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吉林高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-10化学反应的热效应
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这是一份吉林高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-10化学反应的热效应，共35页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
吉林高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-10化学反应的热效应
一、单选题
1．（2023·吉林白山·统考模拟预测）科学家实现了聚乙烯塑料转化成高附加值的产品，流程如图所示。下列叙述正确的是
A．聚乙烯不可用作食品外包装材料
B．高温下生物转化比低温下快
C．丙比乙多一个-CH2-
D．甲在碱性介质中能发生水解
2．（2021·吉林长春·统考一模）下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)，说法正确的是
A． ＜0
B．生成HX(g)的反应热与途径有关，所以
C．若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ吸收的热量依次增多
D．Cl2(g)、I2(g)分别发生反应Ⅰ，同一温度下的平衡常数分别为K1、K3，则K1＞K3
3．（2021·吉林·统考模拟预测）中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH<0]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的，反应过程示意图如下，下列说法错误的是
A．过程Ⅰ和过程Ⅲ分别为吸热过程和放热过程
B．反应物总能量高于生成物总能量
C．过程Ⅲ既生成了极性键也生成了非极性键
D．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
二、原理综合题
4．（2023·吉林长春·校联考模拟预测）氮、硫及其化合物都是目前研究的热点。
(1)NO破坏臭氧层的反应过程如图1所示。
已知：O3 (g)+O(g)=2O2 (g) ∆H=−143kJ/mol；
反应2：O(g)+NO2 (g)=O2 (g)+NO(g) ∆H=+57.2kJ/mol。
则反应1的热化学方程式为： 。
(2)利用反应CH4 (g)+2NO2 (g)CO2 (g)+N2 (g)+2H2O(g) ∆H=－868.74kJ/mol，可将NO2进行无害化处理，将2molCH4 (g)和4molNO2加入恒温恒容的密闭容器中(起始压强为120kPa)，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
50
100
150
200
250
300
压强/kPa
120
136
144
148
150
150
150
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，及v=∆p/∆t，分压=总压×物质的量分数，则反应前 50min 内平均反应速率 v(CH4)= kPa/min。
②Kp 为用气体分压表示的平衡常数， 则该温度下该反应的平衡常数 Kp= kPa。
(3)燃煤烟气中硫的回收反应为 2CO(g)+SO2 (g)2CO2 (g)+S(l)。相同条件下，选用 a、b、c 三种催化剂进行反应，生成二氧化碳的物质的量与时间的变化关系如图2所示，催化效果最差的是 。研究发现细小炭粒能将 O2转化为活性氧而加快 SO2 的氧化速率，在干燥和潮湿两种环境中的反应历程如图3所示。活化氧的过程适宜在潮湿环境中进行，理由为 。
(4)间接电解法除N2O。其工作原理如图4所示，已知：H2S2O4是一种弱酸。
①a极是电源 (填“正极”或“负极”)，离子交换膜是 (填“阳离子” 或“阴离子”)交换膜。
②吸收池的工作原理是 (用化学方程式表示)。
5．（2023·吉林白山·统考模拟预测）我国科研团队发现了一种具有超高稳定性的一维钯银合金纳米线催化剂，能高选择性、高稳定性地将CO2还原成甲酸(HCOOH)。化学反应为CO2(g) +H2(g) HCOOH(g) ΔH。
(1)已知：①2HCOOH(g) +O2(g)=2CO2(g) +2H2O(g) ΔH1= -a kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2= -bkJ·mol-1 (a>2b >0) ；
CO2(g)+ H2(g) HCOOH(g) ΔH= kJ·mol-1
(2)在某催化剂作用下，CO2(g) + H2(g) HCOOH(g)的速率方程为v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆 c(HCOOH)(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。若在某温度下，k正= 4k逆，则该反应的平衡常数K= 。加入催化剂，k正 增大的倍数 (填“大于”、 “小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
(3)CO2催化氢化制甲酸的反应历程图(M为过渡金属)如图1所示。
上述循环中，M(CO)4PR3是 (填“催化剂”或“中间产物”)。
(4)在反应器中充入CO2和H2，发生上述反应。化学反应速率随时间的变化关系如图2所示。
若仅改变一个外界条件，t2时刻改变的条件可能是 。在I、II、III三次平衡中， (填“ 能”或“不能”)判断CO2转化率的大小排序，理由为 。
(5)在某催化剂作用下，向恒容密闭反应器中充入1 mol CO2和3 mol H2，发生如下反应：
反应一：CO2(g) + H2(g) HCOOH(g)
反应二：CO2 (g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
测得CO2的平衡转化率CH3OH的选择性(注明：CH3OH的选择性等于CH3OH的物质的量与CO2转化的物质的量之比)与温度的关系如图3所示。
①其他条件不变，升高温度，CO2的平衡转化率增大的原因是 。
②已知F点对应的总压强为36.8 kPa，则CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)在F点对应的温度下，压强平衡常数Kp= (结果保留 2位有效数字)kPa-1。
6．（2023·吉林长春·统考模拟预测）氮和碳及其化合物在工农业生产、环境等方面有重要应用和影响。
回答下列问题：
(1)燃料在汽车发动机中燃烧时会产生污染环境的，加装三元催化转化器可使汽车尾气中的转化为无毒物质。
已知：I．
II．
III．
①反应III对应的 ，该反应能自发进行的条件是在 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下。
②向某绝热恒容密闭容器内充入一定量的和，发生反应III。下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A．容器内气体的密度不再改变B．容器内气体的温度不再改变
C．D．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
③向容积均为的三个恒容密闭容器中分别通入和，发生上述反应III，a、b、c三组实验的反应温度分别记为。恒温恒容条件下反应各体系压强的变化如图所示．则平衡常数由大到小的顺序是 ；实验b中，内，分压的平均变化率为 ，该反应的分压平衡常数 (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(2)汽车三元催化剂中含有铂()、钯()、铑()等贵金属元素。其中形成的晶体，其晶胞结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为。
①该晶体的配位数为 。
②距离最近的两个原子的核间距为 (列出计算式)。
7．（2023·吉林白山·统考模拟预测）“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。
I.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。
已知：H2(g)的燃烧热 ΔH= 一285.8 kJ·mol-1、CO(g)的燃烧热 ΔH=- 283.0 kJ·mol-1
反应①：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.8 kJ·mol-1
反应②： H2O(l)=H2O(g) ΔH2= +44.0 kJ·mol-1
反应③：CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH3
(1)ΔH3= ， 反应③的ΔS (填“>”或“<”)0，反应③在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)恒温条件下，在某恒容密闭容器中；按照n(CO2) ： n(H2) =1：3投料仪发生反应③，起始气体总压强为p0，测得CO2(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到3 min，H2的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1；试在图中绘制出CH3OH(g) 的浓度随时间变化的图像 。
②该反应的平衡常数Kp= (填含 p0的表达式)。
(3)恒温条件下，在某恒压密闭容器中仅发生反应①，当反应达到平衡后，
I.降低温度，CO的平衡转化率 (填“不变”、“减小”或“增大”)；
II.向平衡体系中通入惰性气体，平衡 (填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
8．（2023·吉林长春·统考三模）环己烯是重要的有机化工原料，广泛用于制备各种中间体，进而用于农药、医药、塑料等生产。回答下列问题：
(1)已知：苯()、环己烯()和氢气的燃烧热()分别为：、和。则反应Ⅰ： 。
(2)某温度下，将等物质的量的苯蒸汽和加入刚性容器内发生反应生成气态环己烯，起始总压为，平衡时总压减小了40%，该温度下反应的平衡常数 (保留一位小数)。达到平衡后，欲增加苯的平衡转化率，可采取的措施有 (填标号)。
A．通入惰性气体 B．再加入等物质的量的苯蒸汽和
C．增加催化剂的用量 D．增加氢气的浓度
(3)液相中水作为添加剂苯选择性加氢制备环己烯(反应Ⅰ)过程的示意图如图1，采用能够吸附氢气的含钉催化剂，将氢气以一定速率通入液态苯与水的混合体系中生成环己烯，环己烯会进一步加成生成副产物环己烷。(已知：苯和环己烯在水中的溶解度分别为：和)
①研究表明使用水作为添加剂时，催化剂表面会被一层水吸附层覆盖，使得环己烯的选择性明显提高，原因是 。
②反应温度与苯加氢反应速率的关系如图2所示，温度高于时，苯加氢速率降低的原因可能是 。
(4)环氧环己烷()是有机合成的重要中间体，有着广泛的应用。以环己烯和溴化钠为原料，采用间接电解法是制备环氧环己烷的常用方法，其过程如下图：
①采用无隔膜法电解溶液，阳极电极反应方程式为 。
②从践行绿色发展理念，保护生态环境的角度分析，采用该方法制备环氧环己烷的优点是 。
9．（2023·吉林·统考二模）清洁能源的综合利用以及二氧化碳的研发利用，可有效降低碳排放，均是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径，我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。
I.利用反应：可减少的排放。
(1)的结构式为 ，分子中极性键与非极性键的个数比为 。
(2)图甲是298K时相关物质的相对能量，则上述反应的 kJ/mol。
(3)下列关于该反应的说法错误的是_______。
A．在恒容绝热的条件下，温度不再改变，说明该反应已达平衡状态
B．在恒温恒压的条件下，充入稀有气体氦气，平衡不移动
C．平衡向右移动，平衡常数K一定增大
D．该反应在高温条件下自发
(4)该反应的净反应速率方程：(、为速率常数，只与温度、催化剂、接触面积有关，与浓度无关)。温度为℃时，，温度为℃时，，则 (填“>”、“<”或“=”)。
II.乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标准。国内第一套自主研发的乙烷裂解制乙烯的大型生产装置建成。已知该项目中乙烷制乙烯的反应原理为：
主反应：
副反应：
在一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入7mol。进行反应，达到平衡时和的体积分数均为20%，则
(5)乙烷的总转化率为 (保留4位有效数字)。
(6)该温度下主反应的平衡常数K为 mol/L。
10．（2022·吉林长春·校联考模拟预测）CO2作为未来的重要碳源，其选择性加氢合成CH3OH 一直是研究热点。在CO2加氢合成CH3OH的体系中，同时发生以下反应：
反应i：CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1＜0
反应ii：CO2(g) +H2(g)CO(g) +H2O(g) △H2
(1)反应i在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可以自发进行。
(2)在特定温度下，由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓()。下表为几种物质在298K的标准生成焓，则反应ii的△H2= kJ·mol-1.
