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重庆市高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-13化学反应的热效应（1）
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这是一份重庆市高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-13化学反应的热效应（1），共26页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，填空题等内容，欢迎下载使用。
重庆市高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-13化学反应的热效应（1）
一、单选题
1．（2023·重庆九龙坡·统考二模）火箭发射时可以用液态肼作燃料，作氧化剂。相关物质的能量转化关系如下。已知 ，则的反应热为
A． B． C． D．
2．（2023·重庆·统考三模）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水蒸气，其主要过程如图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如下表所示。
化学键
键能/()
463
496
436
138
若反应过程中分解了2mol水蒸气，下列说法错误的是
A．过程Ⅰ吸收了926kJ能量
B．过程Ⅱ涉及非极性键的生成
C．过程Ⅲ属于放热反应
D．总反应的热化学方程式为
3．（2023·重庆·统考模拟预测）已知： ；H-H和H-O键的键能分别为436和463则的为
A． B． C． D．
4．（2022·重庆·统考模拟预测）合成氨工作在国民经济中占有重要地位，对人类生存具有重大意义。合成氨反应的历程和能量变化如下图所示：
已知：① ，② ΔH，则反应②的ΔH为
A． B． C． D．
5．（2022·重庆·模拟预测）我国科学家在绿色化学领域取得新进展。利用双催化剂Cu和，在水溶液中用H原子将高效还原为甲醇的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．生成甲醇是通过多步氧化反应实现的
B．催化剂Cu结合氢原子，催化剂结合含碳微粒
C．该催化过程中既涉及化学键的形成，又涉及化学键的断裂
D．有可能通过调控反应条件获得甲醛等有机物
6．（2022·重庆·模拟预测）下列实验仪器或装置的选择正确的是
观察氯化钠的焰色试验
分离溶液和
验证与水反应的热量变化
灼烧碎海带成灰
A
B
C
D
A．A B．B C．C D．D
7．（2022·重庆·模拟预测）反应可应用于解决冬季开采石油井下结蜡难题。下列说法正确的是
A．的空间构型为三角锥型 B．中仅含离子键
C．仅为氧化产物 D．该反应的
8．（2022·重庆·统考模拟预测）某科研人员用下列流程实现了太阳能的转化与存储。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
则能表示S(s)的燃烧热的热化学方程式中的为
A． B．
C． D．
9．（2022·重庆·统考模拟预测）我校辅导小组在Pd/SVC催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及其活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示。下列说法不正确的是
A．生成NH3各基元反应中，N元素均被还原
B．生成N2的总反应方程式为2H2+2NON2+2H2O
C．由图可知，H2还原NO为N2和NH3的反应均为吸热反应
D．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3
10．（2022·重庆·统考二模）化学助力北京2022年冬奥会。下列说法中错误的是
A．运动员的滑雪服面料(尼龙)属于有机合成高分子材料
B．晶体硅光伏发电将化学能转化为电能为冬奥场馆供电
C．颁奖礼服使用的智能发热材料石墨烯，属于新型无机非金属材料
D．火炬“飞扬”在出火口格栅喷涂碱金属，目的是利用焰色反应让火焰可视化
11．（2022·重庆·统考二模）苯与Br2的催化反应历程如下图所示。下列说法正确的是
A．苯与Br2生成 的反应为吸热反应
B．上图中，苯与Br2的催化反应生成了溴苯、邻二溴苯
C．从图中第III步反应所给信息看，生成 为主要反应
D．由 转化为 的过程中有极性键的断裂与形成
12．（2022·重庆·统考二模）环氧乙烷( )可用作生产一次性口罩的灭菌剂。工业上常用乙烯氧化法生产环氧乙烷，其原理是：2CH2=CH2(g)+O2(g)2 (g) ∆H。已知下列两个反应，则为
①
②
A． B． C． D．
13．（2022·重庆·统考模拟预测）氢能被称为未来能源，利用乙醇来制取氢气涉及如下反应
反应I：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) △H1=+173.5kJ·mol-1
反应II：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ·mol-1
则lmolCH3CH2OH(g)与H2O(g)作用生成CO(g)和H2(g)反应的△H为
A．+255.9kJ·mol-1 B．-255.9kJ·mol-1
C．+132.3kJ·mol-1 D．-132.3kJ·mol-1
二、原理综合题
14．（2023·重庆·统考三模）运用催化转化法实现二氧化碳的碳捕集和碳利用有利于实现“碳达峰、碳中和”。
I．利用温室气体CO2和CH4制备合成气，计算机摸拟单个CO2分子与CH4分子的反应历程如图1所示：
已知：为1电子伏特，表示一个电子经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)制备合成气总反应的热化学方程式为___________
(2)向密闭容器中充入等体积的和，测得平衡时压强对数和的关系如图2所示。(压强的单位为MPa)
①___________(填“>”“<"或“=”)。
②温度为时，该反应的压强平衡常数___________。
Ⅱ．合成气制取甲醇。在时，体积为的恒容容器中充入物质的量之和为的和，反应达到平衡时的体积分数()与的关系如图3所示。
(3)当起始，经过达到平衡，内平均反应速率，则该条件CO的平衡转化率为___________；若其它条件不变，在下达到平衡时的体积分数可能是___________(填标号)。
A． B． C． D． E．
(4)当时，达到平衡状态后，的体积分数可能是图像中的___________点(选填“D”“E”或“F”)。
Ⅲ．电化学法制备甲醇的工作原理如图4所示：
(5)通入的一端发生的电极反应式为___________。
15．（2023·重庆·统考二模）氮的化合物应用广泛，但其对环境造成污染以及治理已成为科学家们的重要研究课题。
Ⅰ.笑气()是一种危险化学品，有关笑气反应的两个热化学方程式如下：
ⅰ.
ⅱ.
