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安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-13化学反应的热效应（1）
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这是一份安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-13化学反应的热效应（1），共42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。
安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-13化学反应的热效应（1）
一、单选题
1．（2023·安徽蚌埠·统考三模）1889 年，Arrhenius提出了反应速率常数k随温度的变化关系lnk=(R，C均为常数)。已知2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ，经历反应1和反应2两步：
反应1：2NO(g) N2O2(g) ΔH1= -46.3 kJ· mol-1
反应2：N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2= -65. 7 kJ·mol-1
两步反应的活化能Ea1 < Ea2。某课题组通过实验绘制出两步反应lnK、lnk随 的变化曲线如图所示(K表示平衡常数) ，下列说法中不正确的是
A．2molNO与1molO2充分反应，放出热量小于112kJ
B．曲线③表示的是k2随的变化关系
C．温度越高，单位时间内NO的转化率可能越低
D．相同条件下，O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著
2．（2023·安徽蚌埠·统考二模）已知复杂反应的速率由反应历程中活化能最大的一步基元反应决定。卤代烃的取代反应有以下两种反应历程，其反应过程中的能量变化如图所示：
下列说法中错误的是
A．卤代烃的取代为放热反应
B．SN1 反应速率与c(Nu:－)和c(R3CX)相关
C．SN2反应速率与c(RX)和c(Nu:－)相关
D．SN1机理为两步反应，SN2机理为一步反应
3．（2022·安徽铜陵·统考二模）已知：
其他数据如下表：
化学键
C=O
O=O
C-H
O-H
C=C
键能/()
798
x
413
463
615
下列说法正确的是
A．乙烯的燃烧热为
B．
C．
D．当生成4molO-H键时，该反应放出热量一定为akJ
4．（2022·安徽铜陵·统考二模）甲酸(HCOOH)在催化剂表面分解的微观历程与能量变化关系如图所示：
下列说法正确的是
A．甲酸分解过程吸收能量
B．甲酸分解速率由步骤Ⅳ→Ⅴ决定
C．反应过程存在非极性键的断裂和生成
D．使用高效催化剂可使步骤Ⅰ和Ⅴ之间差值增大
5．（2022·安徽铜陵·统考二模）如图表示甲、乙、丙三个过程的能量变化(其中、、HI均为气态)。下列有关说法正确的是
A．分子形成2H放出436kJ的能量
B．反应
C．由上图所给数据，无法计算出图中的“？”
D．分子的化学性质比I原子的活泼
二、原理综合题
6．（2023·安徽蚌埠·统考模拟预测）为加快实现“双碳”目标，有效应对全球气候变化、构建低碳社会，CO2资源化利用受到越来越多的关注。
I．利用CO2与CH4制备合成气CO、H2的反应历程如下：
第一步：CH4(g)+CO2(g)→C(ads)+2H2(g)+CO2(g) ΔH1=E1kJ·mol-1；
第二步：C(ads)+2H2(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g) ΔH2=E2kJ·mol-1；
说明：ads为吸附型催化剂。
(1)制备合成气总反应的反应热ΔH=___________kJ·mol-1；
(2)一定条件下ads对CO2也有吸附作用。结合下图分析ads吸附CO2的适宜条件是_______。
(3)由甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6+H2.在不同反应物浓度时，该反应的反应速率如下表所示：
实验编号
1
2
3
4
c(CH4)/(mol·L-1)
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
/(mol·L-1·min-1)
0.0076
0.0153
0.0227
0.0306
①该反应的速率方程为：=___________mol·L-1·min-1[用含c(CH4)的代数式表示]。
②若开始时该反应速率为1mol·L-1·min-1，α表示任一时刻甲烷的转化率，则该反应的速率方程为：=___________mol·L-1·min-1(用含1和α的代数式表示)。
③实验测得甲烷浓度由0.400mol·L-1变化到0.200mol·L-1需9.2min，则甲烷浓度由0.200mol·L-1变化到0.100mol·L-1所需时间___________9.2min。(填“>”、“<”或“=”)
Ⅱ．CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应：
反应1：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)
反应2：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
(4)已知温度为T时，向0.5L恒容密闭容器中充入2molCO2和6molH2，一段时间后达到平衡，测得体系中生成2.5molH2O，压强变为原来的75%，反应1的平衡常数K=___________(用分数表示)，CH4选择性=___________(CH4选择性=，保留三位有效数字)。
7．（2023·安徽宣城·统考一模）氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究发现2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的机理如下：
①2NO(g)N2O2(g) ΔH1＜0 快速平衡
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2＜0 慢反应
其速率方程分别表达为：v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c(N2O2)；v2正=k2正c(N2O2)•c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)。
回答下列问题：
(1)下列能量变化示意图中最符合上述反应过程的是_____。
A． B．
C． D．
(2)经过推导发现2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率方程为v正=k正c2(NO)•c(O2)，则k正=_____(用k1正、k1逆和k2正表示)。
(3)在其他条件相同时，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)(g)测得实验数据如表：
压强/(×105Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5760
实验表明温度由30℃升高到90℃，该反应速率_____(填“增大”、“减小”或“不变”)，结合反应历程，解释原因：_____。
(4)某温度下，在密闭容器中充入6molNO和3molO2，发生如下反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)测得初始压强为9p0，达平衡后压强为4.1p0，推测同时发生了NO2的二聚。
①若平衡时，NO2的压强为2p0，则平衡时p(O2)=_____，N2O4(g)2NO2(g)的Kp=_____(用含p0的最简分数表示)
②单独研究：N2O4(g)2NO2(g)，一定温度下在刚性容器中发生反应。
起始
N2O4体积分数
N2O4转化率
2molN2O4
x1
α1
4molN2O4
x2
α2
则x1_____x2(填“＞”、“=”或“＜”，下同)，α1_____α2。
8．（2023·安徽淮南·统考二模）丙烯是最重要的基础化工原料之一，丙烯广泛用于合成聚丙烯、丙烯醛、丙烯酸等工业领域。回答下列问题：
(1)利用以下键能数据，计算丙烷直接催化脱氢制备丙烯的反应：CH3CH2CH3(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=______kJ/mol。
化学键
C－C
C－H
C=C
H－H
键能(kJ/mol)
347.7
413.4
615
436
(2)T1℃时，将lmolCH3CH2CH3(g)充入某刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生直接脱氢反应，压强随时间的变化关系如图所示：
①计算0~60min之间，H2分压的平均变化率为______kPa/min。
②T1℃时，该反应的平衡常数Kp=______kPa(分压=总压×物质的量分数)
(3)CO2是一种温和的氧化剂。研究发现CO2氧化丙烷脱氢的反应机理有两种：
①“一步法”：CO2与C3H8催化作用下反应机理如图所示：
写出CO2与C3H8反应的总化学方程式______。
②“二步法”：丙烷分子先脱氢生成丙烯和氢气，再发生CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol。
③研究直接催化脱氢与在0.1MPa， =5：1的条件“一步法”、“两步法”三种机理在不同温度下丙烷的平衡转化率如图所示：
图中表示催化脱氢的曲线是______，“两步法”中CO2的引入对丙烷转化率的影响及原因是______；有人提出加入适量氧气，氯化丙烷脱氢制丙烯，从产率角度分析，通入氧气作为氧化剂的方法的缺点是______。
9．（2023·安徽马鞍山·统考一模）氮氧化物(NOx )是大气污染物的主要成分，对人体健康和环境危害极大。利用H2催化消除NO，生成N2及副产物N2O的热化学方程式如下：
I： 2NO(g)+4H2 (g)+O2(g) N2 (g)+4H2O(g) ΔH1=- 574 kJ· mol-1
II： 2NO(g)+3H2(g) +O2(g)N2O(g)+3H2O(g) ΔH2=-412 kJ ·mol-1
回答下列问题：
(1)写出H2与N2O反应生成两种无毒物质的热化学方程式_______。
(2)催化剂a (Pt/TiO2 )和催化剂b (Pt/TiO2-M)在不同温度下催化效果如图所示，选用催化剂______(填“a”或“b”)的效果更好，理由是_______。
(3)TiO2的晶胞如图所示，Ti4+在晶胞中配位数为_______；晶胞的密度为_______g/cm3 (列出计算表达式即可)。
(4)在VL恒容密闭容器中充入lmolNO、2molH2、1molO2，此时起始压强为P0，反应达到平衡时，测得容器内N2O、H2O的物质的量分别为0.1mol、1.5mol。 (N2的选择性=)
则NO的平衡效转化率=_______ ； N2的选择性=_______；反应II的平衡常数Kp_______。
10．（2023·安徽蚌埠·统考三模）能源的合理开发和利用，低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023 年2月21日，中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖，以表彰他在全球生态保护中做出的贡献
(1)在298K、100kPa时，已知：
C(s，石墨) +O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1
2C2H2(g) +5O2 (g)= 4CO2(g) +2H2O(1) ΔH3= -2599.0 kJ·mol-1
在298K时由C(s，石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g) 的热化学方程式为___________________。
(2)在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ· mol-1
副反应：CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·mol -1
工业合成甲烷通常控制温度为500°C左右，其主要原因为_____________________________。
(3)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g) ，保持总压为100kPa发生反应：
CH4(g) +4NO(g) 2N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) ΔH <0。
当=1时，NO的平衡转化率~；T2时NO平衡转化率~的关系如图
①能表示此反应已经达到平衡的是______________________。
A．气体总体积保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C． 不再变化
②表示T2时NO平衡转化率~的关系是___________(填“I”或“II”)，T1_________________T2(填“>”或“<”)。
③在=1、T2时，CH4的平衡分压为____ 。已知：该反应的标准平衡常数 ，其中=100 kPa，p(CH4)、p(NO)、p(CO)2、 p(N2)和p( H2O)为各组分的平衡分压，则该温度下 =_________________。(分压=总压 ×物质的量分数。计算结果用分数表示)。
11．（2023·安徽黄山·统考二模）氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物，易分解。
已知：
Ⅰ.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH1= -92 kJ·mol-1
Ⅱ. C(s)+O2(g)⇌CO2(g) ΔH2= - 394 kJ·mo1-1
Ⅲ. N2(g)+ 3H2(g)+C(s)+O2(g)⇌H2NCOONH4(s) ΔH3= - 646 kJ·mol-1
Ⅳ.H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+ CO2(g) ΔH4
回答下列问题：
(1)NH3的空间构型为___________。NH3的键角大于PH3， 分析原因：___________。
(2)ΔH4=___________。 T℃下在某密闭容器中加入H2NCOONH4(s)，假设只发生反应Ⅳ，达平衡时测得NH3的浓度为c1；保持温度不变，加压(缩小容器的体积)，测得新的平衡条件下NH3的浓度为c2，则c1___________c 2(填“>” “<”或“=”)。反应Ⅳ在___________ (填“高温” “低温”或“任意温度”)条件下能够自发进行。
(3)某温度下在一刚性的密闭容器中，充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ，起始压强为1MPa， 10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则10min内v(N2)=___________MPa/min。此时平衡常数Kp=___________。对于该条件下的反应，下列说法错误的是___________。
A．当N2的体积分数不变时，说明反应已经达到化学平衡状态
B．温度升高化学反应速率加快，化学平衡常数增大
C．其他条件不变时，若适当增加N2的用量，可以提高H2的平衡转化率
D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但ΔH1不变
(4)在一定的条件 下，将AmolN2和BmolH2充入某体积固定的密闭容器中合成NH3，在不同的催化剂(甲或乙)下发生反应，反应相同时间后H2的转化率与温度的关系如图：
某学习小组的同学通过讨论得出结论： 200°C时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H2的平衡转化率。判断依据是：___________。
12．（2023·安徽宣城·统考二模）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和，因此CO2的综合利用是研究热点之一。
(1)以CO2为原料可制取甲醇。
已知：
①H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1
②CH3OH(l)⇌CH3OH(g) ΔH=+38kJ·mol-1
③H2O(l)⇌H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1
则反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(l)+H2O(g)的ΔH1=_______kJ·mol-1。
(2)利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下：
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(l)+H2O(g) ΔH1
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O ΔH2=+41kJ·mol-1
一定条件下向某刚性容器中充入物质的量之比为1：3的CO2和H2发生上述反应，在不同催化剂(catl，cat2)下经相同反应时间，CO2转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择=×100%]随温度变化如图甲所示：
①由图可知，催化效果catl_______cat2(填“>”“＜”或“=”)。
②在210℃-270℃间，CH3OH的选择性随温度的升高而下降，可能原因为_______。
③某条件下，达到平衡时CO2的转化率为15%，CH3OH的选择性为80%，则H2的平衡转化率为_______；反应II的平衡常数Kp=_______(列出算式即可)。
(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯，过程中发生如下反应：3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)。该反应的实验数据遵循Arhenius经验公式，如图乙中曲线a所示，已知Arthenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能，假设受温度影响忽略不计，k为速率常数，R和C为常数)，则反应的活化能_______kJ·mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图乙中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是_______；此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大的_______(填“越多”或“越少”)。
13．（2023·安徽安庆·统考二模）低碳烯烃是最重要和最基本的有机化工原料，利用合成气间接或直接制取低碳烯烃是极具开发前景的合成气制烯烃技术。回答下列问题：
(1)乙烯(C2H4)分子中σ键和键数目之比___________。
(2)已知下列反应的热化学方程式：