物质
H2(g)
CO2(g)
CO(g)
H2O(g)
(kJ·mol-1)
0
-394
-111
-242
(3)在CO2加氢合成CH3OH的体系中，下列说法错误的是_______(填标号)。
A．增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B．若气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡
C．体系达平衡后，若压缩体积，则反应i平衡正向移动，反应ii平衡不移动。
D．选用合适的催化剂可以提高平衡之前CH3OH在单位时间内的产量
(4)某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2 (g)和5molH2(g)， 10min后体系达到平衡，此时H2的转化率为8%，CH3OH 的选择性为50%。已知：CH3OH的选择性x=
①用CO2表示0~10min内平均反应速率v(CO2)= 。
②反应i的平衡常数K (写出计算式即可)。
(5)维持压强和投料不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，二氧化碳的转化率α(CO2) 和甲醇的选择性x(CH3OH)随温度变化的关系如图所示：
已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应i和反应ii，分析235℃后曲线变化的原因。
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是 ；
②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是 。
11．（2022·吉林长春·统考模拟预测）乙酸是一种合成纤维、医药、农药、染料和粘合剂的重要的化工原料，也是优良的有机溶剂。
(1)已知CO的燃烧热为283kJ/mol；CH3OH的燃烧热为725kJ/mol；CH3COOH的燃烧热为870kJ/mol。试写出由CO与CH3OH制取CH3COOH的热化学方程式： 。
(2)工业上制取一氧化碳常用焦炭与氧气和二氧化碳反应。
已知：C(s)+O2(g)⇌CO(g) △H1=-110.5kJ/mol ①
C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) △H2=+552.5kJ/mol ②
工业上将一定比例的氧气和二氧化碳投入焦炭炉中反应，不同温度下，达到平衡时氧气和二氧化碳体积分数如图：
试解释随温度的升高氧气与二氧化碳的变化趋势的原因： ；在850℃时反应炉中达到热平衡，则通入的n(O2)：n(CO2)= (填，最简单整数比)；此时反应器中压强为p0，则反应②的Kp= 。
(3)650℃向某1L容器中投入1mol甲醇和不同物质的量的一氧化碳，测得平衡时反应物或生成物的体积分数如图：
则曲线c表示的物质是 ；e点CO的转化率为 ；(用分数表达或保留三位有效数字)在M点平衡状态下进行压缩，则重新达到平衡，M点可能移到： 。(填“不变”“O”“N”或“P”)。
12．（2021·吉林松原·统考模拟预测）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
如反应类型①：Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)反应III的∆H3为 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生反应I，下列能说明反应已达平衡的是_______(填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中减少3mol H2的同时有1mol H2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是 。(填“A”或“B”)
A．COCO2CH3OH+H2O B．CO2COCH3OH
反应类型②：Ⅰ.2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)
Ⅱ.CH2=CH2(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)
Ⅲ.2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
(4)CO2和水反应生成乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应Ⅲ，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是 (填字母)。
A．反应Ⅲ是一个放热反应
B．增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率
C．温度低于300℃时，随温度升高乙烯的平衡产率增大
D．平衡常数：K(N)
(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当 。
13．（2021·吉林长春·统考一模）根据题意回答有关氮的化合物的问题：
(1)随着人类社会的发展，氮氧化物的排放导致一系列问题。NO2形成硝酸型酸雨的化学方程式为 。
一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。
已知：①
②
则 = 。
(2)肼(N2H4)可以用作燃料电池的原料。肼的电子式为 ；一种以液态肼为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。a电极是电极的 极(填“正”或“负”)，a电极的电极反应式为 。
(3)可逆反应： 。
①一定温度下，向体积为0.5L的密闭容器中通入2molNO和1.5molO2反应，平衡时NO的转化率为50%，求该温度下反应的平衡常数K= L/mol。
②在某体积恒定的密闭容器中，通入2mol NO和1molO2，反应经历相同时间，测得不同温度下NO的转化率如图，则150℃时，v(正) v(逆)(填“”、“”或“”)。
③判断在恒温恒容条件下该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A． B．反应容器中压强不随时间变化而变化
C．混合气体颜色深浅保持不变 D．混合气体质量保持不变
14．（2021·吉林四平·校联考模拟预测）甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H3=-41.2 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)则反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)反应②达平衡后采取下列措施，能提高CH3OCH3产率的有___________ (填字母，下同)。
A．使用催化剂 B．升高温度 C．增大压强 D．移出H2O
(3)以下说法能说明反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的有 。
A．H2和CO2的浓度之比为3：1
B．单位时间内断裂3个H-H同时断裂1个C=O
C．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变
D．恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变
E．绝热体系中，体系的温度保持不变
(4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：
已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
①该反应△H (填“＞”“＜”或“=”)0，550℃时，平衡后若充入惰性气体，平衡 (填“正移”“逆移”或“不移动”)。
②650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为 (保留2位有效数字)。
③T℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp= p总。
(5)一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。图中b电极是 (填“正”或“负”)极，写出a电极反应式为 。
15．（2021·吉林长春·统考三模）减少二氧化碳的排放、捕集利用二氧化碳是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)以金属钌作催化剂可以从空气中捕获CO2直接转化为甲醇，其转化如图所示。
如图所示转化中，由第1步至第4步生成1molCH3OH(l)的反应热(ΔH)依次是akJ·mol-1、bkJ·mol-1、ckJ·mol-1、dkJ·mol-1，则该转化总反应的热化学方程式是 。
(2)工业上用CO2和H2反应合成甲醚：2CO2(g)+6H2(g)= CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0。
①向一绝热恒容密闭容器中，加入2molCO2和5molH2发生上述反应，能够说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a.2υ(CO2)=υ(CH3OCH3) b.容器内气体密度保持不变
c.容器内温度保持不变 d.容器内 比值保持不变
②在催化剂存在的恒容密闭容器里，保持CO2、H2初始加入量不变，测得在不同温度下，反应相同的时间，容器内H2的物质的量与温度的关系如图1所示。氢气的物质的量在温度高于800K后增大的可能原因是 (写出一条即可)。
(3)一定条件下，CO2与NH3可合成尿素[CO(NH2)2]：2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(g)+H2O(g)。某温度下，在容积为1L的恒容密闭容器中，按不同氨碳比加入总量为3mol的CO2和NH3混合气体发生反应。反应达到平衡时有关量随氨碳比的变化曲线如图2所示。其中，c表示尿素在平衡体系中的体积百分比。
①表示NH3转化率的曲线是 (填“a”或“b”)；
②M点对应的百分比y= (保留三位有效数字)。
(4)科研人员通过电解酸化的CO2制备CH3OCH3，装置如图所示。
电解过程中，阴极的电极反应式为 ，产生1molO2时，通过质子交换膜的质子的物质的量为 。
参考答案：
1．D
【详解】A．聚乙烯塑料广 泛用于生活，常用作食品外包装材料，选项A错误；
B．在高温下微生物会失去活性，甚至死亡，故高温下生物转化会变慢甚至停止转化，选项B错误；
C．由于乙、丙中的n值未知，无法计算-CH2- 的数目，选项C错误；
D．甲中含有酯基，在碱性介质中能发生水解，选项D正确；
答案选D。
2．D
【详解】A．化学键的断裂要吸热，焓变大于0， △H2＞0，故A错误；