(1)写出NO与反应生成的热化学方程式_______。
(2)NO与生成的反应，分如下快慢两步进行：
快反应： ；慢反应： 。
①决定总反应速率的是_______(填“快反应”或“慢反应”)。
②当加入的NO和的物质的量不变，改变温度和压强，NO转化50%时(未达平衡)，所需的时间如右表所示。已知：NO和反应生成的速率方程为。k是速率常数，随温度升高而增大，K是快反应的平衡常数。
压强/(Pa)
温度/℃
时间/s
1
30
12.5
90
25.8
8
30
0.20
90
0.60
当压强不变，升高温度，总反应速率_______(填“加快”或“减慢”)，理由是_______。
Ⅱ.笑气可直接催化分解，该过程发生的反应如下：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(3)某模拟废气的直接催化分解(废气中含、、、)。
①℃时，将模拟废气(体积分数为35%)以5800的速度通过催化剂，测得N{O的转化率为45%，则平均反应速率v()为_______。欲提高的转化率，可采取的措施为适当升温、使用更高效的催化剂、增大催化剂表面积或厚度、_______。
②℃和p kPa时，在恒压密闭容器中进行实验。各组分的相关数据如右表，该温度下反应ⅰ压强平衡常数_______kPa(保留到小数点后1位)。
物质
NO
投料/mol
37
19
21
6.5
0
0
平衡/mol
51
21
20
2
4
Ⅲ.经测定某污水里含量为4.6%，科研人员研究发现可用图所示的装置处理污水中的原理是利用把还原成。
(4)阳极附近溶液中发生的离子方程式为_______。
(5)在实验室恰好完全处理3.0kg该污水，则理论上阴极区与阳极区溶液质量变化的差为_______g。
16．（2023·重庆九龙坡·统考二模）尿素是一种高效化肥，也是一种化工原料。
(1)尿素技术可用于汽车尾气的处理，该过程中会生成，反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
一定温度下，向恒容容器中投入足量和一定量的，当上述反应达到平衡时，测得、。则_______(用含p、q的代数式表示，下同)，反应Ⅰ的平衡常数为_______。
(2)工业上以和为原料合成尿素，图1是反应历程及能量变化，历程中的所有物质均为气态。
①该反应历程中，若，则_______。
②在℃和℃时，向恒容容器中投入等物质的量的和，发生以下反应：。平衡时与的关系如图2所示，p为物质的分压强(单位为kPa)。
若、。℃时，_______。若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时(温度不变)，的体积分数_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)某实验小组用水介质电池电解含有尿素的碱性废水，装置如图3(电极a为Zn，b、c、d均为惰性电极)。
装置Ⅰ中双极膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成，与b极室相连的交换膜为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)，装置Ⅱ阳极上的反应式为_______。
17．（2022·重庆·模拟预测）含氨污染物的有效去除和含碳资源的充分利用是重要研究课题。回答下列问题：
(1)利用工业尾气与反应制备新型硝化剂，过程中涉及以下反应：
I．
II．
III．
平衡常数K与温度T的函数关系为，，，其中x、y、z为常数，则反应I的活化能(正)______(逆)(填“>”或“<”)，的数值范围是______。(填标号)
A． B．~0 C．0~2 D．>2
(2)与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系有以下反应：
I．
II．
III． (只在高温下自发进行)
①在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的和通入重整反应器中，平衡时，、的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是______(填标号)。温度高于1300K后，曲线d超过曲线c的可能原因为__________________。
②在p MPa时，将和按物质的量之比为1∶1充入密闭容器中，分别在无催化剂和催化下反应相同时间，所得的转化率与温度的关系如图所示。a点转化率相等的原因是___________。
③设为相对压力平衡常数，用相对分压代替浓度即可得相对压力平衡常数的表达式[气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以标准压强]。某温度下反应Ⅲ的，向恒容密闭容器中按充入原料气，初始总压为150kPa，发生反应I、II、Ⅲ，体系达到平衡时的分压为b kPa，则的平衡转化率为______。(用含b的代数式表示)
18．（2022·重庆·统考二模）为实现“碳达峰”、“碳中和”目标，可将CO2催化加氢制甲醇。该反应体系中涉及以下两个主要反应：
反应I： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ/mol
反应II： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
(1)反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应热ΔH3=_______。
(2)在密闭容器中，上述反应混合体系建立平衡后，下列说法正确的是_______。
A．增大压强，CO的浓度一定保持不变
B．降低温度，反应II的逆反应速率增大，正反应速率减小
C．增大CH3OH的浓度，反应II的平衡向正反应方向移动
D．恒温恒容下充入氦气，反应I的平衡向正反应方向移动
(3)不同条件下，相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。
CH3OH的选择性= 100%
①由图可知，合成甲醇的适宜条件为_______ (填标号)
A．CZT催化剂 B．CZ(Zr-1)T 催化剂 C．230°C D．290 °C
②在230°C以上，升高温度，CO2的平衡转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是_______。
(4)恒温恒压密闭容器中，加入2molCO2和4molH2，发生反应I和反应II，反应达平衡时，CO2的转化率为50%，气体体积减小10%，则在达到平衡时， CH3OH的选择性=_______，反应II的平衡常数K=_______。
(5)利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，装置如图：
①铜电极上产生HCOOH的电极反应式为_______。
②若铜电极上只生成5.6gCO，则铜极区溶液质量变化了 _______g。
19．（2022·重庆·模拟预测）碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应：
Ⅰ：
Ⅱ：
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
物质
标准生成热
0.0
0.0
(1)反应Ⅰ的焓变_______，、分别表示该反应正、逆反应的活化能，则－_______0(填“>”或“<”或“=”)。
(2)若在绝热恒容容器中仅发生反应Ⅱ，则下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______。
A．容器内气体的压强不变 B．容器内温度不变
C．容器内气体的密度不再改变 D．容器内气体的平均相对分子质量不变
(3)已知反应Ⅱ的正反应速率，逆反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，(k表示或)与温度的关系如图所示，其中直线a、b分别表示、随温度的变化。升高温度，反应Ⅱ的平衡常数K_______(填“变大”或“变小”或“不变”)。
(4)在上图A点对应的温度下，向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，已知起始时容器内压强为80kPa，10分钟后体系达到平衡状态，容器内压强变为100kPa。
①平衡时CO的分压_______kPa，平衡时水蒸气的转化率为_______%。
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有_______、_______(写两种不同的方法)。