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH1=-116kJ/mol
②CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(l) ΔH2=-206kJ/mol
③2CH3OH(l)C2H4(g)+2H2O(l) ΔH3=-35kJ/mol
计算④2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(l)的ΔH=___________
(3)目前较普遍采用的合成气间接制低碳烯烃过程可简化为反应①②③，另一种方法是费托合成直接制烯烃即反应④，相比费托合成反应，合成气间接制低碳烯烃方法的优点是___________，缺点是___________。
(4)我国科学家发明的Fe基费托合成催化剂Fe@Si/S-34能抑制水煤气变换反应，具有更高的低碳烯烃选择性，使费托合成直接制烯烃具有很大开发前景。其中Fe基催化剂以铁的氧化物为主，其晶胞如下图所示：Fe在晶胞中的配位数是___________，该晶胞的化学式为___________。
(5)在温度260°C，压强2MPa反应条件下，将n(H2)：n(CO)：n(N2)=2：1：1的混合气体进行反应2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)，平衡时CO的转化率为30%，该温度下反应的平衡常数Kp=___________(MPa)-3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(6)经研究反应④过程有副产物CO2、CH4、C2H6等生成。CO转化率以及产物选择性随温度的变化如下图所示。
该条件下生成乙烯最适宜的温度是___________。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________。
14．（2023·安徽蚌埠·统考二模）CH4和CO2两种引发温室效应气体可以转化为合成气(H2和CO)进而可以解决能源问题：
(1)甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为
2H2(g) + CO(g)= CH3OH(1) ΔH1= -116kJ ·mol-1
已知：CO(g) +O2(g) =CO2(g) ΔH2= -283 kJ ·mol-1
H2(g) +O2(g) =H2O(g) ΔH3= -242 kJ ·mol-1
H2O(g) =H2O(1) ΔH4= -44 kJ ·mol-1
表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________。
(2)CH4制备合成气反应CH4(g) +H2O(g)CO(g) + 3H2(g)通过计算机模拟实验。在400 ~ 1200°C，操作压强为3. 0MPa条件下，不同水碳比(1 ~10)进行了热力学计算，反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。
据模拟实验可知，该反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。平衡温度为750°C ，水碳比为5时， H2的物质的量分数为0.3，则CH4的转化率为_______，用各物质的平衡分压计算Kp=_______ MPa2。 (分压=总压 ×物质的量分数，结果保留2位小数)
(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯，过程中发生如下反应：
3CH3OH(g)C3H6(g) + 3H2O(g)。
该反应VanˊtHoff方程的实验数据如图中曲线a所示，已知VanˊtHoff方程为+C(ΔH为该反应的焓变，假设受温度影响忽略不计，K为平衡常数，R和C为常数) ，则该反应的焓变ΔH =________kJ·mol-1。对于另一反应实验数据如图中的曲线b所示，若该反应焓变为ΔH '，则△H_________ΔH ' (填“>”“<”或“=”)；此公式说明对于某个反应，当升高相同温度时，其ΔH 的数值越大，平常数的变化值就______( 填“越多”或“越少”)。
15．（2023·安徽·统考一模）异丁烯是一种重要的化工原料，主要用于制备甲基叔丁基醚、丁基橡胶、甲基丙烯腈等。将异丁烷脱氢制备异丁烯，可提高异丁烷的附加值，具有良好的经济与社会效益。回答下列问题。
(1)利用下列键能数据，计算下列异丁烷直接脱氢生成异丁烯反应：
的_______。
化学键
键能/
347.7
615
413.4
436
462.8
497.3
(2)在压强下，异丁烷的平衡转化率随温度的变化结果如下图所示。
该反应的平衡常数随温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。计算时的平衡常数，_______(结果保留一位小数)。
(3)在温度、压强下，初始反应气体组成(异丁烷)或(异丁烷)与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如下图所示。
其中(异丁烷)为曲线_______，判断依据是_______。
(4)有人提出加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，写出该反应的热化学方程式_______。并比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯，从产率角度分析该方法的优缺点_______。
16．（2023·安徽淮北·统考一模）化石燃料燃烧排放的氮氧化物()需要加以处理，以氨气为还原剂的(选择性催化还原)技术主要是通过向烟道内喷入还原剂，然后在催化剂的作用下将烟气中的，还原成清洁的和。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
① (标准反应)
②(慢速反应)
③(快速反应)
④(副反应)
计算反应③的__________。
(2)下列关于反应②和反应③反应过程能量变化示意图正确的是__________。
(3)若烟气中水含量过高会对反应产生影响：ⅰ．从平衡角度分析水含量高的影响：__________；ⅱ．相同时间内水对反应①和反应③的影响如图所示。水的存在__________(选填“加快”“减慢”)了反应，可能的原因是：__________。
(4)在温度、压强条件下的恒容容器中模拟实验，原料气、、比例为1∶1∶2，主要发生反应③，平衡时压强为，脱氮率为__________，平衡常数__________(保留三位有效数字)。()
17．（2023·安徽合肥·统考一模）空间站还原转化系统能把呼出的捕集、分离并与空间站电解水系统产生的进行加氢处理，从而实现空间站内物料的循环利用。
(1)一种借助光将转化为的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式是_______；图中所示的各物质中，含有极性共价键的非极性分子是_______(填化学式)。
(2)一定条件下，和还可发生如下两个平行反应：
i.
ii.
①已知相关键能数据如下表：
化学键
键能/
436
464
803
1072
则反应i的_______。
②为了提高的产率，理论上应采用的措施是_______(填标号)。
A．低温低压 B．高温低压 C．高温高压 D．低温高压
③保持温度，压强，按投料比向密闭容器中充入和，反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示(已知选择性：转化的中生成的百分比)。
催化剂
转化率
选择性
cat.1
21.9%
67.3%
cat.2
36.1%
100.0%
上述条件下，使用cat.2作催化剂，下列说法能判断反应ii达到平衡状态的是_______(填标号)。
A．气体压强不再变化 B．气体平均相对分子质量不再变化
C．和的物质的量之比为 D．和的物质的量之比不再变化
(3)一定条件下，向恒容密闭容器中充入和，只发生上述反应ii，达平衡时，的转化率为80%，则该温度下的平衡常数_______(保留两位小数)。
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应i，在进气比不同、温度不同时，测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度_______(填“＜”，“>”，或“=”)，其原因是_______。
18．（2023·安徽黄山·统考一模）煤的间接液化是先把煤转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等
(1)已知反应：①
②
③
则反应③的_______。
(2)在时，向体积为的一个刚性容器中加入一定量的和，只发生下列反应：、，达平衡时测得，则平衡时_______(用含a、b、c的代数式表示)。
(3)已知：在一定条件下可发生反应：
①下列说法正确的是_______。
A．使用高效催化剂可以加快化学反应速率，提高和的平衡转化率
B．时说明反应已经达到化学平衡状态
C．升高温度，化学反应速率加快，说明该反应的正反应是吸热反应
D．恒温恒容下，向平衡体系中再充入适量的，平衡正向移动，平衡常数不变
E.恒温恒容下，再加入氨气压强增大可以提高和的平衡转化率
②已知：催化剂并不是所有部位都有催化作用，真正起催化作用的那些部位称为活性点位，也称活性中心。恒温恒容条件下发生反应，若不变时，过多，反应速率减慢，可能的原因是_______。
③若一定温度范围内该反应的化学平衡常数为K，与(温度的倒数)的关系如图所示：则_______0(填“大于”或“小于”)
④时，在体积为的刚性容器充入和合成甲醇，假设只发生反应：，5分钟末达到平衡，测得的体积分数为，求5分钟内的平均反应速率_______，的平衡转化率为_______。
⑤的沸点由高到低的顺序是_______，原因是_______。
19．（2022·安徽池州·统考模拟预测）已知：4HBr(g)+O2(g)⇌2H2O(g)+2Br2(g)ΔH。v正=k正ca(HBr)·cb(O2)，v逆=k逆cc<(H2O)·cd(Br2)(v正为正反应速率，v逆为逆反应速率，k正为正反应速率常数，k逆是逆反应速率常数，只与温度和催化剂有关，与浓度和接触面积无关；a、b、c、d是反应级数，可取整数和分数)。
(1)已知几种共价键键能数据如下所示：
共价键
H-Br
O=O
H-O
Br-Br
键能(kJ·mol-1)
363
498
467
193
上述反应中，ΔH=_______kJ·mol-1。
(2)下列关于k正和k逆的说法正确的是_______(填字母)。
A．增大压强，k正增大，k逆减小 B．升高温度，k正和k逆都增大
C．加入催化剂，k正和k逆都增大 D．增大接触面积，k正和k逆都减小
(3)为了测定反应级数，设计实验，测定结果如表所示：
实验序号
c(HBr)/mol·L-1
c(O2)/mol·L-1
正反应速率
1
0.1
0.1
v
2
0.1
0.2
2v
3
0.2
0.4
8v
4
0.4
x
32v
①x=_______，a=_______，b=_______。
②有人提出如下反应历程：
(I)HBr+O2→HO-OBr(慢反应)
(II)HO-OBr+HBr→H2O+BrOBr(较快反应)
(III)BrOBr+HBr→BrOH+Br2(快反应)
(IV)BrOH+HBr→Br2+H2O(快反应)
活化能最大的反应是_______(填代号)。
(4)在密闭容器中充入HBr和O2，发生上述反应，在相同时间里，测得HBr的转化率与温度、压强的关系如图。随着温度升高，三种不同压强下HBr的转化率趋向相等，其原因是_______。
(5)在一定温度下，向恒容密闭容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g)，测得起始的压强为10akPa，发生上述反应达到平衡时气体压强为起始压强的。该温度下，平衡常数Kp=_______(kPa)-1(用含a的代数式表示)。
(6)常温下，如果将上述反应设计成酸性燃料电池，负极反应式为_______。
三、填空题
20．（2023·安徽马鞍山·统考二模）我国力争2030年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ． CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH，该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面，H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上，TS表示过渡态)：
(1)决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为___________。
(2)下列说法正确的有___________。
a．增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率
b． CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高
c．催化效果更好的是催化剂2
d．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
Ⅱ． CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇，该过程存在副反应ii。
反应i： CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1
反应ii： CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2
(3)有关物质能量变化如图所示，稳定单质的焓(H)为0，则ΔH2=___________ kJ·mol-1
(4)恒温恒容条件下，仅发生反应ii，反应达到平衡的标志是___________。
a． CO的分压不再发生变化
b．气体平均相对分子质量不再发生变化
c． 气体密度不再发生变化
d． 比值不再发生变化
(5)在5.0MPa，将n(CO2) ： n(H2)=5 ： 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是___________ (填“a”或“b”)。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是___________。
③250℃时反应i： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=___________(MPa)-2(用最简分数表示)。
参考答案：
1．B
【分析】反应1、2均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故①②为lnK曲线；升高温度，反应速率增大，lnk变大，故③④为lnk曲线；lnk=，两步反应的活化能Ea1 < Ea2，则反应2斜率更大，故④为k2随的变化关系；
【详解】A．反应1：2NO(g) N2O2(g) ΔH1= -46.3 kJ· mol-1
反应2：N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2= -65.7 kJ·mol-1
由盖斯定律可知，反应1+2得：2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ΔH2=-112kJ·mol-1，反应可逆反应，故2molNO与1molO2充分反应，放出热量小于112kJ，故A正确；
B．由分析可知，曲线④表示的是k2随的变化关系，故B错误；
C．反应为放热反应，温度越高，平衡逆向移动，则单位时间内NO的转化率可能越低，故C正确；
D．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；两步反应的活化能Ea1 < Ea2，相同条件下，O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著，故D正确；
故选B。
2．B
【详解】A．卤代烃的取代反应中生成物能量低于反应物，该反应为放热反应，A项正确；
B．SN1为单分子亲核取代反应，反应物先解离为碳正离子与带负电荷的离去基团，这个过程的活化能大，决定反应速率，所以SN1反应速率只和c(R3CX)相关，B项错误；
C．SN2反应为双分子亲核取代反应，只有一个阶段，其反应速率与c(RX)和c(Nu:－)相关，C项正确；
D．SN1反应是两步反应，第一步是反应物在溶剂中离解成为碳正离子和由离去基团形成的负离子（慢反应），第二步是碳正离子与X－结合（快反应）。SN2反应中R-X的断裂与新的R-Nu键的形成是同时的，为一步反应，D项正确。
答案选B。
3．B
【详解】A．表示燃烧热时，水应为液态，A项错误；
B．根据等于反应物键能总和减生成物键能总和：，可得出，B项正确；
C．生成，，C项错误；
D．生成4molO-H键，即生成，水的状态不能确定，D项错误；
故选B。
4．B
【详解】A．由图知甲酸分解为放热，A项错误；
B．步骤Ⅳ→Ⅴ活化能大，反应速率慢，故甲酸分解速率由步骤Ⅳ→Ⅴ决定，B项正确；
C．反应过程无非极性键的断裂，C项错误；
D．催化剂不能改变反应的，D项错误；
故选B。
5．C
【详解】A．分子形成2molH吸收436kJ的能量，A项错误；
B．HI为气态，反应 ，B项错误；
C．图中没有提供断裂H—I所需的能量，无法计算乙过程的能量变化，C项正确；
D．分子的能量比I原子低，所以分子的化学性质比I原子差，D项错误；
故选C。
6．(1)E1+E2
(2)25℃，10mL·min-1(或低温，低流速)
(3) 0.076c(CH4) (1-a) =
(4) 66.7%或0.667
【详解】（1）由信息可知，第一步即反应i：CH4(g)+CO2(g)→C(ads)+2H2(g)+CO2(g) ΔH1=E1kJ·mol-1；第二步即反应ii：C(ads)+2H2(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g) ΔH2=E2kJ·mol-1；则反应i+反应ii即得制备合成气总反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，根据盖斯定律可知，该反应的反应热ΔH==(E1+E2)kJ·mol-1，故答案为：E1+E2；
（2）一定条件下ads对CO2也有吸附作用，由题干图示信息可知，25℃下流速为10mL/min时，ads吸附CO2的量最大，故该过程的适宜条件是25℃、10mL/min，故答案为：25℃、10mL/min；
（3）①由题干表中数据可知，当c(CH4)=0.1000mol/L时，=0.0076 mol·L-1·min-1，当c(CH4)=0.2000mol/L时，=0.0153 mol·L-1·min-1，由此可知反应速率与c(CH4)成正比，故该反应的速率方程为：=kc(CH4)mol·L-1·min-1，带入数据可知：0.0227=0.3000k，即得k=0.076，故该反应速率方程为：=0.076c(CH4)mol·L-1·min-1，故答案为：0.076c(CH4)；
②由上述分析可知，反应速率与c(CH4)成正比，若开始时该反应速率为mol·L-1·min-1，α表示任一时刻甲烷的转化率，该时刻下容器中c(CH4)=(1-α) c(CH4)0，则该反应的速率方程为：=kc(CH4)mol·L-1·min-1= k(1-α) c(CH4)0mol·L-1·min-1=(1-α) mol·L-1·min-1，故答案为：(1-α)，