B．反应焓变与起始物质和终了物质有关，与变化途径无关，途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关，所以△H1=△H2+△H3 ，故B错误；
C．途径III是形成化学键的过程，是放热过程，Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，和氢气反应越来越微弱，故形成HCl、HBr、HI化学键所放出的能量逐渐减小，故C错误；
D．途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HI的多，氯气和氢气化合更容易，两反应的平衡常数分别为K1，K3，则K1＞K3，故D正确；
故选：D。
3．D
【详解】A．根据反应过程示意图，过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂的过程，为吸热过程，过程Ⅲ形成化学键，为放热过程，故A正确；
B．属于放热反应，属于反应物总能量高于生成物总能量，故B正确；
C．过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气，H2中的化学键为非极性键，故C正确；
D．催化剂不能改变反应的始态和终态，不能改变反应的焓变ΔH，故D错误；
故选D。
4．(1)O3(g)+NO(g)=O2(g)+NO2(g) ΔH=−200.2kJ/mol
(2) 0.32 810
(3) c 潮湿环境下的活化能低于干燥环境下的活化能，活化能越低越易发生反应
(4) 负极 阳离子 H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3
【详解】（1）根据反应过程，反应1的方程式为O3+NO=NO2+O2，O3(g)+O(g)=2O2(g) ∆H=−143kJ/mol……①，O(g)+NO2 (g)=O2 (g)+NO(g) ∆H=+57.2kJ/mol……②，根据盖斯定律有①-②，则有O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ∆H=(-143-57.2)kJ/mol=-200.2kJ/mol，故答案为O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ∆H=-200.2kJ/mol；
（2）①起始时气体总压强为120kPa，起始时通入2molCH4(g)和4molNO2(g)，根据相同条件下，压强之比等于其物质的量之比，因此甲烷的分压为40kPa，NO2分压为80kPa，令前50min，消耗甲烷分压为xkPa，消耗二氧化氮的分压为2xkPa，生成CO2分压为xkPa，生成N2分压为xkPa，生成水蒸气分压为2xkPa，因此有(40-x)+(80-2x)+x+x+2x=136，解得x=16，前50min内平均反应速率v(CH4)==0.32kPa/min；故答案为0.32；
②令达到平衡时，消耗甲烷分压为xkPa，消耗二氧化氮的分压为2xkPa，生成CO2分压为xkPa，生成N2分压为xkPa，生成水蒸气分压为2xkPa，因此有(40-x)+(80-2x)+x+x+2x=150，解得x=30，用分压表示的平衡常数Kp==810kPa；故答案为810；
（3）根据图2，使用催化剂c时，反应速率相对较低，因此催化剂效果最差的是c；根据图3可知，潮湿环境下，反应活化能低，反应速率快，因此活化氧的过程适宜在潮湿环境中进行；故答案为c；潮湿环境下的活化能低于干燥环境下的活化能，活化能越低越易发生反应；
（4）该装置为电解装置，根据装置图可知，右边电极得到较浓的硫酸，右边电极的反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据电解原理，该电极为阳极，即b为正极，a为负极，阴极反应式为2H++2H2SO3+2e-=H2S2O4+2H2O，根据得失电子数目守恒，H+从右侧向左侧移动，离子交换膜为阳离子交换膜；故答案为负极；阳离子；
根据装置图可知，吸收池中N2O与H2S2O4反应生成N2和H2SO3，根据得失电子数目守恒，其反应方程式为H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3；故答案为H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3。
5．(1)
(2) 4 等于
(3)中间产物
(4) 增大HCOOH浓度 不能 两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小
(5) 反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大 3.9 ×10-3
【详解】（1）根据盖斯定律可知，ΔH= ΔH1+ΔH2= kJ·mol-1；
故答案为：；
（2）平衡时v正= v逆，即k正c(CO2)·c(H2)= k逆 c(HCOOH)，即平衡常数K==4；加入催化剂，会加快反应速率，但不影响平衡，故k正 增大的倍数等k逆增大的倍数；
故答案为：4；等于；
（3）根据循环图可知，M(CO)4PR3是CO2发生反应后生成，最终又被消耗的，所以是中间产物；
故答案为：中间产物；
（4）两次平衡移动改变的条件依次是加压或升温、增大甲酸浓度；三次平衡中，不能判断CO2转化率的大小排序，两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小；
故答案为：增大甲酸浓度；不能；两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小；
（5）反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大；在F点状态下，CO2的平衡转化率为20%，CH3OH的选择性为60%，根据原子守恒可得平衡体系中各物质的物质的量：
物质
CO2
HCOOH (g)
CH3OH (g)
H2O (g)
H2
物质的量/mol
0.80
0.08
0.12
0.12
2.56
F点的总物质的量为3.68mol，p(CO2)=36.8 kPa×=8 kPa，p(H2)=25.6 kPa，p(HCOOH)=0.8 kPa，
故答案为：反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大；3.9 ×10-3。
6．(1) -749 低温 BD Ka=Kb>Kc 2
(2) 12
【详解】（1）①由盖斯定律可知，2×II- I即可得到==-749，该反应是气体体积减小的反应，，当时，反应能自发进行，则该反应在低温下能够自发进行；
②A．该反应过程中气体总质量和总体积都不变，气体密度是定值，当容器内气体的密度不再改变时，不能说明反应达到平衡，故A不选；
B．该反应是放热反应，在绝热恒容密闭容器进行，温度一直上升，当容器内气体的温度不再改变时，能说明反应达到平衡，故B选；
C．时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故C不选；
D．该反应过程中气体总质量不变，总物质的量减小，则容器内气体的平均摩尔质量增大，当容器内气体的平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡，故D选；
故选BD；
③恒温恒容条件发生发应Ⅲ，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，随着反应的进行，各容器内压强：pa=pbc，则平衡常数:Ka=Kb>Kc；实验b中，反应IⅢ 中，0-20min内，体系压强从160 kPa减少到140kPa，减小的压强为生成氮气的分压，即△p(N2)=20kPa，所以转化的CO的分压△p(CO)=2△p(N2)=40kPa，起始总压为160kPa，CO和NO的物质的量之比为1:1，即CO的起始分压为80kPa，所以CO分压的平均变化率为=2，列出三段式如下：
。
（2）①由晶胞结构可知，形成的晶体是面心立方堆积，该晶体的配位数为12；
②原子的个数为8=4，该晶胞的质量为g，体积V=，晶胞的边长a=，两个原子的核间距为晶胞体对角线长的，为=
7．(1) -49.6kJ·mol-1 < 低温
(2) 0.5
(3) 增大 向逆反应方向移动
【详解】（1）①：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.8 kJ·mol-1
②：H2O(l)=H2O(g) ΔH2= +44.0 kJ·mol-1
H2(g)的燃烧热 ΔH= -285.8 kJ·mol-1、CO(g)的燃烧热 ΔH=- 283.0 kJ·mol-1；
则③2H2(g) +O2(g) =2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ·mol-1
④2CO(g) O2(g) =2CO2(g)ΔH1=-566 kJ·mol-1
根据盖斯定律①-④+③+②得CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)ΔH3=-90.8 kJ·mol-1+566 kJ·mol-1-571.6 kJ·mol-1+44.0 kJ·mol-1=-49.6kJ·mol-1；反应③气体物质的量减少，ΔS<0，反应③在低温下能自发进行。
（2）①从反应开始到3 min，CO2(g)的浓度降低0.5mol/L，则H2的浓度降低1.5mol/L，平均反应速率v(H2)=mol·L-1·min-1；3min时CO2(g)的浓度降低0.5mol/L，甲醇的浓度增加0.5mol/L、10min时，甲醇的浓度为0.75mol/L，则CH3OH(g) 的浓度随时间变化的图像为 。
②
反应达到平衡状态时，总压强为，该反应的平衡常数Kp= 。
（3）I．CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) 正反应放热，降低温度，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大；
II．恒压条件下向平衡体系中通入惰性气体，容器体积增大，相当于减压，平衡向逆反应方向移动。
8．(1)
(2) 66.7 BD
(3) 环己烯在水中的溶解度相对较小，促使环己烯及时从催化剂表面脱附，降低了生成环己烷的速率，提高环己烯的选择性 反应温度过高，氢气溶解度减小，降低苯加氢的反应速度；反应温度过高使催化剂失活
(4) 溶液可以循环利用，提高了溴原子利用率，减少排放
【详解】（1）根据盖斯定律可知，该反应的反应热；
（2）设起始两者的物质的量为1mol，转化的苯为x mol，根据题给信息可以得到以下三段式：
，同温同体积压强之比=气体的物质的量之比，则，解得x=0.4，此时总压为(1-40%)×1MPa=0.6 MPa，总物质的量=2-2×0.4=1.2mol，平衡常数；
A．通入惰性气体，平衡不移动，苯的转化率不变，A错误；
B．再加入等物质的量的苯蒸汽和相当于加压，平衡正向移动，苯的转化率增大，B正确；