三、填空题
20．（2023·重庆·统考三模）乙烯的产量是一个国家石油化工水平的重要标志，研究制备乙烯的原理具有重要的意义，科学家研究出各种制备乙烯的方法。
I．由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备，原理如下：
直接脱氢：
氧化脱氢：
(1)已知键能，，生成1mol碳碳π键放出的能量为_______________kJ，从热力学角度比较直接脱氢和氧化脱氢，氧化脱氢法的优点为______________。
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的和，维持初始压强，，发生上述两个反应。2.5min时，，，则用的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为_______；反应一段时间后，和的消耗速率比小于2：1的原因为__________________。
II．利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯，发生如下反应：
①
②
保持压强为20kPa条件下，按起始投料，匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应①和②，测得不同温度下和的转化率如下图实线所示(图中虚线表示相同条件下平衡转化率随温度的变化)。
(3)表示转化率的曲线是_____________(填“m”或“n”)。
(4)随着温度的升高，m和n两条曲线都是先升高后降低，其原因是_______________。
(5)时，两种物质的转化率分别为0.75、0.5，反应①的平衡常数__________。
参考答案：
1．A
【详解】根据图示信息，可得已知反应：
可得目标方程式：，所以，故选A。
2．C
【详解】A．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了能量，A项正确；
B．过程Ⅱ涉及键和键的形成，均为非极性键，B项正确；
C．过程Ⅲ为1mol过氧化氢变成1mol氧气和1mol氢气，断开中键和键，形成中键和中键的过程中，吸收的能量为，放出的能量为，吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，C项错误；
D．总反应为变成和的过程，断开中的键，形成中键和中键的过程中，吸收的能量为，放出的能量为，故总反应的热化学方程式为，D项正确；
故选C。
3．A
【详解】△H=反应物总键能-生成物总键能，设O=O键键能为xkJ，，，因此的△H为，故选A。
4．A
【详解】由图可知，氨气分解生成氮气和氢气的反应为吸热反应，反应ΔH=+(500—308—100) kJ/mol=+92kJ/mol，故选A。
5．A
【分析】如图，转化为分为多步完成：①；②；③；④；⑤；⑥；
【详解】A．生成甲醇是通过多步反应进行，每步反应碳元素化合价均降低，发生还原反应，故A错误；
B．如图催化剂Cu(黑点)结合H原子，催化剂结合含碳微粒(、、、、)，故B正确；
C．步骤①，为化学键的形成；步骤②存在化学键断裂，所以该催化过程中既涉及化学键的形成，又涉及化学键的断裂，故C正确；
D．该催化过程中有生成，和H原子在催化作用下生成，所以有可能通过调控反应条件获得甲醛等有机物，故D正确；
故选A。
6．C
【详解】A．铜也具有焰色，与钠元素的焰色发生冲突，不能观察到钠元素的焰色，故A错误；
B．溶于水，不溶于水，分离溶液和用分液的方法，故B错误；
C．若与水反应放热，则因为瓶中气体膨胀，使得c的液面低于d的液面，所以该装置可以验证与水反应的热量变化，故C正确；
D．烧杯不能用于灼烧，应在坩埚中进行，故D错误；
故选C。
7．D
【详解】A．中心原子sp3杂化，配位原子数为4，孤电子对数为0，空间构型为正四面体，A项错误；
B．含离子键、共价键，B项错误；
C．上述反应化合价变化，N元素由-3→0，，N元素由+3→0，故既是氧化产物又是还原产物，C项错误；
D．可应用于解决冬季开采石油井下结蜡，故反应放热，，D项正确；
答案选D。
8．A
【详解】根据盖斯定律反应Ⅰ加反应Ⅱ得到，则表示S(s)的燃烧热的热化学方程式 ，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
9．C
【详解】A．由图示知，生成NH3的过程为：NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3，化合价由变化为+2、+1、0、-1、-2、-3，每步反应中N元素化合价均是降低被还原，A正确；
B．由图示知，NO和H2反应生成N2+H2O，故总反应方程式为2H2+2NO N2+2H2O，B正确；
C．=正反应活化能-逆反应活化能，根据表中可知正反应的活化能，逆反应活化能未知，无法计算反应的，故无法判断H2还原NO为N2和NH3的反应是否都为吸热反应，C错误；
D．由图示知，NO被氧化为N2的活化能明显大于氧化生成NH3活化能，故在该催化剂作用下，NO更容易被还原为NH3，D正确；
故选C。
10．B
【详解】A．尼龙是聚酰胺纤维(锦纶)，是有机合成高分子材料，A正确；
B．光伏发电是将太阳能转变为电能，B错误；
C．石墨烯为碳的同素异形体，是新型无机非金属材料，C正确；
D．在出火口格栅涂碱金属，可看到黄色火焰，利用的是焰色反应原理让火焰可视化，D正确；
故选B。
11．C
【详解】．根据图示可知：反应物的能量比生成物的能量高，因此苯与Br2生成溴苯的反应是放热反应，A错误；
B．根据图示可知，苯与Br2的反应生成了溴苯、 ， 不是邻二溴苯，B错误；
C．根据图示可知：第三步中取代反应的活化能低，生成物本身所具有的能量低，更稳定，故反应生成的有机产物中，取代产物溴苯所占比例更大，生成溴苯的反应是主要反应，C正确；
D．在上述转化中有非极性键碳碳键的断裂和极性键C-Br键的生成，D错误；
故合理选项是C。
12．B
【详解】由盖斯定律可知，反应①×2-②×2得到反应：2CH2=CH2(g)+O2(g)2 (g)，则其焓变为（-1323kJ /mol）×2-（-1218kJ /mol）×2=；
故选B。
13．A
【详解】CH3CH2OH(g)与H2O(g)作用生成CO(g)和H2(g)反应方程式Ⅲ为：CH3CH2OH(g)＋H2O(g)=2CO(g)＋4H2(g)；由盖斯定律可知，I-2×II=Ⅲ，则该反应的热化学方程式为：CH3CH2OH(g)＋H2O(g)=2CO(g)＋4H2(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2=(＋173.5 kJ·mol-1)-2×(-41.2 kJ·mol-1)=＋255.9 kJ·mol-1。
故选A。
14．(1)CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(E5-E1) NAeV/mol
(2) ＞ 0.01或0.01(MPa)2
(3) 50% C
(4)D
(5)CO+4e-+4H+=CH3OH
【详解】（1）由图示可知该反应为吸热反应，生成物总能量高于反应物的总能量，而图示中是单个CO2分子与CH4分子的反应历程，△H=(E生-E反)=NAeV/mol，所以热化学方程式为：CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(E5-E1) NAeV/mol，故答案为：CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(E5-E1) NAeV/mol；
（2）①由于反应吸热，温度越高，正向进行程度越大，p(H2)越大，所以T1＞T2，故答案为：＞；
②Kp=，温度为T1时，由b点可知，各气体分压为：p(CO)=p(H2)=1MPa，p(CO2)=p(CH4)=10MPa，p(CO2)=p(CH4)=10MPa，代入Kp表达式，可得Kp===0.01(MPa)2，故答案为：0.01或0.01(MPa)2；
（3）体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，起始=2，起始n(CO)=1mol，n(H2)=2mol，0～5min内平均反应速率(H2)=0.1mol•L-1•min-1，则n(H2)=0.1mol•L-1•min-1×5min×2L=1mol，根据方程式n(CO)=0.5mol，CO的平衡转化率=×100%=×100%=50%；在T1条件下，平衡时n(CO)=1mol-0.5mol=0.5mol，n(H2)=2mol-1mol=1mol，n(CH3OH)=0.5mol，平衡时CO的体积分数为=，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，说明平衡时CO的体积分数增大则＞，当生成物完成转化为生成物，则平衡时CO的体积分数为，但该反应是可逆反应，则在T2℃(T2＞T1)下达到平衡时CO的体积分数可能是～，故答案为：50%；C；