③根据浓度越大反应速率越快，且反应速率与CH4浓度成正比可知，实验测得甲烷浓度由0.400mol·L-1变化到0.200mol·L-1需9.2min，则甲烷浓度由0.200mol·L-1变化到0.100mol·L-1，前者反应速率是后者的两倍，前者变化量也是后者的两倍，故所需时间等于9.2min，故答案为：=；
（4）已知温度为T时，向0.5L恒容密闭容器中充入2molCO2和6molH2，一段时间后达到平衡，测得体系中生成2.5molH2O，压强变为原来的75%，由三段式分析：，，2x+y=2.5mol，，解得：x=1，y=0.5，即平衡时c(CO2)==1.0mol/L，c(H2)==3.0mol/L，c(CH4)==2.0mol/L，c(H2O)==5.0mol/L，反应1的平衡常数K===，CH4选择性=×100%=66.7%，故答案为： ；66.7%。
7．(1)A
(2)
(3) 减小 反应速率决定于反应②。升温，反应①快速平衡逆向移动，c(N2O2)下降。升温对反应②的影响弱于c(N2O2)下降对反应②的影响，故此时升温反应速率下降
(4) 0.05p0 ＜ ＞
【详解】（1）化学反应中正反应的活化能越大，反应速率越慢，根据反应①2NO(g)N2O2(g) ΔH1＜0 快速平衡；②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2＜0 慢反应；可知，两反应均为放热反应，且反应②正反应的活化能更大，故符合条件的图像为选项A，答案选A；
（2）因为化学反应速率由慢反应决定，故2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的v正等于v2正，即k正c2(NO)•c(O2)= k2正c(N2O2)•c(O2)，k正c2(NO) = k2正c(N2O2)，得②k 正= ，反应①快速达平衡时v1正=v1逆，即k1正c2(NO) = k1逆c(N2O2)，得①，将①代入②，故k正=；
（3）NO达到所列转化率需要时间越大，反应速率越小，根据表中数据可知，实验表明温度由30℃升高到90℃，该反应速率减小；
反应速率决定于反应②。升温，反应①快速平衡逆向移动，c(N2O2)下降。升温对反应②的影响弱于c(N2O2)下降对反应②的影响，故此时升温反应速率下降；
（4）假设反应按步进行，NO的转化物质的量为2x，NO2的转化物质的量为2y，根据三段式有：
平衡时气体总物质的量为(6-2x+3-x+2x-2y+y)mol=(9-x-y)mol，则同温同体积时，气体的压强之比等于气体物质的量之比，所以，则9-x-y=4.1，p(NO2)=，则2x-2y=2，y=1.95mol，x=2.95mol，p(O2)= =0.05p0，p(N2O4)= =1.95p0，N2O4(g)2NO2(g)的Kp===；
②反应N2O4(g)2NO2(g)开始时N2O4(g)为2mol、4mol N2O4(g)，后者相当于在前者基础上再加入2mol N2O4(g)，平衡右移，但结果等效于加压，N2O4(g)体积分数增大，但N2O4(g)转化率减小，所以x1＜x2，α1>α2。。
8．(1)+123.5
(2) 0.6 320
(3) CO2+C3H8C3H6+CO+H2O c 通入CO2一方面能消耗催化脱氢的产物氢气，另一方面恒压下容器向外膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡正向移动 氧气会与C3H6发生反应，降低丙烯的产率
【详解】（1）由丙烷与丙烯的结构简式可知，丙烷直接催化脱氢制备丙烯的反应中断裂2个C—H键和1个C—C键，形成1个C=C键和1个H—H键，则反应的∆H=(2×413.4+347.7) kJ∙mol-1-(615+436) kJ∙mol-1=+123.5kJ∙mol-1，故答案为：+123.5；
（2）①由图可知，起始丙烷的压强为100kPa，60min时混合气体的总压强为136kPa，设混合气体中氢气的分压为akPa，由方程式可得：(100—a)kPa+akPa+akPa=136kPa，解得a=36kPa，则0~60min之间，氢气分压的平均变化率为=0.6kPa/min，故答案为：0.6；
②图可知，T1℃时，240min反应达到平衡，混合气体的总压强为180kPa，设混合气体中氢气的分压为bkPa，由方程式可得：(100—b)kPa+bkPa+bkPa=136kPa，解得b=80kPa，则应的平衡常数Kp==320kPa，故答案为：320；
（3）①由图可知，一步法的总反应为二氧化碳与丙烷反应生成丙烯、一氧化碳和水，反应的化学方程式为CO2+C3H8C3H6+CO+H2O，故答案为：CO2+C3H8C3H6+CO+H2O；
③由方程式可知，与直接催化脱氢相比，一步法中增加二氧化碳的浓度，有利于平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，二步法中加入的二氧化碳与反应生成的氢气反应，生成物浓度减小，恒压下容器向外膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，所以相同温度时，直接催化脱氢反应中丙烷的转化率最小，则表示催化脱氢的曲线是c；通入氧化性强于二氧化碳的氧气作为氧化剂的缺点是氧气会与丙烯反应，导致丙烯的产率降低，故答案为：c；通入CO2一方面能消耗催化脱氢的产物氢气，另一方面恒压下容器向外膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡正向移动；氧气会与C3H6发生反应，降低丙烯的产率。
9．(1)N2O(g)+H2(g) =N2(g)+H2O(g) ΔH = −162 kJ mol -1
(2) b b在相对较低的温度下，催化效果较好；且在一定温度范围内，可达到较高的催化效率，便于控制温度
(3) 6 或)
(4) 80% 75%
【详解】（1）I： 2NO(g)+4H2 (g)+O2(g) N2 (g)+4H2O(g) ΔH1=- 574 kJ· mol-1
II： 2NO(g)+3H2(g) +O2(g)N2O(g)+3H2O(g) ΔH2=-412 kJ ·mol-1
根据盖斯定律I－II得H2与N2O反应生成两种无毒物质的热化学方程式N2O(g)+H 2(g) =N2(g)+H2O(g) ΔH = - 574 kJ· mol-1+412 kJ ·mol-1=−162 kJ mol -1；
（2）根据图示，b在相对较低的温度下，催化效果较好；且b在一定温度范围内，可达到较高的催化效率，便于控制温度，所以选用催化剂b。
（3）根据均摊原则，小白球的数目为、大黑球的数目为，白球表示Ti4+、黑球表示O2-，根据TiO2的晶胞图，Ti4+在晶胞中配位数为6；晶胞的密度为g/cm3。
（4）在VL恒容密闭容器中充入lmolNO、2molH2、1molO2，此时起始压强为P0，反应达到平衡时，测得容器内N2O、H2O的物质的量分别为0.1mol、1.5mol。则反应II消耗0.2molNO、0.3molH2、0.1molO2，反应生成0.3molH2O；则反应I生成1.2molH2O，根据反应I方程式，可知反应I消耗0.6molNO、1.2molH2、0.3molO2，同时生成0.3molN2，则NO的平衡效转化率= ；N2 的选择性=；反应后容器中含有0.2molNO、0.5molH2、0.6molO2、0.1molN2O、1.5molH2O、0.3molN2，则反应后的总压强为，反应II的平衡常数Kp= 。
10．(1)2C(s，石墨) + H2(g)=C2H2(g) ΔH= +226.7kJ·mol-1
(2)温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成
(3) C II > 45 kPa
【详解】（1）设①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g) △H1=－393.5kJ·mol－1；
②H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1；
③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=－2599kJ·mol－1；
利用盖斯定律将①×2+②-③×可得：
2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=（-393.5kJ/mol）×2+×（-571.6kJ/mol）-×（-2599 kJ/mol）=+226.7kJ/mol；
（2）加氢合成甲烷时，温度低于500℃时，反应速率低，温度高于500℃，对于副反应CO2(g) +H2(g)CO(g)+H2O(g)，正反应吸热，平衡向生成CO的方向移动程度增大，都不利于甲烷的生成，故答案为：温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成；
（3）①A．该反应前后气体计量系数不变，故气体体积也始终不变，则气体总体积保持不变不能证明反应达到平衡，A错误；
B．由选项A可知，该反应前后气体计量系数不变，且所有的反应物和产物都是气体，则该反应体系的密度始终不变，则混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能证明反应达到平衡，B错误；
C．随着反应的进行一氧化氮在减少，氮气在增大，则一直在变化，故不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；
故选C；
②由反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知，随着的增大，即增大NO的投入量，平衡正向移动，CH4的转化率增大而NO的转化率却减小，由图3所示信息可知，曲线II表示T3K下NO平衡转化率～的关系，由题干反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H<0可知，升高温度平衡逆向移动，则NO的转化率减小，由图中曲线I表示=1时NO平衡转化率～关系图，从图中所示信息可知，T越大，则越小，NO的转化率越小，故Tl＞T2，故答案为：II；＞；
由题干图示信息可知，在=1、T2K下，NO的转化率为40%，根据三段式分析可知，，则该反应平衡时CH4的体积分数为=10%，则此时CH4的平衡分压分别为：p(CH4)==45kPa，p(NO)==30kPa，p(CO2)==5kPa，p(N2)==10kPa，p(H2O)==10kPa，故该反应的标准平衡常数==，故答案为：45kPa；。
11．(1) 三角锥形 中心原子均为sp3杂化，且都只有一对孤电子对，电负性N>P，NH3中的键合电子(共用电子对)离中心原子更近，排斥力更大，键角越大
(2) +160kJ·mol-l = 高温
(3) 0.01 12.5( MPa)-2 B
(4)催化剂不能使平衡发生移动，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，则a点为200℃时使用催化剂甲下的平衡转化率应高于b点的转化率
【详解】（1）NH3中心原子氮原子形成3个共价键且含有1对孤电子对，为sp3杂化，空间构型为三角锥形；NH3的键角大于PH3，原因为：中心原子均为sp3杂化，且都只有一对孤电子对，电负性N>P，NH3 中的键合电子(共用电子对)离中心原子更近，排斥力更大，键角越大；
（2）已知：
Ⅰ.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH1= -92 kJ·mol-1
Ⅱ. C(s)+O2(g)⇌CO2(g) ΔH2= - 394 kJ·mo1-1
Ⅲ. N2(g)+ 3H2(g)+C(s)+O2(g)⇌H2NCOONH4(s) ΔH3= - 646 kJ·mol-1
由盖斯定律可知，Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ得到反应Ⅳ.H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+ CO2(g)，故ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+160 kJ·mol-1；
反应Ⅳ的平衡常数为：K=c2(NH3)c(CO2)，密闭容器中加入H2NCOONH4(s)，保持温度不变，加压平衡常数不变，则新的平衡条件下NH3的浓度为c2=c1；反应Ⅳ为吸热的熵增反应，故在高温条件下能够自发进行；
（3）刚性的密闭容器中，充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ，假设投料均为1mol，起始压强为1MPa；10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则总的物质的量为1.6mol，总的物质的量减小0.4mol，根据N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)可知生成氨气0.4mol、消耗氮气、氢气分别为0.2mol、0.6mol，平衡时氮气、氢气、氨气分别为0.8mol、0.4mol、0.4mol，则10min内v(N2)=MPa/min。此时平衡常数Kp=。
A．当N2的体积分数不变时，说明正逆反应速率相等，平衡不再移动，反应已经达到化学平衡状态，A正确；
B．反应为放热反应，温度升高化学反应速率加快，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，B错误；
C．其他条件不变时，若适当增加N2的用量，平衡正向移动，可以提高H2的平衡转化率，C正确；
D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但不该反应的焓变，故ΔH1不变，D正确；
故选B；
（4）催化剂不能使平衡发生移动，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，则a点为200℃时使用催化剂甲下的平衡转化率应高于b点的转化率，与图像不符，故200°C时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H2的平衡转化率。
12．(1)-48.9
(2) > 因为反应I的ΔH1<0，而反应II的 ΔH2>0，故升高温度反应I左移，而反应II右移，故CH3OH的选择性降低 13%
(3) 31 kJ/mol 加催化剂 越多
【详解】（1）(1)已知：H2(g)、C'H3OH (l)的燃烧热△H分别为- 285.8kJ /mol和- 726. 5kJ/mol，则根据燃烧热的定义列出燃烧热的热化学方程式如下：H2(g) + O2(g)= H2O(l)△H1 =-285.8kJ/mol①，3CH3OH(l) + O2(g) = CO2(g)+ 2H2O(l) △H2 = -726.5kJ /mol②，结合给定反应：CH3OH(l)CH3OH(g)△H3 =+ 38kJ/mol③，
H2O(l)= H2O(g)△H4 = +44kJ /mol ④，根据盖斯定律可知①×3-②+③+④得到CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH (g) + H2O (g)；则反应热△H=△H1×3-△H2+△H3+△H4= -48.9kJ /mol；
（2）①由图可知，相同温度时，二氧化碳的转化率和甲醇的选择性Cat.1均高于Cat.2，则催化效果Cat.1强于Cat.2；
②在210 ~ 270℃间，若温度升高，催化剂的活性降低或更有利于反应6速率增大，会导致甲醇的选择性随温度的升高而下降，温度升高，催化剂的活性降低(或温度升高，更有利于反应b速率增大) ；
③设起始时二氧化碳的物质的量为a，平衡时一氧化碳的物质的量为b，甲醇的物质的量为C，由甲醇的选择性为80%可得×100%=80%，解得c= 4b，由反应方程式可知，反应消耗二氧化碳和氢气的物质的量分别为(4b+b)、(12b + b)，由二氧化碳的转化率为15%可得×100%= 15%，解得a = 33b，则氢气的转化率为×100%=×100%≈13%；
④平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、一氧化碳和水的平衡分压分别为、、，反应b的压强平衡常数；
（3）①根据图像并结合公式可得：9.2= -3.2Ea+ C，3.0= -3.4Ea + C，联立方程，解得Ea = 31 kJ/mol；
②当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线B所示，此时满足：9.2= -3.2Ea+ C， 1.0= -3.6Ea + C，联立方程，解得Ea = 20，活化能减小，则实验可能改变的外界条件是更换了更高效的催化剂；
③此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大的越多。
13．(1)5：1
(2)-267kJ/mol
(3) 有副产物液态燃料甲醇生成 工艺流程长，能耗高，烯烃选择性低等
(4) 6 Fe2O3
(5)
(6) 320°C 使用更高效的催化剂
【详解】（1）两原子之间优先形成σ键。乙烯的结构式如图，中σ键和Π键数目之比5:1。答案为5:1；
（2）由盖斯定律得，反应④=③+2①=-267kJ/mol。答案为-267kJ/mol；
（3）有副产物液态燃料甲醇生成。而工艺流程长，能耗高，同时②反应副产物多烯烃选择性低等。答案为有副产物液态燃料甲醇生成；工艺流程长，能耗高，烯烃选择性低等；
（4）从图看每个Fe周围连了6个O，所以Fe的配位数为6。灰球12个位于棱上，8个位于体内，8个顶点，总共Fe为3+8+1=12个。答案为Fe2O3；
（5）由于起始，将n(H2)：n(CO)：n(N2)=2：1：1，设个物质的量分别为2mol、1mol、1mol，同时CO平衡转化率为30%，建立三段式为
，P平= MPa。则Kp=(MPa)-3。答案为；
（6）从图看，320℃时，C2H4选择性较高，条件为C2H4。为了提高烯烃的选择性可以选择更高效的催化剂，有利于主反应。答案为320°C；使用更高效的催化剂。
14．(1)CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g) +2H2O(1) ΔH= - 739 kJ / mol
(2) 吸热 75% 1.29
(3) R 大于 越多
【详解】（1）2H2(g) + CO(g)= CH3OH(1) ΔH1= -116kJ ·mol-1……①，CO(g) +O2(g) =CO2(g) ΔH2= -283 kJ ·mol-1……②，H2(g) +O2(g) =H2O(g) ΔH3= -242 kJ ·mol-1……③，H2O(g) =H2O(1) ΔH4= -44 kJ ·mol-1……④，根据盖斯定律可知，[③+④]×2+②－①，得到甲醇的燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g) +2H2O(1) ΔH= - 739 kJ / mol；故答案为CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g) +2H2O(1) ΔH= - 739 kJ / mol；
（2）根据图像可知，随着温度升高，氢气物质的量分数增大，平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应正反应方向为吸热反应；水碳比为5，令水蒸气物质的量为5mol，甲烷物质的量为1mol，消耗甲烷物质的量为amol，则达到平衡时，n(CH4)=(1-a)mol，n(H2O)=(5-a)mol，n(CO)=amol，n(H2)=3amol，氢气的物质的量分数为0.3，解得a=0.75，即甲烷转化率为75%；达到平衡时CH4、H2O、CO、H2物质的量分数分别为、、0.1、0.3，用分压表示的压强平衡常数Kp=≈1.29；故答案为吸热；75%；1.29；