C．增加催化剂的用量平衡不移动，苯的转化率不变，C错误；
D．增加氢气的浓度，平衡正向移动，苯的转化率增大，D正确；
故选BD；
（3）①可以从平衡移动的角度分析，该方法降低了环己烯的浓度，促使平衡正向移动，故答案为：环己烯在水中的溶解度相对较小，促使环己烯及时从催化剂表面脱附，降低了生成环己烷的速率，提高环己烯的选择性；
②气体的溶解度随着温度升高而降低，反应速率减慢，另外，温度过高时，催化剂会失去活性，反应速率会降低，故答案为：反应温度过高，氢气溶解度减小，降低苯加氢的反应速度；反应温度过高使催化剂失活；
（4）①根据图示可知，在阳极，溴离子失去电子生成溴酸根离子，电极方程式为：；
②根据图示可知，该过程中的溴化钠可以循环使用，从而提高了溴的利用率，故答案为：溶液可以循环利用，提高了溴原子利用率，减少排放。
9．(1) O=C=O 6：1
(2)+430
(3)BC
(4)<
(5)57.14%
(6)1
【详解】（1）中存在碳氧双键，结构式为O=C=O；分子中极性键为碳氢键、非极性键为碳碳键，两者个数比为6:1；
（2）图甲是298K时相关物质的相对能量，反应焓变等于生成物的能量和减去反应物的能量和，则的+430 kJ/mol；
（3）A．反应中存在能量的变化，在恒容绝热的条件下，温度不再改变，说明该反应已达平衡状态，A正确；
B．在恒温恒压的条件下，充入稀有气体氦气，体积变大，平衡正向移动，B错误；
C．K只受温度影响，若温度不变，即使平衡向右移动，平衡常数K也不变，C错误；
D．反应为吸热的熵增反应，该反应在高温条件下自发，D正确；
故选BC；
（4）反应平衡时，正逆反应速率相等，温度为℃时，，则，同理，温度为℃时，，反应为吸热反应，升高温度K值变大，故<；
（5）在一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入7mol，达到平衡时和的体积分数均为20%：
反应后乙烷、乙烯、氢气、甲烷分别为7mol-2a、1.5a、a、a，则总的物质的量为7mol+1.5a，，a=2mol；乙烷的总转化率为；
（6）反应后乙烷、乙烯、氢气、甲烷分别为3mol、3mol、2mol，该温度下主反应的平衡常数K= mol/L。
10．(1)低温
(2)+41
(3)C
(4) 0.02mol·L-1 ·min-1
(5) 反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高反应i平衡逆向移动，反应ii平衡正向移动 反应达平衡后，升高温度，反应i使二氧化碳的转化率减小的程度大于反应ii使二氧化碳的转化率增大的程度
【详解】（1）由题干信息可知，反应i：CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1＜0正反应是一个熵减焓减的反应，故该反应在低温下可以自发进行，故答案为：低温；
（2）反应的焓变等于生成物的标准焓之和减去反应物的标准焓之和，故则反应ii的△H2= (-111)+(-242) - (-394) =+41kJ·mol-1，故答案为：+41；
（3）A．增大H2浓度，反应平衡正向移动，CO2的转化率增大，故有利于提高CO2的转化，A正确；
B．该反应CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)前后气体的物质的量之和发生改变，即气体的平均相对分子质量一直改变，则若气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡，B正确；
C．由题干信息可知，反应i是一个气体体积减小的反应，而反应ii是气体体积不变的反应，则体系达平衡后，若压缩体积，即增大压强，则反应i平衡正向移动，导致反应体系中CO2、H2的量减少，H2O的量增大，故反应ii平衡逆向移动，C错误；
D．选用合适的催化剂，可以加快反应速率，故可以提高平衡之前CH3OH在单位时间内的产量，D正确；
故答案为：C；
（4）某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2 (g)和5molH2(g)，10min后体系达到平衡，此时H2的转化率为8%，CH3OH 的选择性为50%，由三段式分析可知：，，则有=8%，解得x=0.1mol，据此分析解题：
①用CO2表示0~10min内平均反应速率(CO2)===0.02 mol·L-1 ·min-1，故答案为：0.02 mol·L-1 ·min-1；
②由上述分析可知，平衡时：c(CO2)==0.8mol/L，同理c(H2)=4.6mol/L，c(CH3OH)=0.1mol/L，c(H2O)=0.2mol/L，故反应i的平衡常数K==，故答案为：；
（5）①反应i为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，反应ii为吸热反应，升高温度平衡正向移动，所以甲醇的选择性随温度升高而下降，故答案为：反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高反应i平衡逆向移动，反应ii平衡正向移动；
②反应i为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率降低，反应ii为吸热反应，升高温度平衡正向移动，二氧化碳的转化率上升，但温度升高对反应i中二氧化碳的转化率降低的影响大于反应ii中二氧化碳的转化率的促进作用，所以二氧化碳的转化率随温度升高也在下降，故答案为：反应达平衡后，升高温度，反应i使二氧化碳的转化率减小的程度大于反应ii使二氧化碳的转化率增大的程度。
11．(1)CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) ∆H=-138kJ/mol
(2) 反应①为放热反应，升高温度平衡逆向移动，O2的体积分数增大，而反应②为吸热反应，随温度升高反应正向进行，故CO2的体积分数降低 6：7 1.96p0
(3) 一氧化碳（或CO） （或93.6%） N
【详解】（1）CO的燃烧热为283kJ/mol，则CO燃烧热表示的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g) ∆H=-283kJ/mol（①），CH3OH的燃烧热为725kJ/mol，则CH3OH燃烧热表示的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-725kJ/mol（②），CH3COOH的燃烧热为870kJ/mol，则CH3COOH燃烧热表示的热化学方程式为CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-870kJ/mol（③），根据盖斯定律，将①+②-③得CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) ∆H=-283kJ/mol+(-725kJ/mol)-(-870kJ/mol)=-138kJ/mol，由CO与CH3OH制取CH3COOH的热化学方程式为CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) ∆H=-138kJ/mol；答案为：CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) ∆H=-138kJ/mol。
（2）反应①为放热反应，升高温度平衡逆向移动，O2的体积分数增大，而反应②为吸热反应，随温度升高反应正向进行，故CO2的体积分数降低；设反应②消耗CO2物质的量为amol，则反应②生成CO物质的量为2amol，在850℃时反应炉中达到热平衡，反应①消耗的O2与反应②消耗的CO2物质的量之比为552.5：(2×110.5)=2.5：1，则反应①消耗的O2物质的量为2.5amol、生成CO物质的量为5amol，平衡时O2的体积分数为5%、CO2的体积分数为25%，CO的体积分数为1-5%-25%=70%，平衡时O2、CO2、CO的物质的量之比为5%：25%：70%=1：5：14，平衡时CO物质的量为2amol+5amol=7amol，则平衡时O2、CO2物质的量依次为0.5amol、2.5amol，通入的n(O2)：n(CO2)=(2.5a+0.5a)mol：(a+2.5a)mol=6：7；平衡时反应器中的压强为p0，则CO2、CO的平衡分压依次为0.25 p0、0.7 p0，反应②的Kp===1.96p0；答案为：反应①为放热反应，升高温度平衡逆向移动，O2的体积分数增大，而反应②为吸热反应，随温度升高反应正向进行，故CO2的体积分数降低；6：7；1.96p0。
（3）650℃向某1L容器中投入1mol甲醇和不同物质的量的一氧化碳，发生反应CO(g)+CH3OH(g)⇌CH3COOH(g)，当投入的CO物质的量为1mol，达到平衡时CO和CH3OH的体积分数相等，图中曲线a、c代表反应物，随着的增大，即相当于增大CO的浓度，平衡正向移动，CH3OH的体积分数减小，曲线a代表CH3OH、曲线c代表CO；e点表示投入的CO为1mol，平衡时CH3OH、CO的体积分数都为0.06，设从起始到平衡转化CO物质的量为xmol，列三段式 ，则=0.06，解得x=，CO的转化率为=≈0.936=93.6%；在M点平衡状态下进行压缩，增大压强，平衡正向移动，平衡时CO的体积分数减小，则M点可能移动到N点；答案为：一氧化碳（或CO）；（或93.6%）；N。
12．(1)-90.4kJ·mol−1
(2)AD
(3)A
(4)增大
(5) AD MPa−3
(6)选择合适的催化剂
【详解】（1）已知反应Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1，反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1，根据盖斯定律，反应Ⅰ-反应Ⅱ得反应III，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3，则ΔH3=ΔH1-ΔH2=（-49.5kJ/mol）-（+40.9kJ•mol-1）=-90.4kJ/mol；
故答案为：-90.4kJ·mol−1；
（2）A.反应I为放热反应，放出的热量使反应温度升高，体系的温度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，A项正确；
B.由于二氧化碳和氢气的起始量之比与化学计量数之比相等，无论反应是否达到平衡，二氧化碳和氢气的转化率均相等，则二氧化碳和氢气的转化率相等不能说明反应已达平衡，B项错误；
C.单位时间内体系中3mol氢气减少和1mol水蒸气增加均代表正反应速率，不能表示正逆反应速率相等，无法判断反应是否已达平衡，C项错误；
D.化学平衡状态是化学反应的最大限度，合成CH3OH的反应限度达到最大说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，D项正确；
故答案为：AD；
（3）由图可知，CO先转化为二氧化碳时甲醇的生成速率大，则反应机理A符合；