（4）当=2时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数最大，则当=3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图像中的D点，故答案为：D；
（5）该装置是原电池，根据总反应：CO+2H2=CH3OH可知，C元素的化合价降低，CO在正极得到电子，H元素的化合价升高，H2在负极失去电子，所以通入H2的一端是负极；通入CO的一端为正极，CO在酸性溶液中得到电子转变为CH3OH，电极反应式为：CO+4e-+4H+=CH3OH，故答案为：CO+4e-+4H+=CH3OH。
15．(1)
(2) 慢反应 减慢 因为快反应为放热反应，温度升高，k变大，K减小，k增大对速率增大的影响小于K减小对速率降低的影响
(3) 913.5 减慢气体流速或适当减压 130.1p
(4)
(5)128
【详解】（1）利用ii×2-i可得：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g), ΔH=-114kJ/mol。
（2）分布反应中的慢反应的速率决定了总反应的速率；压强不变时，升高温度，总反应速率减慢，因为快反应是放热反应，温度升高，k变大，K减小，k增大对速率增大的影响小于K减小对速率降低的影响，故反应速率慢。
（3）N2O的平均反应速率为：5800m3⋅h−1×45%×35% = 913.5m3⋅h−1；欲提高N2O的转化率，还可以采取减慢气体流速或适当减压的方法；由反应前后N原子守恒，37mol×2+19mol×2=2n+51mol×2+2mol+4mol，解之n=2mol。则反应后的气体总物质的量为2mol+51mol+21mol+2mol+4mol=100mol。故各气体的分压为P一氧化二氮=0.02p，P氮气=0.51p，P氧气=0.2p，则平衡常数
（4）在阳极区，亚硝酸根离子和亚铁离子反应生成铁离子、氮气和水，其离子方程式为
（5）实验室完全处理3.0kg该污水，即消耗。根据离子方程式可知数量关系：。
由可知，该装置转移的电子为12mol。阳极区溶液中共生成6mol ，其中有4mol 转移到阴极区，阳极区放出1mol ，阴极区放出6mol 。故阳极区溶液质量变化为：56×2-28=84g，阴极区溶液质量变化为：56×4-12=212g，故理论上阴极区与阳极区溶液质量变化的差为212-84=128g。
16．(1) p-2q p (p-2q)
(2) 66.5 1000 变大
(3) 阳离子
【详解】（1）,
，则c(HNCO)=（p-2q）mol/L，则反应I的平衡常数K=c ( NH3) ×c ( HNCO ) =p (p-2q) ( mol/L )2。
（2）从图分析，过渡态3的相对能量为241-87=154kJ/mol，则ΔE1=154-87.5=66.5kJ/mol。从图分析，HNCO(g)+NH3(g)⇌CO(NH2)2(g)
为放热反应，升温，平衡逆向移动，则右侧的线为
T1℃的，取A点数值，kPa−1，若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时(温度不变)，相当于加压，平衡正向移动，则CO(NH2)2的体积分数变大。
（3）从图分析，c电极产生氮气，为阳极反应，d上产生氢气，为阴极反应，则a为负极，锌失去电子，结合氢氧根离子，故该交换膜为阴离子交换膜，b为正极，与b极室相连的交换膜为阳离子交换膜，装置Ⅱ阳极上的反应式为。
17．(1) < C
(2) a 曲线c和d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致的转化率大于的转化率 催化剂失去活性 或
【详解】（1）根据，平衡常数K与温度T成反比，即温度升高，平衡常数减小，则该反应为放热反应，，则，同理可知反应Ⅱ和反应Ⅲ均为放热反应，即，，根据盖斯定律反应Ⅰ=反应Ⅲ×2-反应Ⅱ，则，，故填<、C；
（2）①物质的量分数均随温度的升高而减小，低温时，反应Ⅲ不发生，只发生反应Ⅰ和Ⅱ，所以的物质的量分数小于的物质的量分数，平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是a；曲线c和d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致的转化率大于的转化率，故填a、曲线c和d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致的转化率大于的转化率；
②a点时与无催化剂的转化率相同，说明催化剂已无催化活性，其可能原因为催化剂失去活性，故填催化剂失去活性；
③由反应Ⅲ，，某温度下反应Ⅲ的，平衡时的分压为b kPa，则平衡时，根据阿伏伽德罗定律推论，恒温恒容时气体的压强之比等于物质的量之比，按投料比，初始总压为150kPa，则起始时，已转化的，则甲烷的平衡转化率为或，故填或。
18．(1)-90kJ/mol
(2)C
(3) BC 230°C以上，温度升高，反应I的平衡向逆反应方向移动，反应II的平衡向正反应方向移动，但温度对反应II的平衡影响更大
(4) 30%
(5) CO2+2e- +2H+ =HCOOH 3.6
【详解】（1）；
（2）A．增大压强，反应II平衡不移动，反应I平衡正向移动导致二氧化碳浓度增大，从而使反应II平衡正向移动，一氧化碳浓度增大，A错误；
B．降低温度，反应II的正、逆反应速率均减小，B错误；
C．增大甲醇浓度，使反应I逆向移动，二氧化碳浓度增大，反应II正向移动，C正确；
D．恒温恒容下通入氦气，对于反应I来说各物质浓均不变，平衡不移动，D错误；
故选C。
（3）由图可知在相同温度下CZ(Zr-I)T催化剂对甲醇的选择性更高，温度为230oC时甲醇的产率最高，故合成甲醇的适宜条件选BC；
在230°C以上，升高温度，反应I为放热反应，平衡逆向移动，甲醇的产率降低；反应II为吸热反应，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大；升高温度对反应II的影响更大，导致CO2的平衡转化率增大，甲醇的产率降低；
（4）设反应I中二氧化碳转化了xmol，反应II中二氧化碳转化了ymol，可列出三段式：
反应达平衡时，CO2的转化率为50%，即x+y=1，气体体积减小10%，即平衡时气体的物质的量比原来少了10%，即，解得x=0.3，y=0.7，在达到平衡时， CH3OH的选择性：； 平衡时反应II中各物质的物质的量为：
，
设容器的体积为VL，平衡常数。
（5）该装置为电解池，Pt为阳极，Cu为阴极。铜电极上为二氧化碳得电子被还原，制备甲酸的电极反应式为：；铜电极上只生成5.6gCO时，电极反应为，即CO2变成CO，溶液增加质量为氧原子质量。生成5.6gCO时，增加氧原子质量为：，该电解池装置用了阳离子交换膜，同时会有氢离子迁移到铜极区，增加的氢离子质量为：，共增重3.6g。
19．(1) +131.3 >
(2)AB
(3)变小
(4) 8 40 增大容器体积 及时分离出或
【详解】（1）=+131.3；、分别表示该反应正、逆反应的活化能，该反应为吸热反应，＞，则－＞0；
（2）Ⅱ：
A.该反应中气体体积不变，气体总物质的量为定值，且在绝热条件下，结合PV=nRT可知，混合气体的压强为变量，当混合气体的压强不变，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A正确；
B.在绝热容器内，容器内温度为变量，当容器内温度不变时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，B正确
C.混合气体的质量为定变量、容器容积不变，则混合气体的密度为定量，当混合气体的密度不变时，不能表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，C错误；
D.混合气体的质量为定量，混合气体的物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量为定量，当混合气体的平均分子质量不变时，不能表明达到平衡状态，D错误；
故选AB；
（3）直线a、b分别表示、随温度的变化，随着温度的降低增大，正逆反应速率均减小，则降低相同温度时lg减小更快，降低温度平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡常数K变小；