（3）根据图像可知，y1=-x1×+C，y2=-x2×+C，两式联立解得ΔH=R或R；根据图像以及ΔH表达式可知，ΔH＞ΔH'；该方程说明了当升高相同温度时，ΔH越大，平衡常数的变化值越多；故答案为R或R；＞；越多。
15．(1)
(2) 增大 33.3
(3) M 加入其他气体，体系总物质的量增加，异丁烷摩尔分数x减小。加入，平衡逆向移动，异丁烷转化率减小，平衡时x增加。总结果是随着(异丁烷)增加，x减小：加入稀有气体，对于分子数增加的反应，平衡正向移动，异丁烷转化率增加，平衡时x减小。因此，相同条件下加入稀有气体，平衡时x相对较低。
(4) 空气中与产物中反应生成，同时惰性的加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率。
缺点：空气中对异丁烷或异丁烯深度氧化，使得异丁烯产率降低。
【详解】（1）反应物的总键能-生成物的总键能，除去异丁烷和异丁烯相同的C—C键和C—H键，则反应的(413.4×2+347.7)-615-436=+123.5；
（2）由图可知，温度升高，异丁烷的平衡转化率增大，即反应正向进行，因此反应的平衡常数增大；820K时，异丁烷的平衡转化率=50%，设异丁烷的起始物质的量为1mol，则列三段式有：
则该反应的平衡常数；
（3）加入其他气体，体系总物质的量增加，异丁烷摩尔分数x减小。加入，平衡逆向移动，异丁烷转化率减小，平衡时x增加。总结果是随着(异丁烷)增加，x减小：加入稀有气体，对于分子数增加的反应，平衡正向移动，异丁烷转化率增加，平衡时x减小。因此，相同条件下加入稀有气体，平衡时x相对较低。则(异丁烷)为曲线M；
（4）异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，反应的化学方程式为，由反应物的总键能-生成物的总键能，则该反应的2×[(413.4×2+347.7)+497.3]-(2×615)-2×2×462.8=-234.9，因此该反应的热化学方程式为：；异丁烷氧化脱氢的方法，由于空气中与产物中反应生成，同时惰性的加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，因此可以提高异丁烯产率；但由于空气中对异丁烷或异丁烯深度氧化，会使得异丁烯产率降低。
16．(1)-757
(2)B
(3) 水含量高不利于平衡正向进行 减慢 水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能
(4) 80%
【详解】（1）根据盖斯定律（3+ - ）=-757，答案为：-757；
（2）反应②和反应③均是放热反应且反应③比反应②放出的热量多，所以B正确；故选B；
（3）反应均是可逆反应，水是生成物，水含量高不利于平衡正向进行；由图可知相同时间内水的存在会降低氮的氧化物的还原率，所以水的存在减慢了反应，可能的原因是：水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能；答案为：水含量高不利于平衡正向进行，减慢，水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能；
（4）气体的压强和物质的量成正比；反应前，体系的总压强为120kPa，原料气NO、NO2、NH3比例为1∶1∶2，这些组分的分压依次为30kPa、30kPa、60kPa；设反应中，NO减小的压强为x kPa，根据压强的变化列出三段式：
则30-x+30-x+60-2x+2x+3x=144，解得x=24，即平衡时，NO、NO、NH3、N2和H2O的压强分别为6kPa、6kPa、12kPa、48kPa、72kPa，则脱氮率为，KP=，答案为：80%，。
17．(1) CO2、CH4
(2) D B
(3)3.70
(4) < 依据图像数据得知B和D的化学平衡常数分别为K(B)=2.25、K(D)=3，又i为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数变大
【详解】（1）由图可知，总反应为氢气和二氧化碳反应生成甲烷和水，；甲烷、二氧化碳分子中含碳氢、碳氧极性键，分子为对称结构，为非极性分子；
（2）①反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，故反应i的；
②生成甲醇的反应为放热、气体分子数减小的反应，则低温高压利于平衡正向移动，提高甲醇产率，故选D；
③A．上述反应在恒压体系中进行，所以气体压强始终保持不变，则气体压强不再变化，说明反应达到平衡，A不符合题意；
B．物质的总质量不变，反应的气体分子数减小，则气体平均相对分子质量不再变化，说明反应达到平衡，B符合题意；
C．和的物质的量之比为，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，C不符合题意；
D．和的投料比等于反应的系数比，故物质的量之比为定值，其不会变化，不说明反应达到平衡，D不符合题意；
故选B；
（3）一定条件下，向恒容密闭容器中充入和，只发生上述反应ii，达平衡时，的转化率为80%，则反应氢气2.4mol，生成甲醇、水均为0.8mol，反应后二氧化碳、氢气分别为0.2mol、0.6mol，则该温度下的平衡常数；
（4）B进气比=1:1，设投料均为1mol，二氧化碳转化率为60%，则平衡后二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分别为0.4mol、0.4mol、0.6mol、0.6mol，反应为气体分子数不变的反应，则此时；同理，，i为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数变大，故B和D两点的温度。
18．(1)+131.3
(2)mol
(3) D 过多的占用活性点位过多，使反应速率减慢 小于 0.1 50% 、、均为分子晶体，甲醇分子间存在氢键沸点最高：为极性分子并且相对分子质量大于，分子间作用力大于，故沸点比高
【详解】（1）已知：①
②
根据盖斯定律，由①-②得反应③
则反应③的+131.3；
（2）令碳与水反应生成的氢气的物质的量为xmol，则生成的CO为xmol，令CO与水反应生成氢气的物质的量为ymol，则生成的二氧化碳的物质的量为ymol，消耗的CO的物质的量为ymol，平衡时氢气的物质的量为bmol，则xmol + ymol = bmol，平衡时CO的物质的量为cmol，则xmol - ymol = cmol，联立解得x = ，y=，故CO2的物质的量为y=mol；
（3）①A.使用高效催化剂可以加快化学反应速率，但催化剂不能使平衡移动，故和的平衡转化率不变，选项A错误；
B. 才能体现正逆反应速率相等，而时正逆反应速率不相等，反应没有达到化学平衡状态，选项B错误；
C. 温度升高，分子活化能降低，活化分子的百分数增加，单位体积内活化分子碰撞的有效次数增加，反应速率加快，不能说明该反应的正反应是吸热反应，选项C错误；
D.恒温恒容下，向平衡体系中再充入适量的，平衡正向移动，但温度不变，平衡常数不变，选项D正确；
E.恒温恒容下，再加入氨气压强增大但反应物的浓度均不变，和的平衡转化率均不变，选项E错误；
答案选D；
②恒温恒容条件下发生反应，若不变时，过多，过多的占用活性点位过多，使反应速率减慢，反应速率减慢；
③根据图中曲线可知，随着增大，增大，即温度降低，K值增大，故该反应的正反应为放热反应，小于0；
④设的平衡转化率为x，根据三段式可知：
5分钟末达到平衡，测得的体积分数为，则，解得x=50%，5分钟内的平均反应速率0.1；
⑤、、均为分子晶体，甲醇分子间存在氢键沸点最高：为极性分子并且相对分子质量大于，分子间作用力大于，故沸点比高，故的沸点由高到低的顺序是。
19．(1)-304
(2)BC
(3) 0.8 1 1 I
(4)随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减弱
(5)
(6)2Br--2e-=Br2
【解析】(1)
反应4HBr(g)+O2(g)⇌2H2O(g)+2Br2(g)中，ΔH=363kJ/mol×4+498kJ/mol-（467kJ/mol×4+193kJ/mol×2）=-304kJ·mol-1。故答案为：-304；
(2)
A. k正为正反应速率常数，k逆是逆反应速率常数，只与温度和催化剂有关，增大压强k正、k逆均不变，故A错误；B. 升高温度，正逆反应速率均增大，k正和k逆都增大，故B正确；C. 加入催化剂，正逆反应速率均增大，k正和k逆都增大，故C正确；D. k正为正反应速率常数，k逆是逆反应速率常数，只与温度和催化剂有关，增大接触面积，k正和k逆都不变，故答案为：BC；
(3)
①结合实验1、2，v正=k正ca(HBr)·cb(O2)，b=1，再对比实验1和3，得a=1，结合实验3、4，得x=0.8，a=1，b=1。故答案为：0.8；1；1；
②决定反应O2（g）+4HBr（g）⇌2Br2（g）+2H2O（g）速率快慢的基元反应是反应Ⅰ，反应Ⅰ的活化能最大，活化能最大的反应是I(填代号)。故答案为：I；
(4)
根据HBr的转化率与温度、压强的关系图，随着温度升高，三种不同压强下HBr的转化率趋向相等，其原因是随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减弱。故答案为：随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减弱；
(5)
在一定温度下，向恒容密闭容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g)， ，测得起始的压强为10akPa，发生上述反应达到平衡时气体压强为起始压强的， ，x=0.5。该温度下，平衡常数Kp= == (kPa)-1(用含a的代数式表示)。故答案为：；
(6)
常温下，如果将上述反应设计成酸性燃料电池，负极溴离子放电，失电子发生氧化反应生成溴单质，反应式为2Br--2e-=Br2，故答案为：2Br--2e-=Br2。
20．(1)CH3* + CO2*= CH3COO*或CH3*+ H* + CO2*= CH3COO* +H*
(2)ac
(3)+41
(4)ad
(5) a 温度升高后，以副反应(或反应ii )为主，副反应(或反应ii )是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动(其他合理答案也可)
【详解】（1）从图中可以看出，第二个过渡态的活化能最大，则此步为控速步，其基元反应CH3* + CO2*= CH3COO*或CH3*+ H* + CO2*= CH3COO* +H*。
（2）a．增大催化剂表面积，可提高CO2在催化剂表面的接触面积，从而提高二氧化碳在催化剂表面的吸附速率，故正确；
b．从图中可以看出 CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量要低得多，故错误；
c．从图中看出，催化剂2参与的反应中，活化能都比催化剂1参与的相同的反应活化能低，所以催化效果更好的是催化剂2，故正确；
d．使用高活性催化剂能加快反应速率，但不能降低反应焓变，故错误。
故选ac。
（3）从图分析，有热化学方程式① ② 则根据盖斯定律分析，有②-①得热化学方程式CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2=-242+283=+41 kJ·mol-1。
（4）恒温恒容条件下a． CO的分压不再发生变化能说明反应到平衡，故正确；b．该反应前后气体总物质的量的不变，故气体平均相对分子质量始终不变，故气体平均相对分子质量不再发生变化不能说明反应到平衡，故错误；c． 该反应在密闭容器中进行，容器的体积不变，反应体系全为气体，气体总质量不变，故气体密度始终不变，故密度不再发生变化不能说明到平衡，故错误；d． 比值不再发生变化说明该反应到平衡，故正确。故选ad。
（5）①反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，升温反应i逆向移动，反应ii正向移动，故表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是a。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是升温后反应以反应ii为主，该反应为吸热反应，升温正向移动，二氧化碳的转化率增大。
③根据将n(CO2) ： n(H2)=5 ： 16假设，起始加入的二氧化碳为5mol，氢气为16mol，250℃时二氧化碳的转化率为20%，即反应的二氧化碳的量为1mol，体系中一氧化碳和甲醇在含碳产物中的物质的量百分数为50%，即各为0.5mol，
反应i： ，，平衡时二氧化碳为5-1=4mol氢气为16-1.5-0.5=14mol，甲醇为0.5mol，水为0.5+0.5=1mol，一氧化碳为0.5mol，总物质的量为4+14+0.5+1+0.5=20mol，CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=。
安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-13化学反应的热效应（1）
一、单选题
1．（2023·安徽蚌埠·统考三模）1889 年，Arrhenius提出了反应速率常数k随温度的变化关系lnk=(R，C均为常数)。已知2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ，经历反应1和反应2两步：
反应1：2NO(g) N2O2(g) ΔH1= -46.3 kJ· mol-1
反应2：N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2= -65. 7 kJ·mol-1
两步反应的活化能Ea1 < Ea2。某课题组通过实验绘制出两步反应lnK、lnk随 的变化曲线如图所示(K表示平衡常数) ，下列说法中不正确的是
A．2molNO与1molO2充分反应，放出热量小于112kJ
B．曲线③表示的是k2随的变化关系
C．温度越高，单位时间内NO的转化率可能越低
D．相同条件下，O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著
2．（2023·安徽蚌埠·统考二模）已知复杂反应的速率由反应历程中活化能最大的一步基元反应决定。卤代烃的取代反应有以下两种反应历程，其反应过程中的能量变化如图所示：
下列说法中错误的是
A．卤代烃的取代为放热反应
B．SN1 反应速率与c(Nu:－)和c(R3CX)相关
C．SN2反应速率与c(RX)和c(Nu:－)相关
D．SN1机理为两步反应，SN2机理为一步反应
3．（2022·安徽铜陵·统考二模）已知：
其他数据如下表：
化学键
C=O
O=O
C-H
O-H
C=C
键能/()
798
x
413
463
615
下列说法正确的是
A．乙烯的燃烧热为
B．
C．
D．当生成4molO-H键时，该反应放出热量一定为akJ
4．（2022·安徽铜陵·统考二模）甲酸(HCOOH)在催化剂表面分解的微观历程与能量变化关系如图所示：
下列说法正确的是
A．甲酸分解过程吸收能量
B．甲酸分解速率由步骤Ⅳ→Ⅴ决定
C．反应过程存在非极性键的断裂和生成
D．使用高效催化剂可使步骤Ⅰ和Ⅴ之间差值增大
5．（2022·安徽铜陵·统考二模）如图表示甲、乙、丙三个过程的能量变化(其中、、HI均为气态)。下列有关说法正确的是
A．分子形成2H放出436kJ的能量
B．反应
C．由上图所给数据，无法计算出图中的“？”
D．分子的化学性质比I原子的活泼
二、原理综合题
6．（2023·安徽蚌埠·统考模拟预测）为加快实现“双碳”目标，有效应对全球气候变化、构建低碳社会，CO2资源化利用受到越来越多的关注。
I．利用CO2与CH4制备合成气CO、H2的反应历程如下：
第一步：CH4(g)+CO2(g)→C(ads)+2H2(g)+CO2(g) ΔH1=E1kJ·mol-1；
第二步：C(ads)+2H2(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g) ΔH2=E2kJ·mol-1；
说明：ads为吸附型催化剂。
(1)制备合成气总反应的反应热ΔH=___________kJ·mol-1；
(2)一定条件下ads对CO2也有吸附作用。结合下图分析ads吸附CO2的适宜条件是_______。
(3)由甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6+H2.在不同反应物浓度时，该反应的反应速率如下表所示：
实验编号
1
2
3
4
c(CH4)/(mol·L-1)
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
/(mol·L-1·min-1)
0.0076
0.0153
0.0227
0.0306
①该反应的速率方程为：=___________mol·L-1·min-1[用含c(CH4)的代数式表示]。
②若开始时该反应速率为1mol·L-1·min-1，α表示任一时刻甲烷的转化率，则该反应的速率方程为：=___________mol·L-1·min-1(用含1和α的代数式表示)。
③实验测得甲烷浓度由0.400mol·L-1变化到0.200mol·L-1需9.2min，则甲烷浓度由0.200mol·L-1变化到0.100mol·L-1所需时间___________9.2min。(填“>”、“<”或“=”)
Ⅱ．CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应：
反应1：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)
反应2：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
(4)已知温度为T时，向0.5L恒容密闭容器中充入2molCO2和6molH2，一段时间后达到平衡，测得体系中生成2.5molH2O，压强变为原来的75%，反应1的平衡常数K=___________(用分数表示)，CH4选择性=___________(CH4选择性=，保留三位有效数字)。
7．（2023·安徽宣城·统考一模）氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究发现2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的机理如下：
①2NO(g)N2O2(g) ΔH1＜0 快速平衡
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2＜0 慢反应
其速率方程分别表达为：v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c(N2O2)；v2正=k2正c(N2O2)•c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)。
回答下列问题：
(1)下列能量变化示意图中最符合上述反应过程的是_____。
A． B．
C． D．
(2)经过推导发现2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率方程为v正=k正c2(NO)•c(O2)，则k正=_____(用k1正、k1逆和k2正表示)。
(3)在其他条件相同时，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)(g)测得实验数据如表：