故答案为：A；
（4）减小压强平衡向气体总物质的量增大的方向移动，则反应达到平衡，若减小压强，平衡正向移动，导致CO2的转化率增大；
故答案为：增大；
（5）①A．由图表可得当温度过高，CO2的转化率的减小，说明升高温度平衡向逆向移动，向着吸热方向移动，故反应Ⅲ为放热反应。A项正确；
B．增大氢碳比，则氢气的物质的量浓度增大，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，氢气的转化率减小，B项错误；
C．温度低于300℃时，随温度升高二氧化碳转化率降低，平衡逆向移动，乙烯的产率减小，C项错误；
D．升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，则K（M）＞K（N），D项正确；
故答案为：AD；
②M点=3，设n(H2)=3mol、n(CO2)=1mol，CO2的平衡转化率为，
平衡体系中各气体的体积分数等于其物质的量分数，各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压，则CO2的分压为，H2的分压为，C2H4的分压为，H2O的分压为，平衡常数；
故答案为：；
（6）工业上通常通过选择合适催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生；则一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化剂，故答案为选择合适的催化剂；
故答案为：选择合适的催化剂。
13．(1) -867.35
(2) 负
(3) 0.5 BC
【详解】（1）NO2可与水发生反应生成硝酸和NO，形成硝酸型酸雨，其化学方程式为；
根据方程式①
②
可知 是由得到，对应的反应焓变=；
（2）肼的化学式为N2H4，为共价化合物，结合氨气的电子式可知肼的电子式为；根据肼燃料电池的装置图可知，a极肼转化为氮气，失电子被氧化，作原电池的负极，其电极反应式为：，故答案为：；负；；
（3）①一定温度下，向体积为0.5L的密闭容器中通入2mol NO和1.5mol O2反应，平衡时NO的转化率为50%，列出三段式入下：
则该温度下反应的平衡常数K=；
②根据图象可知，反应经历相同时间，测得不同温度下NO的转化率为瞬时转化率，150℃时，反应未达到化学平衡状态，向正反应方向移动，所以v(正) v(逆)；
③A．，速率之比不等于化学计量数之比，不能说明反应达到平衡状态，故A不选；
B．该反应是气体体积减小的反应，反应正向进行时气体的物质的量减小，同条件下气体压强减小，所以当反应容器中压强不随时间变化而变化，可以达到平衡状态，故B选；
C．二氧化氮为红棕色气体，混合气体颜色深浅与二氧化氮的浓度有关，若二氧化氮的浓度保持不变，则可以说明反应已达平衡状态，故C选；
D．该反应体系中各物质均为气体，根据质量守恒定律可知，混合气体质量始终保持不变，所以此时不能说明反应达到平衡状态，故D不选；
综上所述，答案选BC；
14．(1)-246.1
(2)D
(3)DE
(4) ＞ 正移 25% 0.5
(5) 正 N2H4＋4OH－－4e-=N2↑＋4H2O
【详解】（1）2×①＋②＋③得出ΔH=2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3=[2×(-90.7)-23.5-41.2] kJ·mol-1=-246.1 kJ·mol-1；
（2）A．使用催化剂，化学平衡不移动，则CH3OCH3产率不变，故A错误；
B．反应②的正反应为放热反应，升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，则CH3OCH3产率会降低，故B错误；
C．反应②是反应前后气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，则CH3OCH3产率不变，故C项错误；
D．移出H2O，生成物浓度减小，化学平衡正向移动，CH3OCH3产率增大，故D项正确；
故答案为D；
（3）3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3 (g)+CO2(g)的正反应为气体体积缩小的放热反应:
A．H2和CO2的浓度之比为3：1时，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，则无法判断平衡状态，故A项错误；
B．CO2分子中含有2个C=0双键，单位时间内断裂3个H-H同时会产生2个C=0键，断裂1个C=0，表示反应正向进行，说明没有达到平衡状态，故B项错误；
C．恒温恒容条件下，混合气体的密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故C项错误；
D．混合气体的质量不变，混合气体的物质的量为变量，则气体的平均摩尔质量为变量，当气体的平均摩尔质量保持不变时，表明该反应达到平衡状态，故D项正确；
E．该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度保持不变时，表面正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态， E项正确；
故答案为DE。
（4）①根据图象知，随着温度升高，CO2的体积分数降低，说明平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向是吸热反应，即ΔH>0，恒压状态下，充入非反应气体，体积增大，组分浓度降低，平衡向正反应方向移动；
②设CO2浓度变化为x
， ×100%=40.0%，解得x=0.25 mol·L-1，即CO2的转化率为×100%=25%；
③T ℃时，CO的平衡分压为50%p总，CO2的分压为50%p总，Kp==0.5p总；
（5）由图可知，N2H4在a电极上发生氧化反应生成N2，则a电极是负极，b电极是正极；N2H4在a电极上发生失去电子的氧化反应生成N2，则电极反应式为N2H4＋4OH_4e-=N2↑＋4H2O。
15． CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=(a+b+c+d)kJ·mol-1 c、d 温度过高催化剂活性降低，单位时间内氢气的消耗量减小(或800K时反应达到平衡，ΔH＜0，温度升高，氢气的平衡转化率越小) b 36.4 12CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O 4mol
【详解】(1)据图可知该反应中反应物为CO2(g)和H2(g)，在催化剂作用下生成CH3OH(l)和H2O(l)，所以化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)，根据盖斯定律可知该反应的ΔH=(a+b+c+d)kJ·mol-1；
(2)①a．平衡时正逆反应速率相等，但选项未注明是正反应还是逆反应，所以不能说明反应是否达到平衡，a不符合题意；
b．该反应中反应物和生成物均为气体，所以气体总质量不变，容器恒容，则无论是否平衡，容器内的气体密度都不发生改变，不能说明反应是否达到平衡，b不符合题意；
c．容器绝热，而该反应为放热反应，反应未平衡时容器内温度会发生变化，当温度不变时说明反应平衡，c符合题意；
d．初始投料与反应方程式中系数比不相等，则容器内 比值不变时，说明n(CO2)、n(H2)不再改变，反应达到平衡，d符合题意；
综上所述答案为c、d；
②温度过高催化剂活性降低，单位时间内氢气的消耗量减小，导致测定氢气的含量时其物质的量增大，也有可能是因为800K时反应达到平衡，该反应ΔH＜0为放热反应，温度升高，氢气的平衡转化率越小；
(3)①氨碳比越大，即初始投料时NH3的物质的量越大，CO2的物质的量越小，则NH3的转化率越小，所以表示NH3转化率的曲线是b；
②M点是氨碳比为2，则初始时投入2molNH3、1molCO2，氨气的平衡转化率为80.0%，即Δn(NH3)=1.6mol，根据方程式可知此时Δn(CO2)=Δn[CO(NH2)2]= Δn(H2O)=0.8mol，所以此时容器有n(NH3)=0.4mol，n(CO2)=0.2mol，n[CO(NH2)2]=n(H2O)=0.8mol，尿素的体积分数为×100%=36.4%，所以y=36.4；
(4)据图可知左侧电极上CO2转化为CH3OCH3，C元素被还原，所以左侧为阴极，右侧为阳极，电解质溶液显酸性，所以阴极反应为12CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O；阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，产生1mol氧气转移4mol电子，根据电子守恒可知通过质子交换膜的质子的物质的量为4mol。
吉林高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-10化学反应的热效应
一、单选题
1．（2023·吉林白山·统考模拟预测）科学家实现了聚乙烯塑料转化成高附加值的产品，流程如图所示。下列叙述正确的是
A．聚乙烯不可用作食品外包装材料
B．高温下生物转化比低温下快
C．丙比乙多一个-CH2-
D．甲在碱性介质中能发生水解
2．（2021·吉林长春·统考一模）下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)，说法正确的是
A． ＜0
B．生成HX(g)的反应热与途径有关，所以
C．若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ吸收的热量依次增多
D．Cl2(g)、I2(g)分别发生反应Ⅰ，同一温度下的平衡常数分别为K1、K3，则K1＞K3
3．（2021·吉林·统考模拟预测）中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH<0]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的，反应过程示意图如下，下列说法错误的是
A．过程Ⅰ和过程Ⅲ分别为吸热过程和放热过程
B．反应物总能量高于生成物总能量
C．过程Ⅲ既生成了极性键也生成了非极性键
D．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
二、原理综合题
4．（2023·吉林长春·校联考模拟预测）氮、硫及其化合物都是目前研究的热点。
(1)NO破坏臭氧层的反应过程如图1所示。
已知：O3 (g)+O(g)=2O2 (g) ∆H=−143kJ/mol；
反应2：O(g)+NO2 (g)=O2 (g)+NO(g) ∆H=+57.2kJ/mol。
则反应1的热化学方程式为： 。
(2)利用反应CH4 (g)+2NO2 (g)CO2 (g)+N2 (g)+2H2O(g) ∆H=－868.74kJ/mol，可将NO2进行无害化处理，将2molCH4 (g)和4molNO2加入恒温恒容的密闭容器中(起始压强为120kPa)，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