（4）①，，则有x-y+80-x-y+y++x+y=100，解得x=20 kPa，A点时=，=，，由以上可知，(20-y)·(60-y)=(y)·(20+y)解得y=12 kPa，平衡时CO的分压20 kPa -12 kPa =8kPa，平衡时水蒸气的转化率为；
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有1.增大容器体积， 2. 及时分离出或，促进平衡正向移动。
20．(1) 267.3 氧化脱氢反应的且，故不需要太高温度就可以发生(因为不需要高温，所以不存在有机物碳化或者催化剂失活的情况)。
(2) 0.8 生成的氢气与氧气反应生成了水蒸气
(3)n
(4)开始阶段未达到平衡，所以温度高速率快，两种气体的转化率都增大，但是随着温度升高，后面达到了平衡，温度升高平衡逆向移动，故转化率下降(当温度高于时反应①生成的乙烯和氢气反应生成了乙烷，所以两者的转化率是相同的)
(5)0.2
【详解】（1）由焓变计算可得，解得；
氧化脱氢反应的且，故不需要太高温度就可以发生，因为不需要高温，所以不存在有机物碳化或者催化剂失活的情况，所以答案为：氧化脱氢反应的且，故不需要太高温度就可以发生。
（2）由PV=nRT可知，恒容密闭容器中，P与n成正比，根据反应数据可得消耗了1kPa，需要消耗2 kPa的，一共消耗了4 kPa，所以直接脱氢反应消耗了2 kPa，则生成的为2 kPa，则用的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为0.8；
直接脱氢反应生成的氢气与氧气反应生成了水蒸气，使得整体反应消耗的变多，所以反应一段时间后，和的消耗速率比小于2：1。
（3）因为起始投料为，若只发生反应①， H2与的消耗量相同，则转化率大于的转化率；若只发生反应②， H2与的消耗量之比为2:1，则转化率等于的转化率，所以当两个反应同时发生时，转化率大于的转化率，故表示转化率的曲线是n
（4）开始阶段未达到平衡，所以温度高速率快，两种气体的转化率都增大，但是随着温度升高，后面达到了平衡，温度升高平衡逆向移动，故转化率下降(当温度高于时反应①生成的乙烯和氢气反应生成了乙烷，所以两者的转化率是相同的)
（5）根据数据列出三段法
根据转化率可列方程组求得，再根据三段法可得
平衡时P()=，同理可得P()=10kPa，P()=5kPa，则
重庆市高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-13化学反应的热效应（1）
一、单选题
1．（2023·重庆九龙坡·统考二模）火箭发射时可以用液态肼作燃料，作氧化剂。相关物质的能量转化关系如下。已知 ，则的反应热为
A． B． C． D．
2．（2023·重庆·统考三模）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水蒸气，其主要过程如图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如下表所示。
化学键
键能/()
463
496
436
138
若反应过程中分解了2mol水蒸气，下列说法错误的是
A．过程Ⅰ吸收了926kJ能量
B．过程Ⅱ涉及非极性键的生成
C．过程Ⅲ属于放热反应
D．总反应的热化学方程式为
3．（2023·重庆·统考模拟预测）已知： ；H-H和H-O键的键能分别为436和463则的为
A． B． C． D．
4．（2022·重庆·统考模拟预测）合成氨工作在国民经济中占有重要地位，对人类生存具有重大意义。合成氨反应的历程和能量变化如下图所示：
已知：① ，② ΔH，则反应②的ΔH为
A． B． C． D．
5．（2022·重庆·模拟预测）我国科学家在绿色化学领域取得新进展。利用双催化剂Cu和，在水溶液中用H原子将高效还原为甲醇的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．生成甲醇是通过多步氧化反应实现的
B．催化剂Cu结合氢原子，催化剂结合含碳微粒
C．该催化过程中既涉及化学键的形成，又涉及化学键的断裂
D．有可能通过调控反应条件获得甲醛等有机物
6．（2022·重庆·模拟预测）下列实验仪器或装置的选择正确的是
观察氯化钠的焰色试验
分离溶液和
验证与水反应的热量变化
灼烧碎海带成灰
A
B
C
D
A．A B．B C．C D．D
7．（2022·重庆·模拟预测）反应可应用于解决冬季开采石油井下结蜡难题。下列说法正确的是
A．的空间构型为三角锥型 B．中仅含离子键
C．仅为氧化产物 D．该反应的
8．（2022·重庆·统考模拟预测）某科研人员用下列流程实现了太阳能的转化与存储。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
则能表示S(s)的燃烧热的热化学方程式中的为
A． B．
C． D．
9．（2022·重庆·统考模拟预测）我校辅导小组在Pd/SVC催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及其活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示。下列说法不正确的是
A．生成NH3各基元反应中，N元素均被还原
B．生成N2的总反应方程式为2H2+2NON2+2H2O
C．由图可知，H2还原NO为N2和NH3的反应均为吸热反应
D．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3
10．（2022·重庆·统考二模）化学助力北京2022年冬奥会。下列说法中错误的是
A．运动员的滑雪服面料(尼龙)属于有机合成高分子材料
B．晶体硅光伏发电将化学能转化为电能为冬奥场馆供电
C．颁奖礼服使用的智能发热材料石墨烯，属于新型无机非金属材料
D．火炬“飞扬”在出火口格栅喷涂碱金属，目的是利用焰色反应让火焰可视化
11．（2022·重庆·统考二模）苯与Br2的催化反应历程如下图所示。下列说法正确的是
A．苯与Br2生成 的反应为吸热反应
B．上图中，苯与Br2的催化反应生成了溴苯、邻二溴苯
C．从图中第III步反应所给信息看，生成 为主要反应
D．由 转化为 的过程中有极性键的断裂与形成
12．（2022·重庆·统考二模）环氧乙烷( )可用作生产一次性口罩的灭菌剂。工业上常用乙烯氧化法生产环氧乙烷，其原理是：2CH2=CH2(g)+O2(g)2 (g) ∆H。已知下列两个反应，则为
①
②
A． B． C． D．
13．（2022·重庆·统考模拟预测）氢能被称为未来能源，利用乙醇来制取氢气涉及如下反应
反应I：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) △H1=+173.5kJ·mol-1
反应II：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ·mol-1
则lmolCH3CH2OH(g)与H2O(g)作用生成CO(g)和H2(g)反应的△H为
A．+255.9kJ·mol-1 B．-255.9kJ·mol-1
C．+132.3kJ·mol-1 D．-132.3kJ·mol-1
二、原理综合题
14．（2023·重庆·统考三模）运用催化转化法实现二氧化碳的碳捕集和碳利用有利于实现“碳达峰、碳中和”。
I．利用温室气体CO2和CH4制备合成气，计算机摸拟单个CO2分子与CH4分子的反应历程如图1所示：
已知：为1电子伏特，表示一个电子经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)制备合成气总反应的热化学方程式为___________
(2)向密闭容器中充入等体积的和，测得平衡时压强对数和的关系如图2所示。(压强的单位为MPa)
①___________(填“>”“<"或“=”)。
②温度为时，该反应的压强平衡常数___________。
Ⅱ．合成气制取甲醇。在时，体积为的恒容容器中充入物质的量之和为的和，反应达到平衡时的体积分数()与的关系如图3所示。
(3)当起始，经过达到平衡，内平均反应速率，则该条件CO的平衡转化率为___________；若其它条件不变，在下达到平衡时的体积分数可能是___________(填标号)。
A． B． C． D． E．
(4)当时，达到平衡状态后，的体积分数可能是图像中的___________点(选填“D”“E”或“F”)。
Ⅲ．电化学法制备甲醇的工作原理如图4所示：
(5)通入的一端发生的电极反应式为___________。
15．（2023·重庆·统考二模）氮的化合物应用广泛，但其对环境造成污染以及治理已成为科学家们的重要研究课题。
Ⅰ.笑气()是一种危险化学品，有关笑气反应的两个热化学方程式如下：
ⅰ.
ⅱ.
