的物质的量分别为0.5 mol、0.25 mol、0.75 mol，体积分数分别为、、，故压强平衡常数Kp＝＝。③增大一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，故初始投料比为1∶2时，H2转化率最大。(2)升温过程中CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率，是因为温度升高，反应速率加快，单位时间内甲醇消耗量增多，故转化率不断增大。主反应、副反应均为吸热反应，升高温度，主反应、副反应均正向进行，但是CO的实际反应生成率并没有不断接近平衡态时CO的生成率，说明催化剂对副反应的选择性低，系统中主要发生主反应，升温不能提高副反应的焓变，故本题选C。
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