50
100
150
200
250
300
压强/kPa
120
136
144
148
150
150
150
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，及v=∆p/∆t，分压=总压×物质的量分数，则反应前 50min 内平均反应速率 v(CH4)= kPa/min。
②Kp 为用气体分压表示的平衡常数， 则该温度下该反应的平衡常数 Kp= kPa。
(3)燃煤烟气中硫的回收反应为 2CO(g)+SO2 (g)2CO2 (g)+S(l)。相同条件下，选用 a、b、c 三种催化剂进行反应，生成二氧化碳的物质的量与时间的变化关系如图2所示，催化效果最差的是 。研究发现细小炭粒能将 O2转化为活性氧而加快 SO2 的氧化速率，在干燥和潮湿两种环境中的反应历程如图3所示。活化氧的过程适宜在潮湿环境中进行，理由为 。
(4)间接电解法除N2O。其工作原理如图4所示，已知：H2S2O4是一种弱酸。
①a极是电源 (填“正极”或“负极”)，离子交换膜是 (填“阳离子” 或“阴离子”)交换膜。
②吸收池的工作原理是 (用化学方程式表示)。
5．（2023·吉林白山·统考模拟预测）我国科研团队发现了一种具有超高稳定性的一维钯银合金纳米线催化剂，能高选择性、高稳定性地将CO2还原成甲酸(HCOOH)。化学反应为CO2(g) +H2(g) HCOOH(g) ΔH。
(1)已知：①2HCOOH(g) +O2(g)=2CO2(g) +2H2O(g) ΔH1= -a kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2= -bkJ·mol-1 (a>2b >0) ；
CO2(g)+ H2(g) HCOOH(g) ΔH= kJ·mol-1
(2)在某催化剂作用下，CO2(g) + H2(g) HCOOH(g)的速率方程为v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆 c(HCOOH)(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。若在某温度下，k正= 4k逆，则该反应的平衡常数K= 。加入催化剂，k正 增大的倍数 (填“大于”、 “小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
(3)CO2催化氢化制甲酸的反应历程图(M为过渡金属)如图1所示。
上述循环中，M(CO)4PR3是 (填“催化剂”或“中间产物”)。
(4)在反应器中充入CO2和H2，发生上述反应。化学反应速率随时间的变化关系如图2所示。
若仅改变一个外界条件，t2时刻改变的条件可能是 。在I、II、III三次平衡中， (填“ 能”或“不能”)判断CO2转化率的大小排序，理由为 。
(5)在某催化剂作用下，向恒容密闭反应器中充入1 mol CO2和3 mol H2，发生如下反应：
反应一：CO2(g) + H2(g) HCOOH(g)
反应二：CO2 (g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
测得CO2的平衡转化率CH3OH的选择性(注明：CH3OH的选择性等于CH3OH的物质的量与CO2转化的物质的量之比)与温度的关系如图3所示。
①其他条件不变，升高温度，CO2的平衡转化率增大的原因是 。
②已知F点对应的总压强为36.8 kPa，则CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)在F点对应的温度下，压强平衡常数Kp= (结果保留 2位有效数字)kPa-1。
6．（2023·吉林长春·统考模拟预测）氮和碳及其化合物在工农业生产、环境等方面有重要应用和影响。
回答下列问题：
(1)燃料在汽车发动机中燃烧时会产生污染环境的，加装三元催化转化器可使汽车尾气中的转化为无毒物质。
已知：I．
II．
III．
①反应III对应的 ，该反应能自发进行的条件是在 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下。
②向某绝热恒容密闭容器内充入一定量的和，发生反应III。下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A．容器内气体的密度不再改变B．容器内气体的温度不再改变
C．D．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
③向容积均为的三个恒容密闭容器中分别通入和，发生上述反应III，a、b、c三组实验的反应温度分别记为。恒温恒容条件下反应各体系压强的变化如图所示．则平衡常数由大到小的顺序是 ；实验b中，内，分压的平均变化率为 ，该反应的分压平衡常数 (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(2)汽车三元催化剂中含有铂()、钯()、铑()等贵金属元素。其中形成的晶体，其晶胞结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为。
①该晶体的配位数为 。
②距离最近的两个原子的核间距为 (列出计算式)。
7．（2023·吉林白山·统考模拟预测）“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。
I.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。
已知：H2(g)的燃烧热 ΔH= 一285.8 kJ·mol-1、CO(g)的燃烧热 ΔH=- 283.0 kJ·mol-1
反应①：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.8 kJ·mol-1
反应②： H2O(l)=H2O(g) ΔH2= +44.0 kJ·mol-1
反应③：CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH3
(1)ΔH3= ， 反应③的ΔS (填“>”或“<”)0，反应③在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)恒温条件下，在某恒容密闭容器中；按照n(CO2) ： n(H2) =1：3投料仪发生反应③，起始气体总压强为p0，测得CO2(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到3 min，H2的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1；试在图中绘制出CH3OH(g) 的浓度随时间变化的图像 。
②该反应的平衡常数Kp= (填含 p0的表达式)。
(3)恒温条件下，在某恒压密闭容器中仅发生反应①，当反应达到平衡后，
I.降低温度，CO的平衡转化率 (填“不变”、“减小”或“增大”)；
II.向平衡体系中通入惰性气体，平衡 (填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
8．（2023·吉林长春·统考三模）环己烯是重要的有机化工原料，广泛用于制备各种中间体，进而用于农药、医药、塑料等生产。回答下列问题：
(1)已知：苯()、环己烯()和氢气的燃烧热()分别为：、和。则反应Ⅰ： 。
(2)某温度下，将等物质的量的苯蒸汽和加入刚性容器内发生反应生成气态环己烯，起始总压为，平衡时总压减小了40%，该温度下反应的平衡常数 (保留一位小数)。达到平衡后，欲增加苯的平衡转化率，可采取的措施有 (填标号)。
A．通入惰性气体 B．再加入等物质的量的苯蒸汽和
C．增加催化剂的用量 D．增加氢气的浓度
(3)液相中水作为添加剂苯选择性加氢制备环己烯(反应Ⅰ)过程的示意图如图1，采用能够吸附氢气的含钉催化剂，将氢气以一定速率通入液态苯与水的混合体系中生成环己烯，环己烯会进一步加成生成副产物环己烷。(已知：苯和环己烯在水中的溶解度分别为：和)
①研究表明使用水作为添加剂时，催化剂表面会被一层水吸附层覆盖，使得环己烯的选择性明显提高，原因是 。
②反应温度与苯加氢反应速率的关系如图2所示，温度高于时，苯加氢速率降低的原因可能是 。
(4)环氧环己烷()是有机合成的重要中间体，有着广泛的应用。以环己烯和溴化钠为原料，采用间接电解法是制备环氧环己烷的常用方法，其过程如下图：
①采用无隔膜法电解溶液，阳极电极反应方程式为 。
②从践行绿色发展理念，保护生态环境的角度分析，采用该方法制备环氧环己烷的优点是 。
9．（2023·吉林·统考二模）清洁能源的综合利用以及二氧化碳的研发利用，可有效降低碳排放，均是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径，我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。
I.利用反应：可减少的排放。
(1)的结构式为 ，分子中极性键与非极性键的个数比为 。
(2)图甲是298K时相关物质的相对能量，则上述反应的 kJ/mol。
(3)下列关于该反应的说法错误的是_______。
A．在恒容绝热的条件下，温度不再改变，说明该反应已达平衡状态
B．在恒温恒压的条件下，充入稀有气体氦气，平衡不移动
C．平衡向右移动，平衡常数K一定增大
D．该反应在高温条件下自发
(4)该反应的净反应速率方程：(、为速率常数，只与温度、催化剂、接触面积有关，与浓度无关)。温度为℃时，，温度为℃时，，则 (填“>”、“<”或“=”)。
II.乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标准。国内第一套自主研发的乙烷裂解制乙烯的大型生产装置建成。已知该项目中乙烷制乙烯的反应原理为：
主反应：
副反应：
在一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入7mol。进行反应，达到平衡时和的体积分数均为20%，则
(5)乙烷的总转化率为 (保留4位有效数字)。
(6)该温度下主反应的平衡常数K为 mol/L。
10．（2022·吉林长春·校联考模拟预测）CO2作为未来的重要碳源，其选择性加氢合成CH3OH 一直是研究热点。在CO2加氢合成CH3OH的体系中，同时发生以下反应：
反应i：CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1＜0
反应ii：CO2(g) +H2(g)CO(g) +H2O(g) △H2
(1)反应i在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可以自发进行。
(2)在特定温度下，由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓()。下表为几种物质在298K的标准生成焓，则反应ii的△H2= kJ·mol-1.