(1)写出NO与反应生成的热化学方程式_______。
(2)NO与生成的反应，分如下快慢两步进行：
快反应： ；慢反应： 。
①决定总反应速率的是_______(填“快反应”或“慢反应”)。
②当加入的NO和的物质的量不变，改变温度和压强，NO转化50%时(未达平衡)，所需的时间如右表所示。已知：NO和反应生成的速率方程为。k是速率常数，随温度升高而增大，K是快反应的平衡常数。
压强/(Pa)
温度/℃
时间/s
1
30
12.5
90
25.8
8
30
0.20
90
0.60
当压强不变，升高温度，总反应速率_______(填“加快”或“减慢”)，理由是_______。
Ⅱ.笑气可直接催化分解，该过程发生的反应如下：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(3)某模拟废气的直接催化分解(废气中含、、、)。
①℃时，将模拟废气(体积分数为35%)以5800的速度通过催化剂，测得N{O的转化率为45%，则平均反应速率v()为_______。欲提高的转化率，可采取的措施为适当升温、使用更高效的催化剂、增大催化剂表面积或厚度、_______。
②℃和p kPa时，在恒压密闭容器中进行实验。各组分的相关数据如右表，该温度下反应ⅰ压强平衡常数_______kPa(保留到小数点后1位)。
物质
NO
投料/mol
37
19
21
6.5
0
0
平衡/mol
51
21
20
2
4
Ⅲ.经测定某污水里含量为4.6%，科研人员研究发现可用图所示的装置处理污水中的原理是利用把还原成。
(4)阳极附近溶液中发生的离子方程式为_______。
(5)在实验室恰好完全处理3.0kg该污水，则理论上阴极区与阳极区溶液质量变化的差为_______g。
16．（2023·重庆九龙坡·统考二模）尿素是一种高效化肥，也是一种化工原料。
(1)尿素技术可用于汽车尾气的处理，该过程中会生成，反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
一定温度下，向恒容容器中投入足量和一定量的，当上述反应达到平衡时，测得、。则_______(用含p、q的代数式表示，下同)，反应Ⅰ的平衡常数为_______。
(2)工业上以和为原料合成尿素，图1是反应历程及能量变化，历程中的所有物质均为气态。
①该反应历程中，若，则_______。
②在℃和℃时，向恒容容器中投入等物质的量的和，发生以下反应：。平衡时与的关系如图2所示，p为物质的分压强(单位为kPa)。
若、。℃时，_______。若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时(温度不变)，的体积分数_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)某实验小组用水介质电池电解含有尿素的碱性废水，装置如图3(电极a为Zn，b、c、d均为惰性电极)。
装置Ⅰ中双极膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成，与b极室相连的交换膜为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)，装置Ⅱ阳极上的反应式为_______。
17．（2022·重庆·模拟预测）含氨污染物的有效去除和含碳资源的充分利用是重要研究课题。回答下列问题：
(1)利用工业尾气与反应制备新型硝化剂，过程中涉及以下反应：
I．
II．
III．
平衡常数K与温度T的函数关系为，，，其中x、y、z为常数，则反应I的活化能(正)______(逆)(填“>”或“<”)，的数值范围是______。(填标号)
A． B．~0 C．0~2 D．>2
(2)与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系有以下反应：
I．
II．
III． (只在高温下自发进行)
①在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的和通入重整反应器中，平衡时，、的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是______(填标号)。温度高于1300K后，曲线d超过曲线c的可能原因为__________________。
②在p MPa时，将和按物质的量之比为1∶1充入密闭容器中，分别在无催化剂和催化下反应相同时间，所得的转化率与温度的关系如图所示。a点转化率相等的原因是___________。
③设为相对压力平衡常数，用相对分压代替浓度即可得相对压力平衡常数的表达式[气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以标准压强]。某温度下反应Ⅲ的，向恒容密闭容器中按充入原料气，初始总压为150kPa，发生反应I、II、Ⅲ，体系达到平衡时的分压为b kPa，则的平衡转化率为______。(用含b的代数式表示)
18．（2022·重庆·统考二模）为实现“碳达峰”、“碳中和”目标，可将CO2催化加氢制甲醇。该反应体系中涉及以下两个主要反应：
反应I： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ/mol
反应II： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
(1)反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应热ΔH3=_______。
(2)在密闭容器中，上述反应混合体系建立平衡后，下列说法正确的是_______。
A．增大压强，CO的浓度一定保持不变
B．降低温度，反应II的逆反应速率增大，正反应速率减小
C．增大CH3OH的浓度，反应II的平衡向正反应方向移动
D．恒温恒容下充入氦气，反应I的平衡向正反应方向移动
(3)不同条件下，相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。
CH3OH的选择性= 100%
①由图可知，合成甲醇的适宜条件为_______ (填标号)
A．CZT催化剂 B．CZ(Zr-1)T 催化剂 C．230°C D．290 °C
②在230°C以上，升高温度，CO2的平衡转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是_______。
(4)恒温恒压密闭容器中，加入2molCO2和4molH2，发生反应I和反应II，反应达平衡时，CO2的转化率为50%，气体体积减小10%，则在达到平衡时， CH3OH的选择性=_______，反应II的平衡常数K=_______。
(5)利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，装置如图：
①铜电极上产生HCOOH的电极反应式为_______。
②若铜电极上只生成5.6gCO，则铜极区溶液质量变化了 _______g。
19．（2022·重庆·模拟预测）碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应：
Ⅰ：
Ⅱ：
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
物质
标准生成热
0.0
0.0
(1)反应Ⅰ的焓变_______，、分别表示该反应正、逆反应的活化能，则－_______0(填“>”或“<”或“=”)。
(2)若在绝热恒容容器中仅发生反应Ⅱ，则下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______。
A．容器内气体的压强不变 B．容器内温度不变
C．容器内气体的密度不再改变 D．容器内气体的平均相对分子质量不变
(3)已知反应Ⅱ的正反应速率，逆反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，(k表示或)与温度的关系如图所示，其中直线a、b分别表示、随温度的变化。升高温度，反应Ⅱ的平衡常数K_______(填“变大”或“变小”或“不变”)。
(4)在上图A点对应的温度下，向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，已知起始时容器内压强为80kPa，10分钟后体系达到平衡状态，容器内压强变为100kPa。
①平衡时CO的分压_______kPa，平衡时水蒸气的转化率为_______%。
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有_______、_______(写两种不同的方法)。
三、填空题
20．（2023·重庆·统考三模）乙烯的产量是一个国家石油化工水平的重要标志，研究制备乙烯的原理具有重要的意义，科学家研究出各种制备乙烯的方法。
I．由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备，原理如下：
直接脱氢：
氧化脱氢：
(1)已知键能，，生成1mol碳碳π键放出的能量为_______________kJ，从热力学角度比较直接脱氢和氧化脱氢，氧化脱氢法的优点为______________。
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的和，维持初始压强，，发生上述两个反应。2.5min时，，，则用的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为_______；反应一段时间后，和的消耗速率比小于2：1的原因为__________________。