压强/(×105Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5760
实验表明温度由30℃升高到90℃，该反应速率_____(填“增大”、“减小”或“不变”)，结合反应历程，解释原因：_____。
(4)某温度下，在密闭容器中充入6molNO和3molO2，发生如下反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)测得初始压强为9p0，达平衡后压强为4.1p0，推测同时发生了NO2的二聚。
①若平衡时，NO2的压强为2p0，则平衡时p(O2)=_____，N2O4(g)2NO2(g)的Kp=_____(用含p0的最简分数表示)
②单独研究：N2O4(g)2NO2(g)，一定温度下在刚性容器中发生反应。
起始
N2O4体积分数
N2O4转化率
2molN2O4
x1
α1
4molN2O4
x2
α2
则x1_____x2(填“＞”、“=”或“＜”，下同)，α1_____α2。
8．（2023·安徽淮南·统考二模）丙烯是最重要的基础化工原料之一，丙烯广泛用于合成聚丙烯、丙烯醛、丙烯酸等工业领域。回答下列问题：
(1)利用以下键能数据，计算丙烷直接催化脱氢制备丙烯的反应：CH3CH2CH3(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=______kJ/mol。
化学键
C－C
C－H
C=C
H－H
键能(kJ/mol)
347.7
413.4
615
436
(2)T1℃时，将lmolCH3CH2CH3(g)充入某刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生直接脱氢反应，压强随时间的变化关系如图所示：
①计算0~60min之间，H2分压的平均变化率为______kPa/min。
②T1℃时，该反应的平衡常数Kp=______kPa(分压=总压×物质的量分数)
(3)CO2是一种温和的氧化剂。研究发现CO2氧化丙烷脱氢的反应机理有两种：
①“一步法”：CO2与C3H8催化作用下反应机理如图所示：
写出CO2与C3H8反应的总化学方程式______。
②“二步法”：丙烷分子先脱氢生成丙烯和氢气，再发生CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol。
③研究直接催化脱氢与在0.1MPa， =5：1的条件“一步法”、“两步法”三种机理在不同温度下丙烷的平衡转化率如图所示：
图中表示催化脱氢的曲线是______，“两步法”中CO2的引入对丙烷转化率的影响及原因是______；有人提出加入适量氧气，氯化丙烷脱氢制丙烯，从产率角度分析，通入氧气作为氧化剂的方法的缺点是______。
9．（2023·安徽马鞍山·统考一模）氮氧化物(NOx )是大气污染物的主要成分，对人体健康和环境危害极大。利用H2催化消除NO，生成N2及副产物N2O的热化学方程式如下：
I： 2NO(g)+4H2 (g)+O2(g) N2 (g)+4H2O(g) ΔH1=- 574 kJ· mol-1
II： 2NO(g)+3H2(g) +O2(g)N2O(g)+3H2O(g) ΔH2=-412 kJ ·mol-1
回答下列问题：
(1)写出H2与N2O反应生成两种无毒物质的热化学方程式_______。
(2)催化剂a (Pt/TiO2 )和催化剂b (Pt/TiO2-M)在不同温度下催化效果如图所示，选用催化剂______(填“a”或“b”)的效果更好，理由是_______。
(3)TiO2的晶胞如图所示，Ti4+在晶胞中配位数为_______；晶胞的密度为_______g/cm3 (列出计算表达式即可)。
(4)在VL恒容密闭容器中充入lmolNO、2molH2、1molO2，此时起始压强为P0，反应达到平衡时，测得容器内N2O、H2O的物质的量分别为0.1mol、1.5mol。 (N2的选择性=)
则NO的平衡效转化率=_______ ； N2的选择性=_______；反应II的平衡常数Kp_______。
10．（2023·安徽蚌埠·统考三模）能源的合理开发和利用，低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023 年2月21日，中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖，以表彰他在全球生态保护中做出的贡献
(1)在298K、100kPa时，已知：
C(s，石墨) +O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1
2C2H2(g) +5O2 (g)= 4CO2(g) +2H2O(1) ΔH3= -2599.0 kJ·mol-1
在298K时由C(s，石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g) 的热化学方程式为___________________。
(2)在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ· mol-1
副反应：CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·mol -1
工业合成甲烷通常控制温度为500°C左右，其主要原因为_____________________________。
(3)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g) ，保持总压为100kPa发生反应：
CH4(g) +4NO(g) 2N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) ΔH <0。
当=1时，NO的平衡转化率~；T2时NO平衡转化率~的关系如图
①能表示此反应已经达到平衡的是______________________。
A．气体总体积保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C． 不再变化
②表示T2时NO平衡转化率~的关系是___________(填“I”或“II”)，T1_________________T2(填“>”或“<”)。
③在=1、T2时，CH4的平衡分压为____ 。已知：该反应的标准平衡常数 ，其中=100 kPa，p(CH4)、p(NO)、p(CO)2、 p(N2)和p( H2O)为各组分的平衡分压，则该温度下 =_________________。(分压=总压 ×物质的量分数。计算结果用分数表示)。
11．（2023·安徽黄山·统考二模）氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物，易分解。
已知：
Ⅰ.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH1= -92 kJ·mol-1
Ⅱ. C(s)+O2(g)⇌CO2(g) ΔH2= - 394 kJ·mo1-1
Ⅲ. N2(g)+ 3H2(g)+C(s)+O2(g)⇌H2NCOONH4(s) ΔH3= - 646 kJ·mol-1
Ⅳ.H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+ CO2(g) ΔH4
回答下列问题：
(1)NH3的空间构型为___________。NH3的键角大于PH3， 分析原因：___________。
(2)ΔH4=___________。 T℃下在某密闭容器中加入H2NCOONH4(s)，假设只发生反应Ⅳ，达平衡时测得NH3的浓度为c1；保持温度不变，加压(缩小容器的体积)，测得新的平衡条件下NH3的浓度为c2，则c1___________c 2(填“>” “<”或“=”)。反应Ⅳ在___________ (填“高温” “低温”或“任意温度”)条件下能够自发进行。
(3)某温度下在一刚性的密闭容器中，充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ，起始压强为1MPa， 10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则10min内v(N2)=___________MPa/min。此时平衡常数Kp=___________。对于该条件下的反应，下列说法错误的是___________。
A．当N2的体积分数不变时，说明反应已经达到化学平衡状态
B．温度升高化学反应速率加快，化学平衡常数增大
C．其他条件不变时，若适当增加N2的用量，可以提高H2的平衡转化率
D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但ΔH1不变
(4)在一定的条件 下，将AmolN2和BmolH2充入某体积固定的密闭容器中合成NH3，在不同的催化剂(甲或乙)下发生反应，反应相同时间后H2的转化率与温度的关系如图：
某学习小组的同学通过讨论得出结论： 200°C时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H2的平衡转化率。判断依据是：___________。
12．（2023·安徽宣城·统考二模）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和，因此CO2的综合利用是研究热点之一。
(1)以CO2为原料可制取甲醇。
已知：
①H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1
②CH3OH(l)⇌CH3OH(g) ΔH=+38kJ·mol-1
③H2O(l)⇌H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1
则反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(l)+H2O(g)的ΔH1=_______kJ·mol-1。
(2)利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下：
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(l)+H2O(g) ΔH1
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O ΔH2=+41kJ·mol-1
一定条件下向某刚性容器中充入物质的量之比为1：3的CO2和H2发生上述反应，在不同催化剂(catl，cat2)下经相同反应时间，CO2转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择=×100%]随温度变化如图甲所示：
①由图可知，催化效果catl_______cat2(填“>”“＜”或“=”)。
②在210℃-270℃间，CH3OH的选择性随温度的升高而下降，可能原因为_______。
③某条件下，达到平衡时CO2的转化率为15%，CH3OH的选择性为80%，则H2的平衡转化率为_______；反应II的平衡常数Kp=_______(列出算式即可)。
(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯，过程中发生如下反应：3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)。该反应的实验数据遵循Arhenius经验公式，如图乙中曲线a所示，已知Arthenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能，假设受温度影响忽略不计，k为速率常数，R和C为常数)，则反应的活化能_______kJ·mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图乙中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是_______；此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大的_______(填“越多”或“越少”)。
13．（2023·安徽安庆·统考二模）低碳烯烃是最重要和最基本的有机化工原料，利用合成气间接或直接制取低碳烯烃是极具开发前景的合成气制烯烃技术。回答下列问题：
(1)乙烯(C2H4)分子中σ键和键数目之比___________。
(2)已知下列反应的热化学方程式：
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH1=-116kJ/mol
②CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(l) ΔH2=-206kJ/mol
③2CH3OH(l)C2H4(g)+2H2O(l) ΔH3=-35kJ/mol
计算④2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(l)的ΔH=___________
(3)目前较普遍采用的合成气间接制低碳烯烃过程可简化为反应①②③，另一种方法是费托合成直接制烯烃即反应④，相比费托合成反应，合成气间接制低碳烯烃方法的优点是___________，缺点是___________。
(4)我国科学家发明的Fe基费托合成催化剂Fe@Si/S-34能抑制水煤气变换反应，具有更高的低碳烯烃选择性，使费托合成直接制烯烃具有很大开发前景。其中Fe基催化剂以铁的氧化物为主，其晶胞如下图所示：Fe在晶胞中的配位数是___________，该晶胞的化学式为___________。
(5)在温度260°C，压强2MPa反应条件下，将n(H2)：n(CO)：n(N2)=2：1：1的混合气体进行反应2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)，平衡时CO的转化率为30%，该温度下反应的平衡常数Kp=___________(MPa)-3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(6)经研究反应④过程有副产物CO2、CH4、C2H6等生成。CO转化率以及产物选择性随温度的变化如下图所示。
该条件下生成乙烯最适宜的温度是___________。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________。
14．（2023·安徽蚌埠·统考二模）CH4和CO2两种引发温室效应气体可以转化为合成气(H2和CO)进而可以解决能源问题：
(1)甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为
2H2(g) + CO(g)= CH3OH(1) ΔH1= -116kJ ·mol-1
已知：CO(g) +O2(g) =CO2(g) ΔH2= -283 kJ ·mol-1
H2(g) +O2(g) =H2O(g) ΔH3= -242 kJ ·mol-1
H2O(g) =H2O(1) ΔH4= -44 kJ ·mol-1
表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________。
(2)CH4制备合成气反应CH4(g) +H2O(g)CO(g) + 3H2(g)通过计算机模拟实验。在400 ~ 1200°C，操作压强为3. 0MPa条件下，不同水碳比(1 ~10)进行了热力学计算，反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。
据模拟实验可知，该反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。平衡温度为750°C ，水碳比为5时， H2的物质的量分数为0.3，则CH4的转化率为_______，用各物质的平衡分压计算Kp=_______ MPa2。 (分压=总压 ×物质的量分数，结果保留2位小数)
(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯，过程中发生如下反应：
3CH3OH(g)C3H6(g) + 3H2O(g)。
该反应VanˊtHoff方程的实验数据如图中曲线a所示，已知VanˊtHoff方程为+C(ΔH为该反应的焓变，假设受温度影响忽略不计，K为平衡常数，R和C为常数) ，则该反应的焓变ΔH =________kJ·mol-1。对于另一反应实验数据如图中的曲线b所示，若该反应焓变为ΔH '，则△H_________ΔH ' (填“>”“<”或“=”)；此公式说明对于某个反应，当升高相同温度时，其ΔH 的数值越大，平常数的变化值就______( 填“越多”或“越少”)。
15．（2023·安徽·统考一模）异丁烯是一种重要的化工原料，主要用于制备甲基叔丁基醚、丁基橡胶、甲基丙烯腈等。将异丁烷脱氢制备异丁烯，可提高异丁烷的附加值，具有良好的经济与社会效益。回答下列问题。
(1)利用下列键能数据，计算下列异丁烷直接脱氢生成异丁烯反应：
的_______。
化学键
键能/
347.7
615
413.4
436
462.8
497.3
(2)在压强下，异丁烷的平衡转化率随温度的变化结果如下图所示。
该反应的平衡常数随温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。计算时的平衡常数，_______(结果保留一位小数)。
(3)在温度、压强下，初始反应气体组成(异丁烷)或(异丁烷)与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如下图所示。
其中(异丁烷)为曲线_______，判断依据是_______。
(4)有人提出加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，写出该反应的热化学方程式_______。并比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯，从产率角度分析该方法的优缺点_______。
16．（2023·安徽淮北·统考一模）化石燃料燃烧排放的氮氧化物()需要加以处理，以氨气为还原剂的(选择性催化还原)技术主要是通过向烟道内喷入还原剂，然后在催化剂的作用下将烟气中的，还原成清洁的和。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
① (标准反应)
②(慢速反应)
③(快速反应)
④(副反应)
计算反应③的__________。
(2)下列关于反应②和反应③反应过程能量变化示意图正确的是__________。
(3)若烟气中水含量过高会对反应产生影响：ⅰ．从平衡角度分析水含量高的影响：__________；ⅱ．相同时间内水对反应①和反应③的影响如图所示。水的存在__________(选填“加快”“减慢”)了反应，可能的原因是：__________。
(4)在温度、压强条件下的恒容容器中模拟实验，原料气、、比例为1∶1∶2，主要发生反应③，平衡时压强为，脱氮率为__________，平衡常数__________(保留三位有效数字)。()
17．（2023·安徽合肥·统考一模）空间站还原转化系统能把呼出的捕集、分离并与空间站电解水系统产生的进行加氢处理，从而实现空间站内物料的循环利用。
(1)一种借助光将转化为的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式是_______；图中所示的各物质中，含有极性共价键的非极性分子是_______(填化学式)。
(2)一定条件下，和还可发生如下两个平行反应：
i.