物质
H2(g)
CO2(g)
CO(g)
H2O(g)
(kJ·mol-1)
0
-394
-111
-242
(3)在CO2加氢合成CH3OH的体系中，下列说法错误的是_______(填标号)。
A．增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B．若气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡
C．体系达平衡后，若压缩体积，则反应i平衡正向移动，反应ii平衡不移动。
D．选用合适的催化剂可以提高平衡之前CH3OH在单位时间内的产量
(4)某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2 (g)和5molH2(g)， 10min后体系达到平衡，此时H2的转化率为8%，CH3OH 的选择性为50%。已知：CH3OH的选择性x=
①用CO2表示0~10min内平均反应速率v(CO2)= 。
②反应i的平衡常数K (写出计算式即可)。
(5)维持压强和投料不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，二氧化碳的转化率α(CO2) 和甲醇的选择性x(CH3OH)随温度变化的关系如图所示：
已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应i和反应ii，分析235℃后曲线变化的原因。
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是 ；
②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是 。
11．（2022·吉林长春·统考模拟预测）乙酸是一种合成纤维、医药、农药、染料和粘合剂的重要的化工原料，也是优良的有机溶剂。
(1)已知CO的燃烧热为283kJ/mol；CH3OH的燃烧热为725kJ/mol；CH3COOH的燃烧热为870kJ/mol。试写出由CO与CH3OH制取CH3COOH的热化学方程式： 。
(2)工业上制取一氧化碳常用焦炭与氧气和二氧化碳反应。
已知：C(s)+O2(g)⇌CO(g) △H1=-110.5kJ/mol ①
C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) △H2=+552.5kJ/mol ②
工业上将一定比例的氧气和二氧化碳投入焦炭炉中反应，不同温度下，达到平衡时氧气和二氧化碳体积分数如图：
试解释随温度的升高氧气与二氧化碳的变化趋势的原因： ；在850℃时反应炉中达到热平衡，则通入的n(O2)：n(CO2)= (填，最简单整数比)；此时反应器中压强为p0，则反应②的Kp= 。
(3)650℃向某1L容器中投入1mol甲醇和不同物质的量的一氧化碳，测得平衡时反应物或生成物的体积分数如图：
则曲线c表示的物质是 ；e点CO的转化率为 ；(用分数表达或保留三位有效数字)在M点平衡状态下进行压缩，则重新达到平衡，M点可能移到： 。(填“不变”“O”“N”或“P”)。
12．（2021·吉林松原·统考模拟预测）研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
如反应类型①：Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)反应III的∆H3为 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1∶3投料发生反应I，下列能说明反应已达平衡的是_______(填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中减少3mol H2的同时有1mol H2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是 。(填“A”或“B”)
A．COCO2CH3OH+H2O B．CO2COCH3OH
反应类型②：Ⅰ.2CO2(g)+2H2O(l)CH2=CH2(g)+3O2(g)
Ⅱ.CH2=CH2(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)
Ⅲ.2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
(4)CO2和水反应生成乙烯的反应中，当反应达到平衡时，若减小压强，则CO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)反应Ⅲ，在某铁系催化剂催化下，温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是 (填字母)。
A．反应Ⅲ是一个放热反应
B．增大氢碳比，可以提高H2的平衡转化率
C．温度低于300℃时，随温度升高乙烯的平衡产率增大
D．平衡常数：K(N)
(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当 。
13．（2021·吉林长春·统考一模）根据题意回答有关氮的化合物的问题：
(1)随着人类社会的发展，氮氧化物的排放导致一系列问题。NO2形成硝酸型酸雨的化学方程式为 。
一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。
已知：①
②
则 = 。
(2)肼(N2H4)可以用作燃料电池的原料。肼的电子式为 ；一种以液态肼为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。a电极是电极的 极(填“正”或“负”)，a电极的电极反应式为 。
(3)可逆反应： 。
①一定温度下，向体积为0.5L的密闭容器中通入2molNO和1.5molO2反应，平衡时NO的转化率为50%，求该温度下反应的平衡常数K= L/mol。
②在某体积恒定的密闭容器中，通入2mol NO和1molO2，反应经历相同时间，测得不同温度下NO的转化率如图，则150℃时，v(正) v(逆)(填“”、“”或“”)。
③判断在恒温恒容条件下该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A． B．反应容器中压强不随时间变化而变化
C．混合气体颜色深浅保持不变 D．混合气体质量保持不变
14．（2021·吉林四平·校联考模拟预测）甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H3=-41.2 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)则反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)反应②达平衡后采取下列措施，能提高CH3OCH3产率的有___________ (填字母，下同)。
A．使用催化剂 B．升高温度 C．增大压强 D．移出H2O
(3)以下说法能说明反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的有 。
A．H2和CO2的浓度之比为3：1
B．单位时间内断裂3个H-H同时断裂1个C=O
C．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变
D．恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变
E．绝热体系中，体系的温度保持不变
(4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：
已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
①该反应△H (填“＞”“＜”或“=”)0，550℃时，平衡后若充入惰性气体，平衡 (填“正移”“逆移”或“不移动”)。
②650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为 (保留2位有效数字)。
③T℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp= p总。
(5)一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。图中b电极是 (填“正”或“负”)极，写出a电极反应式为 。
15．（2021·吉林长春·统考三模）减少二氧化碳的排放、捕集利用二氧化碳是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)以金属钌作催化剂可以从空气中捕获CO2直接转化为甲醇，其转化如图所示。
如图所示转化中，由第1步至第4步生成1molCH3OH(l)的反应热(ΔH)依次是akJ·mol-1、bkJ·mol-1、ckJ·mol-1、dkJ·mol-1，则该转化总反应的热化学方程式是 。
(2)工业上用CO2和H2反应合成甲醚：2CO2(g)+6H2(g)= CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0。
①向一绝热恒容密闭容器中，加入2molCO2和5molH2发生上述反应，能够说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a.2υ(CO2)=υ(CH3OCH3) b.容器内气体密度保持不变
c.容器内温度保持不变 d.容器内 比值保持不变
②在催化剂存在的恒容密闭容器里，保持CO2、H2初始加入量不变，测得在不同温度下，反应相同的时间，容器内H2的物质的量与温度的关系如图1所示。氢气的物质的量在温度高于800K后增大的可能原因是 (写出一条即可)。
(3)一定条件下，CO2与NH3可合成尿素[CO(NH2)2]：2NH3(g)+CO2(g)= CO(NH2)2(g)+H2O(g)。某温度下，在容积为1L的恒容密闭容器中，按不同氨碳比加入总量为3mol的CO2和NH3混合气体发生反应。反应达到平衡时有关量随氨碳比的变化曲线如图2所示。其中，c表示尿素在平衡体系中的体积百分比。
①表示NH3转化率的曲线是 (填“a”或“b”)；
②M点对应的百分比y= (保留三位有效数字)。
(4)科研人员通过电解酸化的CO2制备CH3OCH3，装置如图所示。
电解过程中，阴极的电极反应式为 ，产生1molO2时，通过质子交换膜的质子的物质的量为 。
参考答案：
1．D
【详解】A．聚乙烯塑料广 泛用于生活，常用作食品外包装材料，选项A错误；
B．在高温下微生物会失去活性，甚至死亡，故高温下生物转化会变慢甚至停止转化，选项B错误；
C．由于乙、丙中的n值未知，无法计算-CH2- 的数目，选项C错误；
D．甲中含有酯基，在碱性介质中能发生水解，选项D正确；
答案选D。
2．D
【详解】A．化学键的断裂要吸热，焓变大于0， △H2＞0，故A错误；
B．反应焓变与起始物质和终了物质有关，与变化途径无关，途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关，所以△H1=△H2+△H3 ，故B错误；
C．途径III是形成化学键的过程，是放热过程，Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，和氢气反应越来越微弱，故形成HCl、HBr、HI化学键所放出的能量逐渐减小，故C错误；
D．途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HI的多，氯气和氢气化合更容易，两反应的平衡常数分别为K1，K3，则K1＞K3，故D正确；
故选：D。
3．D
【详解】A．根据反应过程示意图，过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂的过程，为吸热过程，过程Ⅲ形成化学键，为放热过程，故A正确；
B．属于放热反应，属于反应物总能量高于生成物总能量，故B正确；
C．过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气，H2中的化学键为非极性键，故C正确；
D．催化剂不能改变反应的始态和终态，不能改变反应的焓变ΔH，故D错误；
故选D。
4．(1)O3(g)+NO(g)=O2(g)+NO2(g) ΔH=−200.2kJ/mol
(2) 0.32 810
(3) c 潮湿环境下的活化能低于干燥环境下的活化能，活化能越低越易发生反应
(4) 负极 阳离子 H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3