II．利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯，发生如下反应：
①
②
保持压强为20kPa条件下，按起始投料，匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应①和②，测得不同温度下和的转化率如下图实线所示(图中虚线表示相同条件下平衡转化率随温度的变化)。
(3)表示转化率的曲线是_____________(填“m”或“n”)。
(4)随着温度的升高，m和n两条曲线都是先升高后降低，其原因是_______________。
(5)时，两种物质的转化率分别为0.75、0.5，反应①的平衡常数__________。
参考答案：
1．A
【详解】根据图示信息，可得已知反应：
可得目标方程式：，所以，故选A。
2．C
【详解】A．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了能量，A项正确；
B．过程Ⅱ涉及键和键的形成，均为非极性键，B项正确；
C．过程Ⅲ为1mol过氧化氢变成1mol氧气和1mol氢气，断开中键和键，形成中键和中键的过程中，吸收的能量为，放出的能量为，吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，C项错误；
D．总反应为变成和的过程，断开中的键，形成中键和中键的过程中，吸收的能量为，放出的能量为，故总反应的热化学方程式为，D项正确；
故选C。
3．A
【详解】△H=反应物总键能-生成物总键能，设O=O键键能为xkJ，，，因此的△H为，故选A。
4．A
【详解】由图可知，氨气分解生成氮气和氢气的反应为吸热反应，反应ΔH=+(500—308—100) kJ/mol=+92kJ/mol，故选A。
5．A
【分析】如图，转化为分为多步完成：①；②；③；④；⑤；⑥；
【详解】A．生成甲醇是通过多步反应进行，每步反应碳元素化合价均降低，发生还原反应，故A错误；
B．如图催化剂Cu(黑点)结合H原子，催化剂结合含碳微粒(、、、、)，故B正确；
C．步骤①，为化学键的形成；步骤②存在化学键断裂，所以该催化过程中既涉及化学键的形成，又涉及化学键的断裂，故C正确；
D．该催化过程中有生成，和H原子在催化作用下生成，所以有可能通过调控反应条件获得甲醛等有机物，故D正确；
故选A。
6．C
【详解】A．铜也具有焰色，与钠元素的焰色发生冲突，不能观察到钠元素的焰色，故A错误；
B．溶于水，不溶于水，分离溶液和用分液的方法，故B错误；
C．若与水反应放热，则因为瓶中气体膨胀，使得c的液面低于d的液面，所以该装置可以验证与水反应的热量变化，故C正确；
D．烧杯不能用于灼烧，应在坩埚中进行，故D错误；
故选C。
7．D
【详解】A．中心原子sp3杂化，配位原子数为4，孤电子对数为0，空间构型为正四面体，A项错误；
B．含离子键、共价键，B项错误；
C．上述反应化合价变化，N元素由-3→0，，N元素由+3→0，故既是氧化产物又是还原产物，C项错误；
D．可应用于解决冬季开采石油井下结蜡，故反应放热，，D项正确；
答案选D。
8．A
【详解】根据盖斯定律反应Ⅰ加反应Ⅱ得到，则表示S(s)的燃烧热的热化学方程式 ，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
9．C
【详解】A．由图示知，生成NH3的过程为：NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3，化合价由变化为+2、+1、0、-1、-2、-3，每步反应中N元素化合价均是降低被还原，A正确；
B．由图示知，NO和H2反应生成N2+H2O，故总反应方程式为2H2+2NO N2+2H2O，B正确；
C．=正反应活化能-逆反应活化能，根据表中可知正反应的活化能，逆反应活化能未知，无法计算反应的，故无法判断H2还原NO为N2和NH3的反应是否都为吸热反应，C错误；
D．由图示知，NO被氧化为N2的活化能明显大于氧化生成NH3活化能，故在该催化剂作用下，NO更容易被还原为NH3，D正确；
故选C。
10．B
【详解】A．尼龙是聚酰胺纤维(锦纶)，是有机合成高分子材料，A正确；
B．光伏发电是将太阳能转变为电能，B错误；
C．石墨烯为碳的同素异形体，是新型无机非金属材料，C正确；
D．在出火口格栅涂碱金属，可看到黄色火焰，利用的是焰色反应原理让火焰可视化，D正确；
故选B。
11．C
【详解】．根据图示可知：反应物的能量比生成物的能量高，因此苯与Br2生成溴苯的反应是放热反应，A错误；
B．根据图示可知，苯与Br2的反应生成了溴苯、 ， 不是邻二溴苯，B错误；
C．根据图示可知：第三步中取代反应的活化能低，生成物本身所具有的能量低，更稳定，故反应生成的有机产物中，取代产物溴苯所占比例更大，生成溴苯的反应是主要反应，C正确；
D．在上述转化中有非极性键碳碳键的断裂和极性键C-Br键的生成，D错误；
故合理选项是C。
12．B
【详解】由盖斯定律可知，反应①×2-②×2得到反应：2CH2=CH2(g)+O2(g)2 (g)，则其焓变为（-1323kJ /mol）×2-（-1218kJ /mol）×2=；
故选B。
13．A
【详解】CH3CH2OH(g)与H2O(g)作用生成CO(g)和H2(g)反应方程式Ⅲ为：CH3CH2OH(g)＋H2O(g)=2CO(g)＋4H2(g)；由盖斯定律可知，I-2×II=Ⅲ，则该反应的热化学方程式为：CH3CH2OH(g)＋H2O(g)=2CO(g)＋4H2(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2=(＋173.5 kJ·mol-1)-2×(-41.2 kJ·mol-1)=＋255.9 kJ·mol-1。
故选A。
14．(1)CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(E5-E1) NAeV/mol
(2) ＞ 0.01或0.01(MPa)2
(3) 50% C
(4)D
(5)CO+4e-+4H+=CH3OH
【详解】（1）由图示可知该反应为吸热反应，生成物总能量高于反应物的总能量，而图示中是单个CO2分子与CH4分子的反应历程，△H=(E生-E反)=NAeV/mol，所以热化学方程式为：CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(E5-E1) NAeV/mol，故答案为：CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(E5-E1) NAeV/mol；
（2）①由于反应吸热，温度越高，正向进行程度越大，p(H2)越大，所以T1＞T2，故答案为：＞；
②Kp=，温度为T1时，由b点可知，各气体分压为：p(CO)=p(H2)=1MPa，p(CO2)=p(CH4)=10MPa，p(CO2)=p(CH4)=10MPa，代入Kp表达式，可得Kp===0.01(MPa)2，故答案为：0.01或0.01(MPa)2；
（3）体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，起始=2，起始n(CO)=1mol，n(H2)=2mol，0～5min内平均反应速率(H2)=0.1mol•L-1•min-1，则n(H2)=0.1mol•L-1•min-1×5min×2L=1mol，根据方程式n(CO)=0.5mol，CO的平衡转化率=×100%=×100%=50%；在T1条件下，平衡时n(CO)=1mol-0.5mol=0.5mol，n(H2)=2mol-1mol=1mol，n(CH3OH)=0.5mol，平衡时CO的体积分数为=，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，说明平衡时CO的体积分数增大则＞，当生成物完成转化为生成物，则平衡时CO的体积分数为，但该反应是可逆反应，则在T2℃(T2＞T1)下达到平衡时CO的体积分数可能是～，故答案为：50%；C；
（4）当=2时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数最大，则当=3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图像中的D点，故答案为：D；
（5）该装置是原电池，根据总反应：CO+2H2=CH3OH可知，C元素的化合价降低，CO在正极得到电子，H元素的化合价升高，H2在负极失去电子，所以通入H2的一端是负极；通入CO的一端为正极，CO在酸性溶液中得到电子转变为CH3OH，电极反应式为：CO+4e-+4H+=CH3OH，故答案为：CO+4e-+4H+=CH3OH。
15．(1)
(2) 慢反应 减慢 因为快反应为放热反应，温度升高，k变大，K减小，k增大对速率增大的影响小于K减小对速率降低的影响
(3) 913.5 减慢气体流速或适当减压 130.1p
(4)
(5)128
【详解】（1）利用ii×2-i可得：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g), ΔH=-114kJ/mol。
（2）分布反应中的慢反应的速率决定了总反应的速率；压强不变时，升高温度，总反应速率减慢，因为快反应是放热反应，温度升高，k变大，K减小，k增大对速率增大的影响小于K减小对速率降低的影响，故反应速率慢。