ii.
①已知相关键能数据如下表：
化学键
键能/
436
464
803
1072
则反应i的_______。
②为了提高的产率，理论上应采用的措施是_______(填标号)。
A．低温低压 B．高温低压 C．高温高压 D．低温高压
③保持温度，压强，按投料比向密闭容器中充入和，反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示(已知选择性：转化的中生成的百分比)。
催化剂
转化率
选择性
cat.1
21.9%
67.3%
cat.2
36.1%
100.0%
上述条件下，使用cat.2作催化剂，下列说法能判断反应ii达到平衡状态的是_______(填标号)。
A．气体压强不再变化 B．气体平均相对分子质量不再变化
C．和的物质的量之比为 D．和的物质的量之比不再变化
(3)一定条件下，向恒容密闭容器中充入和，只发生上述反应ii，达平衡时，的转化率为80%，则该温度下的平衡常数_______(保留两位小数)。
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应i，在进气比不同、温度不同时，测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度_______(填“＜”，“>”，或“=”)，其原因是_______。
18．（2023·安徽黄山·统考一模）煤的间接液化是先把煤转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等
(1)已知反应：①
②
③
则反应③的_______。
(2)在时，向体积为的一个刚性容器中加入一定量的和，只发生下列反应：、，达平衡时测得，则平衡时_______(用含a、b、c的代数式表示)。
(3)已知：在一定条件下可发生反应：
①下列说法正确的是_______。
A．使用高效催化剂可以加快化学反应速率，提高和的平衡转化率
B．时说明反应已经达到化学平衡状态
C．升高温度，化学反应速率加快，说明该反应的正反应是吸热反应
D．恒温恒容下，向平衡体系中再充入适量的，平衡正向移动，平衡常数不变
E.恒温恒容下，再加入氨气压强增大可以提高和的平衡转化率
②已知：催化剂并不是所有部位都有催化作用，真正起催化作用的那些部位称为活性点位，也称活性中心。恒温恒容条件下发生反应，若不变时，过多，反应速率减慢，可能的原因是_______。
③若一定温度范围内该反应的化学平衡常数为K，与(温度的倒数)的关系如图所示：则_______0(填“大于”或“小于”)
④时，在体积为的刚性容器充入和合成甲醇，假设只发生反应：，5分钟末达到平衡，测得的体积分数为，求5分钟内的平均反应速率_______，的平衡转化率为_______。
⑤的沸点由高到低的顺序是_______，原因是_______。
19．（2022·安徽池州·统考模拟预测）已知：4HBr(g)+O2(g)⇌2H2O(g)+2Br2(g)ΔH。v正=k正ca(HBr)·cb(O2)，v逆=k逆cc<(H2O)·cd(Br2)(v正为正反应速率，v逆为逆反应速率，k正为正反应速率常数，k逆是逆反应速率常数，只与温度和催化剂有关，与浓度和接触面积无关；a、b、c、d是反应级数，可取整数和分数)。
(1)已知几种共价键键能数据如下所示：
共价键
H-Br
O=O
H-O
Br-Br
键能(kJ·mol-1)
363
498
467
193
上述反应中，ΔH=_______kJ·mol-1。
(2)下列关于k正和k逆的说法正确的是_______(填字母)。
A．增大压强，k正增大，k逆减小 B．升高温度，k正和k逆都增大
C．加入催化剂，k正和k逆都增大 D．增大接触面积，k正和k逆都减小
(3)为了测定反应级数，设计实验，测定结果如表所示：
实验序号
c(HBr)/mol·L-1
c(O2)/mol·L-1
正反应速率
1
0.1
0.1
v
2
0.1
0.2
2v
3
0.2
0.4
8v
4
0.4
x
32v
①x=_______，a=_______，b=_______。
②有人提出如下反应历程：
(I)HBr+O2→HO-OBr(慢反应)
(II)HO-OBr+HBr→H2O+BrOBr(较快反应)
(III)BrOBr+HBr→BrOH+Br2(快反应)
(IV)BrOH+HBr→Br2+H2O(快反应)
活化能最大的反应是_______(填代号)。
(4)在密闭容器中充入HBr和O2，发生上述反应，在相同时间里，测得HBr的转化率与温度、压强的关系如图。随着温度升高，三种不同压强下HBr的转化率趋向相等，其原因是_______。
(5)在一定温度下，向恒容密闭容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g)，测得起始的压强为10akPa，发生上述反应达到平衡时气体压强为起始压强的。该温度下，平衡常数Kp=_______(kPa)-1(用含a的代数式表示)。
(6)常温下，如果将上述反应设计成酸性燃料电池，负极反应式为_______。
三、填空题
20．（2023·安徽马鞍山·统考二模）我国力争2030年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ． CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH，该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面，H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上，TS表示过渡态)：
(1)决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为___________。
(2)下列说法正确的有___________。
a．增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率
b． CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高
c．催化效果更好的是催化剂2
d．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
Ⅱ． CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇，该过程存在副反应ii。
反应i： CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1
反应ii： CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2
(3)有关物质能量变化如图所示，稳定单质的焓(H)为0，则ΔH2=___________ kJ·mol-1
(4)恒温恒容条件下，仅发生反应ii，反应达到平衡的标志是___________。
a． CO的分压不再发生变化
b．气体平均相对分子质量不再发生变化
c． 气体密度不再发生变化
d． 比值不再发生变化
(5)在5.0MPa，将n(CO2) ： n(H2)=5 ： 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是___________ (填“a”或“b”)。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是___________。
③250℃时反应i： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=___________(MPa)-2(用最简分数表示)。
参考答案：
1．B
【分析】反应1、2均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故①②为lnK曲线；升高温度，反应速率增大，lnk变大，故③④为lnk曲线；lnk=，两步反应的活化能Ea1 < Ea2，则反应2斜率更大，故④为k2随的变化关系；
【详解】A．反应1：2NO(g) N2O2(g) ΔH1= -46.3 kJ· mol-1
反应2：N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2= -65.7 kJ·mol-1
由盖斯定律可知，反应1+2得：2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ΔH2=-112kJ·mol-1，反应可逆反应，故2molNO与1molO2充分反应，放出热量小于112kJ，故A正确；
B．由分析可知，曲线④表示的是k2随的变化关系，故B错误；
C．反应为放热反应，温度越高，平衡逆向移动，则单位时间内NO的转化率可能越低，故C正确；
D．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；两步反应的活化能Ea1 < Ea2，相同条件下，O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著，故D正确；
故选B。
2．B
【详解】A．卤代烃的取代反应中生成物能量低于反应物，该反应为放热反应，A项正确；
B．SN1为单分子亲核取代反应，反应物先解离为碳正离子与带负电荷的离去基团，这个过程的活化能大，决定反应速率，所以SN1反应速率只和c(R3CX)相关，B项错误；
C．SN2反应为双分子亲核取代反应，只有一个阶段，其反应速率与c(RX)和c(Nu:－)相关，C项正确；
D．SN1反应是两步反应，第一步是反应物在溶剂中离解成为碳正离子和由离去基团形成的负离子（慢反应），第二步是碳正离子与X－结合（快反应）。SN2反应中R-X的断裂与新的R-Nu键的形成是同时的，为一步反应，D项正确。
答案选B。
3．B
【详解】A．表示燃烧热时，水应为液态，A项错误；
B．根据等于反应物键能总和减生成物键能总和：，可得出，B项正确；
C．生成，，C项错误；
D．生成4molO-H键，即生成，水的状态不能确定，D项错误；
故选B。
4．B
【详解】A．由图知甲酸分解为放热，A项错误；
B．步骤Ⅳ→Ⅴ活化能大，反应速率慢，故甲酸分解速率由步骤Ⅳ→Ⅴ决定，B项正确；
C．反应过程无非极性键的断裂，C项错误；
D．催化剂不能改变反应的，D项错误；
故选B。
5．C
【详解】A．分子形成2molH吸收436kJ的能量，A项错误；
B．HI为气态，反应 ，B项错误；
C．图中没有提供断裂H—I所需的能量，无法计算乙过程的能量变化，C项正确；
D．分子的能量比I原子低，所以分子的化学性质比I原子差，D项错误；
故选C。
6．(1)E1+E2
(2)25℃，10mL·min-1(或低温，低流速)
(3) 0.076c(CH4) (1-a) =
(4) 66.7%或0.667
【详解】（1）由信息可知，第一步即反应i：CH4(g)+CO2(g)→C(ads)+2H2(g)+CO2(g) ΔH1=E1kJ·mol-1；第二步即反应ii：C(ads)+2H2(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g) ΔH2=E2kJ·mol-1；则反应i+反应ii即得制备合成气总反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，根据盖斯定律可知，该反应的反应热ΔH==(E1+E2)kJ·mol-1，故答案为：E1+E2；
（2）一定条件下ads对CO2也有吸附作用，由题干图示信息可知，25℃下流速为10mL/min时，ads吸附CO2的量最大，故该过程的适宜条件是25℃、10mL/min，故答案为：25℃、10mL/min；
（3）①由题干表中数据可知，当c(CH4)=0.1000mol/L时，=0.0076 mol·L-1·min-1，当c(CH4)=0.2000mol/L时，=0.0153 mol·L-1·min-1，由此可知反应速率与c(CH4)成正比，故该反应的速率方程为：=kc(CH4)mol·L-1·min-1，带入数据可知：0.0227=0.3000k，即得k=0.076，故该反应速率方程为：=0.076c(CH4)mol·L-1·min-1，故答案为：0.076c(CH4)；
②由上述分析可知，反应速率与c(CH4)成正比，若开始时该反应速率为mol·L-1·min-1，α表示任一时刻甲烷的转化率，该时刻下容器中c(CH4)=(1-α) c(CH4)0，则该反应的速率方程为：=kc(CH4)mol·L-1·min-1= k(1-α) c(CH4)0mol·L-1·min-1=(1-α) mol·L-1·min-1，故答案为：(1-α)，
③根据浓度越大反应速率越快，且反应速率与CH4浓度成正比可知，实验测得甲烷浓度由0.400mol·L-1变化到0.200mol·L-1需9.2min，则甲烷浓度由0.200mol·L-1变化到0.100mol·L-1，前者反应速率是后者的两倍，前者变化量也是后者的两倍，故所需时间等于9.2min，故答案为：=；
（4）已知温度为T时，向0.5L恒容密闭容器中充入2molCO2和6molH2，一段时间后达到平衡，测得体系中生成2.5molH2O，压强变为原来的75%，由三段式分析：，，2x+y=2.5mol，，解得：x=1，y=0.5，即平衡时c(CO2)==1.0mol/L，c(H2)==3.0mol/L，c(CH4)==2.0mol/L，c(H2O)==5.0mol/L，反应1的平衡常数K===，CH4选择性=×100%=66.7%，故答案为： ；66.7%。
7．(1)A
(2)
(3) 减小 反应速率决定于反应②。升温，反应①快速平衡逆向移动，c(N2O2)下降。升温对反应②的影响弱于c(N2O2)下降对反应②的影响，故此时升温反应速率下降
(4) 0.05p0 ＜ ＞
【详解】（1）化学反应中正反应的活化能越大，反应速率越慢，根据反应①2NO(g)N2O2(g) ΔH1＜0 快速平衡；②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2＜0 慢反应；可知，两反应均为放热反应，且反应②正反应的活化能更大，故符合条件的图像为选项A，答案选A；
（2）因为化学反应速率由慢反应决定，故2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的v正等于v2正，即k正c2(NO)•c(O2)= k2正c(N2O2)•c(O2)，k正c2(NO) = k2正c(N2O2)，得②k 正= ，反应①快速达平衡时v1正=v1逆，即k1正c2(NO) = k1逆c(N2O2)，得①，将①代入②，故k正=；
（3）NO达到所列转化率需要时间越大，反应速率越小，根据表中数据可知，实验表明温度由30℃升高到90℃，该反应速率减小；
反应速率决定于反应②。升温，反应①快速平衡逆向移动，c(N2O2)下降。升温对反应②的影响弱于c(N2O2)下降对反应②的影响，故此时升温反应速率下降；
（4）假设反应按步进行，NO的转化物质的量为2x，NO2的转化物质的量为2y，根据三段式有：
平衡时气体总物质的量为(6-2x+3-x+2x-2y+y)mol=(9-x-y)mol，则同温同体积时，气体的压强之比等于气体物质的量之比，所以，则9-x-y=4.1，p(NO2)=，则2x-2y=2，y=1.95mol，x=2.95mol，p(O2)= =0.05p0，p(N2O4)= =1.95p0，N2O4(g)2NO2(g)的Kp===；
②反应N2O4(g)2NO2(g)开始时N2O4(g)为2mol、4mol N2O4(g)，后者相当于在前者基础上再加入2mol N2O4(g)，平衡右移，但结果等效于加压，N2O4(g)体积分数增大，但N2O4(g)转化率减小，所以x1＜x2，α1>α2。。
8．(1)+123.5
(2) 0.6 320
(3) CO2+C3H8C3H6+CO+H2O c 通入CO2一方面能消耗催化脱氢的产物氢气，另一方面恒压下容器向外膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡正向移动 氧气会与C3H6发生反应，降低丙烯的产率
【详解】（1）由丙烷与丙烯的结构简式可知，丙烷直接催化脱氢制备丙烯的反应中断裂2个C—H键和1个C—C键，形成1个C=C键和1个H—H键，则反应的∆H=(2×413.4+347.7) kJ∙mol-1-(615+436) kJ∙mol-1=+123.5kJ∙mol-1，故答案为：+123.5；
（2）①由图可知，起始丙烷的压强为100kPa，60min时混合气体的总压强为136kPa，设混合气体中氢气的分压为akPa，由方程式可得：(100—a)kPa+akPa+akPa=136kPa，解得a=36kPa，则0~60min之间，氢气分压的平均变化率为=0.6kPa/min，故答案为：0.6；
②图可知，T1℃时，240min反应达到平衡，混合气体的总压强为180kPa，设混合气体中氢气的分压为bkPa，由方程式可得：(100—b)kPa+bkPa+bkPa=136kPa，解得b=80kPa，则应的平衡常数Kp==320kPa，故答案为：320；
（3）①由图可知，一步法的总反应为二氧化碳与丙烷反应生成丙烯、一氧化碳和水，反应的化学方程式为CO2+C3H8C3H6+CO+H2O，故答案为：CO2+C3H8C3H6+CO+H2O；
③由方程式可知，与直接催化脱氢相比，一步法中增加二氧化碳的浓度，有利于平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，二步法中加入的二氧化碳与反应生成的氢气反应，生成物浓度减小，恒压下容器向外膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，所以相同温度时，直接催化脱氢反应中丙烷的转化率最小，则表示催化脱氢的曲线是c；通入氧化性强于二氧化碳的氧气作为氧化剂的缺点是氧气会与丙烯反应，导致丙烯的产率降低，故答案为：c；通入CO2一方面能消耗催化脱氢的产物氢气，另一方面恒压下容器向外膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡正向移动；氧气会与C3H6发生反应，降低丙烯的产率。
9．(1)N2O(g)+H2(g) =N2(g)+H2O(g) ΔH = −162 kJ mol -1
(2) b b在相对较低的温度下，催化效果较好；且在一定温度范围内，可达到较高的催化效率，便于控制温度
(3) 6 或)
(4) 80% 75%
【详解】（1）I： 2NO(g)+4H2 (g)+O2(g) N2 (g)+4H2O(g) ΔH1=- 574 kJ· mol-1
II： 2NO(g)+3H2(g) +O2(g)N2O(g)+3H2O(g) ΔH2=-412 kJ ·mol-1
根据盖斯定律I－II得H2与N2O反应生成两种无毒物质的热化学方程式N2O(g)+H 2(g) =N2(g)+H2O(g) ΔH = - 574 kJ· mol-1+412 kJ ·mol-1=−162 kJ mol -1；
（2）根据图示，b在相对较低的温度下，催化效果较好；且b在一定温度范围内，可达到较高的催化效率，便于控制温度，所以选用催化剂b。
（3）根据均摊原则，小白球的数目为、大黑球的数目为，白球表示Ti4+、黑球表示O2-，根据TiO2的晶胞图，Ti4+在晶胞中配位数为6；晶胞的密度为g/cm3。
（4）在VL恒容密闭容器中充入lmolNO、2molH2、1molO2，此时起始压强为P0，反应达到平衡时，测得容器内N2O、H2O的物质的量分别为0.1mol、1.5mol。则反应II消耗0.2molNO、0.3molH2、0.1molO2，反应生成0.3molH2O；则反应I生成1.2molH2O，根据反应I方程式，可知反应I消耗0.6molNO、1.2molH2、0.3molO2，同时生成0.3molN2，则NO的平衡效转化率= ；N2 的选择性=；反应后容器中含有0.2molNO、0.5molH2、0.6molO2、0.1molN2O、1.5molH2O、0.3molN2，则反应后的总压强为，反应II的平衡常数Kp= 。
10．(1)2C(s，石墨) + H2(g)=C2H2(g) ΔH= +226.7kJ·mol-1
(2)温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成
(3) C II > 45 kPa
【详解】（1）设①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g) △H1=－393.5kJ·mol－1；
②H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1；
③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=－2599kJ·mol－1；
利用盖斯定律将①×2+②-③×可得：
2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=（-393.5kJ/mol）×2+×（-571.6kJ/mol）-×（-2599 kJ/mol）=+226.7kJ/mol；
（2）加氢合成甲烷时，温度低于500℃时，反应速率低，温度高于500℃，对于副反应CO2(g) +H2(g)CO(g)+H2O(g)，正反应吸热，平衡向生成CO的方向移动程度增大，都不利于甲烷的生成，故答案为：温度低于500 °C ，反应速率低；温度高于500 °C ，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成；
（3）①A．该反应前后气体计量系数不变，故气体体积也始终不变，则气体总体积保持不变不能证明反应达到平衡，A错误；
B．由选项A可知，该反应前后气体计量系数不变，且所有的反应物和产物都是气体，则该反应体系的密度始终不变，则混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能证明反应达到平衡，B错误；
C．随着反应的进行一氧化氮在减少，氮气在增大，则一直在变化，故不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；
故选C；
②由反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知，随着的增大，即增大NO的投入量，平衡正向移动，CH4的转化率增大而NO的转化率却减小，由图3所示信息可知，曲线II表示T3K下NO平衡转化率～的关系，由题干反应方程式CH4(g)+4NO(g)⇌ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H<0可知，升高温度平衡逆向移动，则NO的转化率减小，由图中曲线I表示=1时NO平衡转化率～关系图，从图中所示信息可知，T越大，则越小，NO的转化率越小，故Tl＞T2，故答案为：II；＞；
由题干图示信息可知，在=1、T2K下，NO的转化率为40%，根据三段式分析可知，，则该反应平衡时CH4的体积分数为=10%，则此时CH4的平衡分压分别为：p(CH4)==45kPa，p(NO)==30kPa，p(CO2)==5kPa，p(N2)==10kPa，p(H2O)==10kPa，故该反应的标准平衡常数==，故答案为：45kPa；。
11．(1) 三角锥形 中心原子均为sp3杂化，且都只有一对孤电子对，电负性N>P，NH3中的键合电子(共用电子对)离中心原子更近，排斥力更大，键角越大
(2) +160kJ·mol-l = 高温
(3) 0.01 12.5( MPa)-2 B
(4)催化剂不能使平衡发生移动，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，则a点为200℃时使用催化剂甲下的平衡转化率应高于b点的转化率
【详解】（1）NH3中心原子氮原子形成3个共价键且含有1对孤电子对，为sp3杂化，空间构型为三角锥形；NH3的键角大于PH3，原因为：中心原子均为sp3杂化，且都只有一对孤电子对，电负性N>P，NH3 中的键合电子(共用电子对)离中心原子更近，排斥力更大，键角越大；
（2）已知：
Ⅰ.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH1= -92 kJ·mol-1
Ⅱ. C(s)+O2(g)⇌CO2(g) ΔH2= - 394 kJ·mo1-1
Ⅲ. N2(g)+ 3H2(g)+C(s)+O2(g)⇌H2NCOONH4(s) ΔH3= - 646 kJ·mol-1
由盖斯定律可知，Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ得到反应Ⅳ.H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+ CO2(g)，故ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+160 kJ·mol-1；
反应Ⅳ的平衡常数为：K=c2(NH3)c(CO2)，密闭容器中加入H2NCOONH4(s)，保持温度不变，加压平衡常数不变，则新的平衡条件下NH3的浓度为c2=c1；反应Ⅳ为吸热的熵增反应，故在高温条件下能够自发进行；
（3）刚性的密闭容器中，充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ，假设投料均为1mol，起始压强为1MPa；10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则总的物质的量为1.6mol，总的物质的量减小0.4mol，根据N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)可知生成氨气0.4mol、消耗氮气、氢气分别为0.2mol、0.6mol，平衡时氮气、氢气、氨气分别为0.8mol、0.4mol、0.4mol，则10min内v(N2)=MPa/min。此时平衡常数Kp=。
A．当N2的体积分数不变时，说明正逆反应速率相等，平衡不再移动，反应已经达到化学平衡状态，A正确；
B．反应为放热反应，温度升高化学反应速率加快，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，B错误；
C．其他条件不变时，若适当增加N2的用量，平衡正向移动，可以提高H2的平衡转化率，C正确；
D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但不该反应的焓变，故ΔH1不变，D正确；
故选B；
（4）催化剂不能使平衡发生移动，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，则a点为200℃时使用催化剂甲下的平衡转化率应高于b点的转化率，与图像不符，故200°C时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H2的平衡转化率。
12．(1)-48.9
(2) > 因为反应I的ΔH1<0，而反应II的 ΔH2>0，故升高温度反应I左移，而反应II右移，故CH3OH的选择性降低 13%
(3) 31 kJ/mol 加催化剂 越多
【详解】（1）(1)已知：H2(g)、C'H3OH (l)的燃烧热△H分别为- 285.8kJ /mol和- 726. 5kJ/mol，则根据燃烧热的定义列出燃烧热的热化学方程式如下：H2(g) + O2(g)= H2O(l)△H1 =-285.8kJ/mol①，3CH3OH(l) + O2(g) = CO2(g)+ 2H2O(l) △H2 = -726.5kJ /mol②，结合给定反应：CH3OH(l)CH3OH(g)△H3 =+ 38kJ/mol③，
H2O(l)= H2O(g)△H4 = +44kJ /mol ④，根据盖斯定律可知①×3-②+③+④得到CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH (g) + H2O (g)；则反应热△H=△H1×3-△H2+△H3+△H4= -48.9kJ /mol；
（2）①由图可知，相同温度时，二氧化碳的转化率和甲醇的选择性Cat.1均高于Cat.2，则催化效果Cat.1强于Cat.2；
②在210 ~ 270℃间，若温度升高，催化剂的活性降低或更有利于反应6速率增大，会导致甲醇的选择性随温度的升高而下降，温度升高，催化剂的活性降低(或温度升高，更有利于反应b速率增大) ；
③设起始时二氧化碳的物质的量为a，平衡时一氧化碳的物质的量为b，甲醇的物质的量为C，由甲醇的选择性为80%可得×100%=80%，解得c= 4b，由反应方程式可知，反应消耗二氧化碳和氢气的物质的量分别为(4b+b)、(12b + b)，由二氧化碳的转化率为15%可得×100%= 15%，解得a = 33b，则氢气的转化率为×100%=×100%≈13%；
④平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、一氧化碳和水的平衡分压分别为、、，反应b的压强平衡常数；
（3）①根据图像并结合公式可得：9.2= -3.2Ea+ C，3.0= -3.4Ea + C，联立方程，解得Ea = 31 kJ/mol；
②当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线B所示，此时满足：9.2= -3.2Ea+ C， 1.0= -3.6Ea + C，联立方程，解得Ea = 20，活化能减小，则实验可能改变的外界条件是更换了更高效的催化剂；
③此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大的越多。
13．(1)5：1
(2)-267kJ/mol
(3) 有副产物液态燃料甲醇生成 工艺流程长，能耗高，烯烃选择性低等
(4) 6 Fe2O3
(5)
(6) 320°C 使用更高效的催化剂
【详解】（1）两原子之间优先形成σ键。乙烯的结构式如图，中σ键和Π键数目之比5:1。答案为5:1；
（2）由盖斯定律得，反应④=③+2①=-267kJ/mol。答案为-267kJ/mol；
（3）有副产物液态燃料甲醇生成。而工艺流程长，能耗高，同时②反应副产物多烯烃选择性低等。答案为有副产物液态燃料甲醇生成；工艺流程长，能耗高，烯烃选择性低等；
（4）从图看每个Fe周围连了6个O，所以Fe的配位数为6。灰球12个位于棱上，8个位于体内，8个顶点，总共Fe为3+8+1=12个。答案为Fe2O3；