（3）N2O的平均反应速率为：5800m3⋅h−1×45%×35% = 913.5m3⋅h−1；欲提高N2O的转化率，还可以采取减慢气体流速或适当减压的方法；由反应前后N原子守恒，37mol×2+19mol×2=2n+51mol×2+2mol+4mol，解之n=2mol。则反应后的气体总物质的量为2mol+51mol+21mol+2mol+4mol=100mol。故各气体的分压为P一氧化二氮=0.02p，P氮气=0.51p，P氧气=0.2p，则平衡常数
（4）在阳极区，亚硝酸根离子和亚铁离子反应生成铁离子、氮气和水，其离子方程式为
（5）实验室完全处理3.0kg该污水，即消耗。根据离子方程式可知数量关系：。
由可知，该装置转移的电子为12mol。阳极区溶液中共生成6mol ，其中有4mol 转移到阴极区，阳极区放出1mol ，阴极区放出6mol 。故阳极区溶液质量变化为：56×2-28=84g，阴极区溶液质量变化为：56×4-12=212g，故理论上阴极区与阳极区溶液质量变化的差为212-84=128g。
16．(1) p-2q p (p-2q)
(2) 66.5 1000 变大
(3) 阳离子
【详解】（1）,
，则c(HNCO)=（p-2q）mol/L，则反应I的平衡常数K=c ( NH3) ×c ( HNCO ) =p (p-2q) ( mol/L )2。
（2）从图分析，过渡态3的相对能量为241-87=154kJ/mol，则ΔE1=154-87.5=66.5kJ/mol。从图分析，HNCO(g)+NH3(g)⇌CO(NH2)2(g)
为放热反应，升温，平衡逆向移动，则右侧的线为
T1℃的，取A点数值，kPa−1，若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时(温度不变)，相当于加压，平衡正向移动，则CO(NH2)2的体积分数变大。
（3）从图分析，c电极产生氮气，为阳极反应，d上产生氢气，为阴极反应，则a为负极，锌失去电子，结合氢氧根离子，故该交换膜为阴离子交换膜，b为正极，与b极室相连的交换膜为阳离子交换膜，装置Ⅱ阳极上的反应式为。
17．(1) < C
(2) a 曲线c和d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致的转化率大于的转化率 催化剂失去活性 或
【详解】（1）根据，平衡常数K与温度T成反比，即温度升高，平衡常数减小，则该反应为放热反应，，则，同理可知反应Ⅱ和反应Ⅲ均为放热反应，即，，根据盖斯定律反应Ⅰ=反应Ⅲ×2-反应Ⅱ，则，，故填<、C；
（2）①物质的量分数均随温度的升高而减小，低温时，反应Ⅲ不发生，只发生反应Ⅰ和Ⅱ，所以的物质的量分数小于的物质的量分数，平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是a；曲线c和d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致的转化率大于的转化率，故填a、曲线c和d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致的转化率大于的转化率；
②a点时与无催化剂的转化率相同，说明催化剂已无催化活性，其可能原因为催化剂失去活性，故填催化剂失去活性；
③由反应Ⅲ，，某温度下反应Ⅲ的，平衡时的分压为b kPa，则平衡时，根据阿伏伽德罗定律推论，恒温恒容时气体的压强之比等于物质的量之比，按投料比，初始总压为150kPa，则起始时，已转化的，则甲烷的平衡转化率为或，故填或。
18．(1)-90kJ/mol
(2)C
(3) BC 230°C以上，温度升高，反应I的平衡向逆反应方向移动，反应II的平衡向正反应方向移动，但温度对反应II的平衡影响更大
(4) 30%
(5) CO2+2e- +2H+ =HCOOH 3.6
【详解】（1）；
（2）A．增大压强，反应II平衡不移动，反应I平衡正向移动导致二氧化碳浓度增大，从而使反应II平衡正向移动，一氧化碳浓度增大，A错误；
B．降低温度，反应II的正、逆反应速率均减小，B错误；
C．增大甲醇浓度，使反应I逆向移动，二氧化碳浓度增大，反应II正向移动，C正确；
D．恒温恒容下通入氦气，对于反应I来说各物质浓均不变，平衡不移动，D错误；
故选C。
（3）由图可知在相同温度下CZ(Zr-I)T催化剂对甲醇的选择性更高，温度为230oC时甲醇的产率最高，故合成甲醇的适宜条件选BC；
在230°C以上，升高温度，反应I为放热反应，平衡逆向移动，甲醇的产率降低；反应II为吸热反应，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大；升高温度对反应II的影响更大，导致CO2的平衡转化率增大，甲醇的产率降低；
（4）设反应I中二氧化碳转化了xmol，反应II中二氧化碳转化了ymol，可列出三段式：
反应达平衡时，CO2的转化率为50%，即x+y=1，气体体积减小10%，即平衡时气体的物质的量比原来少了10%，即，解得x=0.3，y=0.7，在达到平衡时， CH3OH的选择性：； 平衡时反应II中各物质的物质的量为：
，
设容器的体积为VL，平衡常数。
（5）该装置为电解池，Pt为阳极，Cu为阴极。铜电极上为二氧化碳得电子被还原，制备甲酸的电极反应式为：；铜电极上只生成5.6gCO时，电极反应为，即CO2变成CO，溶液增加质量为氧原子质量。生成5.6gCO时，增加氧原子质量为：，该电解池装置用了阳离子交换膜，同时会有氢离子迁移到铜极区，增加的氢离子质量为：，共增重3.6g。
19．(1) +131.3 >
(2)AB
(3)变小
(4) 8 40 增大容器体积 及时分离出或
【详解】（1）=+131.3；、分别表示该反应正、逆反应的活化能，该反应为吸热反应，＞，则－＞0；
（2）Ⅱ：
A.该反应中气体体积不变，气体总物质的量为定值，且在绝热条件下，结合PV=nRT可知，混合气体的压强为变量，当混合气体的压强不变，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A正确；
B.在绝热容器内，容器内温度为变量，当容器内温度不变时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，B正确
C.混合气体的质量为定变量、容器容积不变，则混合气体的密度为定量，当混合气体的密度不变时，不能表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，C错误；
D.混合气体的质量为定量，混合气体的物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量为定量，当混合气体的平均分子质量不变时，不能表明达到平衡状态，D错误；
故选AB；
（3）直线a、b分别表示、随温度的变化，随着温度的降低增大，正逆反应速率均减小，则降低相同温度时lg减小更快，降低温度平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡常数K变小；
（4）①，，则有x-y+80-x-y+y++x+y=100，解得x=20 kPa，A点时=，=，，由以上可知，(20-y)·(60-y)=(y)·(20+y)解得y=12 kPa，平衡时CO的分压20 kPa -12 kPa =8kPa，平衡时水蒸气的转化率为；
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有1.增大容器体积， 2. 及时分离出或，促进平衡正向移动。
20．(1) 267.3 氧化脱氢反应的且，故不需要太高温度就可以发生(因为不需要高温，所以不存在有机物碳化或者催化剂失活的情况)。
(2) 0.8 生成的氢气与氧气反应生成了水蒸气
(3)n
(4)开始阶段未达到平衡，所以温度高速率快，两种气体的转化率都增大，但是随着温度升高，后面达到了平衡，温度升高平衡逆向移动，故转化率下降(当温度高于时反应①生成的乙烯和氢气反应生成了乙烷，所以两者的转化率是相同的)
(5)0.2
【详解】（1）由焓变计算可得，解得；
氧化脱氢反应的且，故不需要太高温度就可以发生，因为不需要高温，所以不存在有机物碳化或者催化剂失活的情况，所以答案为：氧化脱氢反应的且，故不需要太高温度就可以发生。
（2）由PV=nRT可知，恒容密闭容器中，P与n成正比，根据反应数据可得消耗了1kPa，需要消耗2 kPa的，一共消耗了4 kPa，所以直接脱氢反应消耗了2 kPa，则生成的为2 kPa，则用的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为0.8；
直接脱氢反应生成的氢气与氧气反应生成了水蒸气，使得整体反应消耗的变多，所以反应一段时间后，和的消耗速率比小于2：1。
（3）因为起始投料为，若只发生反应①， H2与的消耗量相同，则转化率大于的转化率；若只发生反应②， H2与的消耗量之比为2:1，则转化率等于的转化率，所以当两个反应同时发生时，转化率大于的转化率，故表示转化率的曲线是n
（4）开始阶段未达到平衡，所以温度高速率快，两种气体的转化率都增大，但是随着温度升高，后面达到了平衡，温度升高平衡逆向移动，故转化率下降(当温度高于时反应①生成的乙烯和氢气反应生成了乙烷，所以两者的转化率是相同的)
（5）根据数据列出三段法
根据转化率可列方程组求得，再根据三段法可得
平衡时P()=，同理可得P()=10kPa，P()=5kPa，则
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