（5）由于起始，将n(H2)：n(CO)：n(N2)=2：1：1，设个物质的量分别为2mol、1mol、1mol，同时CO平衡转化率为30%，建立三段式为
，P平= MPa。则Kp=(MPa)-3。答案为；
（6）从图看，320℃时，C2H4选择性较高，条件为C2H4。为了提高烯烃的选择性可以选择更高效的催化剂，有利于主反应。答案为320°C；使用更高效的催化剂。
14．(1)CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g) +2H2O(1) ΔH= - 739 kJ / mol
(2) 吸热 75% 1.29
(3) R 大于 越多
【详解】（1）2H2(g) + CO(g)= CH3OH(1) ΔH1= -116kJ ·mol-1……①，CO(g) +O2(g) =CO2(g) ΔH2= -283 kJ ·mol-1……②，H2(g) +O2(g) =H2O(g) ΔH3= -242 kJ ·mol-1……③，H2O(g) =H2O(1) ΔH4= -44 kJ ·mol-1……④，根据盖斯定律可知，[③+④]×2+②－①，得到甲醇的燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g) +2H2O(1) ΔH= - 739 kJ / mol；故答案为CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g) +2H2O(1) ΔH= - 739 kJ / mol；
（2）根据图像可知，随着温度升高，氢气物质的量分数增大，平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应正反应方向为吸热反应；水碳比为5，令水蒸气物质的量为5mol，甲烷物质的量为1mol，消耗甲烷物质的量为amol，则达到平衡时，n(CH4)=(1-a)mol，n(H2O)=(5-a)mol，n(CO)=amol，n(H2)=3amol，氢气的物质的量分数为0.3，解得a=0.75，即甲烷转化率为75%；达到平衡时CH4、H2O、CO、H2物质的量分数分别为、、0.1、0.3，用分压表示的压强平衡常数Kp=≈1.29；故答案为吸热；75%；1.29；
（3）根据图像可知，y1=-x1×+C，y2=-x2×+C，两式联立解得ΔH=R或R；根据图像以及ΔH表达式可知，ΔH＞ΔH'；该方程说明了当升高相同温度时，ΔH越大，平衡常数的变化值越多；故答案为R或R；＞；越多。
15．(1)
(2) 增大 33.3
(3) M 加入其他气体，体系总物质的量增加，异丁烷摩尔分数x减小。加入，平衡逆向移动，异丁烷转化率减小，平衡时x增加。总结果是随着(异丁烷)增加，x减小：加入稀有气体，对于分子数增加的反应，平衡正向移动，异丁烷转化率增加，平衡时x减小。因此，相同条件下加入稀有气体，平衡时x相对较低。
(4) 空气中与产物中反应生成，同时惰性的加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率。
缺点：空气中对异丁烷或异丁烯深度氧化，使得异丁烯产率降低。
【详解】（1）反应物的总键能-生成物的总键能，除去异丁烷和异丁烯相同的C—C键和C—H键，则反应的(413.4×2+347.7)-615-436=+123.5；
（2）由图可知，温度升高，异丁烷的平衡转化率增大，即反应正向进行，因此反应的平衡常数增大；820K时，异丁烷的平衡转化率=50%，设异丁烷的起始物质的量为1mol，则列三段式有：
则该反应的平衡常数；
（3）加入其他气体，体系总物质的量增加，异丁烷摩尔分数x减小。加入，平衡逆向移动，异丁烷转化率减小，平衡时x增加。总结果是随着(异丁烷)增加，x减小：加入稀有气体，对于分子数增加的反应，平衡正向移动，异丁烷转化率增加，平衡时x减小。因此，相同条件下加入稀有气体，平衡时x相对较低。则(异丁烷)为曲线M；
（4）异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，反应的化学方程式为，由反应物的总键能-生成物的总键能，则该反应的2×[(413.4×2+347.7)+497.3]-(2×615)-2×2×462.8=-234.9，因此该反应的热化学方程式为：；异丁烷氧化脱氢的方法，由于空气中与产物中反应生成，同时惰性的加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，因此可以提高异丁烯产率；但由于空气中对异丁烷或异丁烯深度氧化，会使得异丁烯产率降低。
16．(1)-757
(2)B
(3) 水含量高不利于平衡正向进行 减慢 水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能
(4) 80%
【详解】（1）根据盖斯定律（3+ - ）=-757，答案为：-757；
（2）反应②和反应③均是放热反应且反应③比反应②放出的热量多，所以B正确；故选B；
（3）反应均是可逆反应，水是生成物，水含量高不利于平衡正向进行；由图可知相同时间内水的存在会降低氮的氧化物的还原率，所以水的存在减慢了反应，可能的原因是：水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能；答案为：水含量高不利于平衡正向进行，减慢，水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能；
（4）气体的压强和物质的量成正比；反应前，体系的总压强为120kPa，原料气NO、NO2、NH3比例为1∶1∶2，这些组分的分压依次为30kPa、30kPa、60kPa；设反应中，NO减小的压强为x kPa，根据压强的变化列出三段式：
则30-x+30-x+60-2x+2x+3x=144，解得x=24，即平衡时，NO、NO、NH3、N2和H2O的压强分别为6kPa、6kPa、12kPa、48kPa、72kPa，则脱氮率为，KP=，答案为：80%，。
17．(1) CO2、CH4
(2) D B
(3)3.70
(4) < 依据图像数据得知B和D的化学平衡常数分别为K(B)=2.25、K(D)=3，又i为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数变大
【详解】（1）由图可知，总反应为氢气和二氧化碳反应生成甲烷和水，；甲烷、二氧化碳分子中含碳氢、碳氧极性键，分子为对称结构，为非极性分子；
（2）①反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，故反应i的；
②生成甲醇的反应为放热、气体分子数减小的反应，则低温高压利于平衡正向移动，提高甲醇产率，故选D；
③A．上述反应在恒压体系中进行，所以气体压强始终保持不变，则气体压强不再变化，说明反应达到平衡，A不符合题意；
B．物质的总质量不变，反应的气体分子数减小，则气体平均相对分子质量不再变化，说明反应达到平衡，B符合题意；
C．和的物质的量之比为，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，C不符合题意；
D．和的投料比等于反应的系数比，故物质的量之比为定值，其不会变化，不说明反应达到平衡，D不符合题意；
故选B；
（3）一定条件下，向恒容密闭容器中充入和，只发生上述反应ii，达平衡时，的转化率为80%，则反应氢气2.4mol，生成甲醇、水均为0.8mol，反应后二氧化碳、氢气分别为0.2mol、0.6mol，则该温度下的平衡常数；
（4）B进气比=1:1，设投料均为1mol，二氧化碳转化率为60%，则平衡后二氧化碳、氢气、一氧化碳、水分别为0.4mol、0.4mol、0.6mol、0.6mol，反应为气体分子数不变的反应，则此时；同理，，i为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数变大，故B和D两点的温度。
18．(1)+131.3
(2)mol
(3) D 过多的占用活性点位过多，使反应速率减慢 小于 0.1 50% 、、均为分子晶体，甲醇分子间存在氢键沸点最高：为极性分子并且相对分子质量大于，分子间作用力大于，故沸点比高
【详解】（1）已知：①
②
根据盖斯定律，由①-②得反应③
则反应③的+131.3；
（2）令碳与水反应生成的氢气的物质的量为xmol，则生成的CO为xmol，令CO与水反应生成氢气的物质的量为ymol，则生成的二氧化碳的物质的量为ymol，消耗的CO的物质的量为ymol，平衡时氢气的物质的量为bmol，则xmol + ymol = bmol，平衡时CO的物质的量为cmol，则xmol - ymol = cmol，联立解得x = ，y=，故CO2的物质的量为y=mol；
（3）①A.使用高效催化剂可以加快化学反应速率，但催化剂不能使平衡移动，故和的平衡转化率不变，选项A错误；
B. 才能体现正逆反应速率相等，而时正逆反应速率不相等，反应没有达到化学平衡状态，选项B错误；
C. 温度升高，分子活化能降低，活化分子的百分数增加，单位体积内活化分子碰撞的有效次数增加，反应速率加快，不能说明该反应的正反应是吸热反应，选项C错误；
D.恒温恒容下，向平衡体系中再充入适量的，平衡正向移动，但温度不变，平衡常数不变，选项D正确；
E.恒温恒容下，再加入氨气压强增大但反应物的浓度均不变，和的平衡转化率均不变，选项E错误；
答案选D；
②恒温恒容条件下发生反应，若不变时，过多，过多的占用活性点位过多，使反应速率减慢，反应速率减慢；
③根据图中曲线可知，随着增大，增大，即温度降低，K值增大，故该反应的正反应为放热反应，小于0；
④设的平衡转化率为x，根据三段式可知：
5分钟末达到平衡，测得的体积分数为，则，解得x=50%，5分钟内的平均反应速率0.1；
⑤、、均为分子晶体，甲醇分子间存在氢键沸点最高：为极性分子并且相对分子质量大于，分子间作用力大于，故沸点比高，故的沸点由高到低的顺序是。
19．(1)-304
(2)BC
(3) 0.8 1 1 I
(4)随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减弱
(5)
(6)2Br--2e-=Br2
【解析】(1)
反应4HBr(g)+O2(g)⇌2H2O(g)+2Br2(g)中，ΔH=363kJ/mol×4+498kJ/mol-（467kJ/mol×4+193kJ/mol×2）=-304kJ·mol-1。故答案为：-304；
(2)
A. k正为正反应速率常数，k逆是逆反应速率常数，只与温度和催化剂有关，增大压强k正、k逆均不变，故A错误；B. 升高温度，正逆反应速率均增大，k正和k逆都增大，故B正确；C. 加入催化剂，正逆反应速率均增大，k正和k逆都增大，故C正确；D. k正为正反应速率常数，k逆是逆反应速率常数，只与温度和催化剂有关，增大接触面积，k正和k逆都不变，故答案为：BC；
(3)
①结合实验1、2，v正=k正ca(HBr)·cb(O2)，b=1，再对比实验1和3，得a=1，结合实验3、4，得x=0.8，a=1，b=1。故答案为：0.8；1；1；
②决定反应O2（g）+4HBr（g）⇌2Br2（g）+2H2O（g）速率快慢的基元反应是反应Ⅰ，反应Ⅰ的活化能最大，活化能最大的反应是I(填代号)。故答案为：I；
(4)
根据HBr的转化率与温度、压强的关系图，随着温度升高，三种不同压强下HBr的转化率趋向相等，其原因是随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减弱。故答案为：随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减弱；
(5)
在一定温度下，向恒容密闭容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g)， ，测得起始的压强为10akPa，发生上述反应达到平衡时气体压强为起始压强的， ，x=0.5。该温度下，平衡常数Kp= == (kPa)-1(用含a的代数式表示)。故答案为：；
(6)
常温下，如果将上述反应设计成酸性燃料电池，负极溴离子放电，失电子发生氧化反应生成溴单质，反应式为2Br--2e-=Br2，故答案为：2Br--2e-=Br2。
20．(1)CH3* + CO2*= CH3COO*或CH3*+ H* + CO2*= CH3COO* +H*
(2)ac
(3)+41
(4)ad
(5) a 温度升高后，以副反应(或反应ii )为主，副反应(或反应ii )是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动(其他合理答案也可)
【详解】（1）从图中可以看出，第二个过渡态的活化能最大，则此步为控速步，其基元反应CH3* + CO2*= CH3COO*或CH3*+ H* + CO2*= CH3COO* +H*。
（2）a．增大催化剂表面积，可提高CO2在催化剂表面的接触面积，从而提高二氧化碳在催化剂表面的吸附速率，故正确；
b．从图中可以看出 CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量要低得多，故错误；
c．从图中看出，催化剂2参与的反应中，活化能都比催化剂1参与的相同的反应活化能低，所以催化效果更好的是催化剂2，故正确；
d．使用高活性催化剂能加快反应速率，但不能降低反应焓变，故错误。
故选ac。
（3）从图分析，有热化学方程式① ② 则根据盖斯定律分析，有②-①得热化学方程式CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2=-242+283=+41 kJ·mol-1。
（4）恒温恒容条件下a． CO的分压不再发生变化能说明反应到平衡，故正确；b．该反应前后气体总物质的量的不变，故气体平均相对分子质量始终不变，故气体平均相对分子质量不再发生变化不能说明反应到平衡，故错误；c． 该反应在密闭容器中进行，容器的体积不变，反应体系全为气体，气体总质量不变，故气体密度始终不变，故密度不再发生变化不能说明到平衡，故错误；d． 比值不再发生变化说明该反应到平衡，故正确。故选ad。
（5）①反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，升温反应i逆向移动，反应ii正向移动，故表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是a。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是升温后反应以反应ii为主，该反应为吸热反应，升温正向移动，二氧化碳的转化率增大。
③根据将n(CO2) ： n(H2)=5 ： 16假设，起始加入的二氧化碳为5mol，氢气为16mol，250℃时二氧化碳的转化率为20%，即反应的二氧化碳的量为1mol，体系中一氧化碳和甲醇在含碳产物中的物质的量百分数为50%，即各为0.5mol，
反应i： ，，平衡时二氧化碳为5-1=4mol氢气为16-1.5-0.5=14mol，甲醇为0.5mol，水为0.5+0.5=1mol，一氧化碳为0.5mol，总物质的量为4+14+0.5+1+0.5=20mol，CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=。
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