【详解】（1）根据反应过程，反应1的方程式为O3+NO=NO2+O2，O3(g)+O(g)=2O2(g) ∆H=−143kJ/mol……①，O(g)+NO2 (g)=O2 (g)+NO(g) ∆H=+57.2kJ/mol……②，根据盖斯定律有①-②，则有O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ∆H=(-143-57.2)kJ/mol=-200.2kJ/mol，故答案为O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ∆H=-200.2kJ/mol；
（2）①起始时气体总压强为120kPa，起始时通入2molCH4(g)和4molNO2(g)，根据相同条件下，压强之比等于其物质的量之比，因此甲烷的分压为40kPa，NO2分压为80kPa，令前50min，消耗甲烷分压为xkPa，消耗二氧化氮的分压为2xkPa，生成CO2分压为xkPa，生成N2分压为xkPa，生成水蒸气分压为2xkPa，因此有(40-x)+(80-2x)+x+x+2x=136，解得x=16，前50min内平均反应速率v(CH4)==0.32kPa/min；故答案为0.32；
②令达到平衡时，消耗甲烷分压为xkPa，消耗二氧化氮的分压为2xkPa，生成CO2分压为xkPa，生成N2分压为xkPa，生成水蒸气分压为2xkPa，因此有(40-x)+(80-2x)+x+x+2x=150，解得x=30，用分压表示的平衡常数Kp==810kPa；故答案为810；
（3）根据图2，使用催化剂c时，反应速率相对较低，因此催化剂效果最差的是c；根据图3可知，潮湿环境下，反应活化能低，反应速率快，因此活化氧的过程适宜在潮湿环境中进行；故答案为c；潮湿环境下的活化能低于干燥环境下的活化能，活化能越低越易发生反应；
（4）该装置为电解装置，根据装置图可知，右边电极得到较浓的硫酸，右边电极的反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据电解原理，该电极为阳极，即b为正极，a为负极，阴极反应式为2H++2H2SO3+2e-=H2S2O4+2H2O，根据得失电子数目守恒，H+从右侧向左侧移动，离子交换膜为阳离子交换膜；故答案为负极；阳离子；
根据装置图可知，吸收池中N2O与H2S2O4反应生成N2和H2SO3，根据得失电子数目守恒，其反应方程式为H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3；故答案为H2O+H2S2O4+N2O=N2+2H2SO3。
5．(1)
(2) 4 等于
(3)中间产物
(4) 增大HCOOH浓度 不能 两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小
(5) 反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大 3.9 ×10-3
【详解】（1）根据盖斯定律可知，ΔH= ΔH1+ΔH2= kJ·mol-1；
故答案为：；
（2）平衡时v正= v逆，即k正c(CO2)·c(H2)= k逆 c(HCOOH)，即平衡常数K==4；加入催化剂，会加快反应速率，但不影响平衡，故k正 增大的倍数等k逆增大的倍数；
故答案为：4；等于；
（3）根据循环图可知，M(CO)4PR3是CO2发生反应后生成，最终又被消耗的，所以是中间产物；
故答案为：中间产物；
（4）两次平衡移动改变的条件依次是加压或升温、增大甲酸浓度；三次平衡中，不能判断CO2转化率的大小排序，两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小；
故答案为：增大甲酸浓度；不能；两次改变条件，使两次平衡移动方向相反，CO2的物质的量的变化量未知，只知II时CO2的转化率最大，不能比较I和III时CO2的转化率大小；
（5）反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大；在F点状态下，CO2的平衡转化率为20%，CH3OH的选择性为60%，根据原子守恒可得平衡体系中各物质的物质的量：
物质
CO2
HCOOH (g)
CH3OH (g)
H2O (g)
H2
物质的量/mol
0.80
0.08
0.12
0.12
2.56
F点的总物质的量为3.68mol，p(CO2)=36.8 kPa×=8 kPa，p(H2)=25.6 kPa，p(HCOOH)=0.8 kPa，
故答案为：反应一的正反应是吸热反应，反应二的正反应是放热反应，升高温度对反应一的影响程度大于反应二，导致CO2的平衡转化率增大；3.9 ×10-3。
6．(1) -749 低温 BD Ka=Kb>Kc 2
(2) 12
【详解】（1）①由盖斯定律可知，2×II- I即可得到==-749，该反应是气体体积减小的反应，，当时，反应能自发进行，则该反应在低温下能够自发进行；
②A．该反应过程中气体总质量和总体积都不变，气体密度是定值，当容器内气体的密度不再改变时，不能说明反应达到平衡，故A不选；
B．该反应是放热反应，在绝热恒容密闭容器进行，温度一直上升，当容器内气体的温度不再改变时，能说明反应达到平衡，故B选；
C．时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故C不选；
D．该反应过程中气体总质量不变，总物质的量减小，则容器内气体的平均摩尔质量增大，当容器内气体的平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡，故D选；
故选BD；
③恒温恒容条件发生发应Ⅲ，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，随着反应的进行，各容器内压强：pa=pb
。
（2）①由晶胞结构可知，形成的晶体是面心立方堆积，该晶体的配位数为12；
②原子的个数为8=4，该晶胞的质量为g，体积V=，晶胞的边长a=，两个原子的核间距为晶胞体对角线长的，为=
7．(1) -49.6kJ·mol-1 < 低温
(2) 0.5
(3) 增大 向逆反应方向移动
【详解】（1）①：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.8 kJ·mol-1
②：H2O(l)=H2O(g) ΔH2= +44.0 kJ·mol-1
H2(g)的燃烧热 ΔH= -285.8 kJ·mol-1、CO(g)的燃烧热 ΔH=- 283.0 kJ·mol-1；
则③2H2(g) +O2(g) =2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ·mol-1
④2CO(g) O2(g) =2CO2(g)ΔH1=-566 kJ·mol-1
根据盖斯定律①-④+③+②得CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)ΔH3=-90.8 kJ·mol-1+566 kJ·mol-1-571.6 kJ·mol-1+44.0 kJ·mol-1=-49.6kJ·mol-1；反应③气体物质的量减少，ΔS<0，反应③在低温下能自发进行。
（2）①从反应开始到3 min，CO2(g)的浓度降低0.5mol/L，则H2的浓度降低1.5mol/L，平均反应速率v(H2)=mol·L-1·min-1；3min时CO2(g)的浓度降低0.5mol/L，甲醇的浓度增加0.5mol/L、10min时，甲醇的浓度为0.75mol/L，则CH3OH(g) 的浓度随时间变化的图像为 。
②
反应达到平衡状态时，总压强为，该反应的平衡常数Kp= 。
（3）I．CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) 正反应放热，降低温度，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大；
II．恒压条件下向平衡体系中通入惰性气体，容器体积增大，相当于减压，平衡向逆反应方向移动。
8．(1)
(2) 66.7 BD
(3) 环己烯在水中的溶解度相对较小，促使环己烯及时从催化剂表面脱附，降低了生成环己烷的速率，提高环己烯的选择性 反应温度过高，氢气溶解度减小，降低苯加氢的反应速度；反应温度过高使催化剂失活
(4) 溶液可以循环利用，提高了溴原子利用率，减少排放
【详解】（1）根据盖斯定律可知，该反应的反应热；
（2）设起始两者的物质的量为1mol，转化的苯为x mol，根据题给信息可以得到以下三段式：
，同温同体积压强之比=气体的物质的量之比，则，解得x=0.4，此时总压为(1-40%)×1MPa=0.6 MPa，总物质的量=2-2×0.4=1.2mol，平衡常数；
A．通入惰性气体，平衡不移动，苯的转化率不变，A错误；
B．再加入等物质的量的苯蒸汽和相当于加压，平衡正向移动，苯的转化率增大，B正确；
C．增加催化剂的用量平衡不移动，苯的转化率不变，C错误；
D．增加氢气的浓度，平衡正向移动，苯的转化率增大，D正确；
故选BD；
（3）①可以从平衡移动的角度分析，该方法降低了环己烯的浓度，促使平衡正向移动，故答案为：环己烯在水中的溶解度相对较小，促使环己烯及时从催化剂表面脱附，降低了生成环己烷的速率，提高环己烯的选择性；
②气体的溶解度随着温度升高而降低，反应速率减慢，另外，温度过高时，催化剂会失去活性，反应速率会降低，故答案为：反应温度过高，氢气溶解度减小，降低苯加氢的反应速度；反应温度过高使催化剂失活；
（4）①根据图示可知，在阳极，溴离子失去电子生成溴酸根离子，电极方程式为：；
②根据图示可知，该过程中的溴化钠可以循环使用，从而提高了溴的利用率，故答案为：溶液可以循环利用，提高了溴原子利用率，减少排放。
9．(1) O=C=O 6：1
(2)+430
(3)BC
(4)<
(5)57.14%
(6)1
【详解】（1）中存在碳氧双键，结构式为O=C=O；分子中极性键为碳氢键、非极性键为碳碳键，两者个数比为6:1；
（2）图甲是298K时相关物质的相对能量，反应焓变等于生成物的能量和减去反应物的能量和，则的+430 kJ/mol；
（3）A．反应中存在能量的变化，在恒容绝热的条件下，温度不再改变，说明该反应已达平衡状态，A正确；
B．在恒温恒压的条件下，充入稀有气体氦气，体积变大，平衡正向移动，B错误；
C．K只受温度影响，若温度不变，即使平衡向右移动，平衡常数K也不变，C错误；
D．反应为吸热的熵增反应，该反应在高温条件下自发，D正确；
故选BC；
（4）反应平衡时，正逆反应速率相等，温度为℃时，，则，同理，温度为℃时，，反应为吸热反应，升高温度K值变大，故<；
（5）在一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入7mol，达到平衡时和的体积分数均为20%：
反应后乙烷、乙烯、氢气、甲烷分别为7mol-2a、1.5a、a、a，则总的物质的量为7mol+1.5a，，a=2mol；乙烷的总转化率为；
（6）反应后乙烷、乙烯、氢气、甲烷分别为3mol、3mol、2mol，该温度下主反应的平衡常数K= mol/L。
10．(1)低温
(2)+41
(3)C
(4) 0.02mol·L-1 ·min-1
(5) 反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高反应i平衡逆向移动，反应ii平衡正向移动 反应达平衡后，升高温度，反应i使二氧化碳的转化率减小的程度大于反应ii使二氧化碳的转化率增大的程度
【详解】（1）由题干信息可知，反应i：CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1＜0正反应是一个熵减焓减的反应，故该反应在低温下可以自发进行，故答案为：低温；
（2）反应的焓变等于生成物的标准焓之和减去反应物的标准焓之和，故则反应ii的△H2= (-111)+(-242) - (-394) =+41kJ·mol-1，故答案为：+41；
（3）A．增大H2浓度，反应平衡正向移动，CO2的转化率增大，故有利于提高CO2的转化，A正确；
B．该反应CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)前后气体的物质的量之和发生改变，即气体的平均相对分子质量一直改变，则若气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡，B正确；
C．由题干信息可知，反应i是一个气体体积减小的反应，而反应ii是气体体积不变的反应，则体系达平衡后，若压缩体积，即增大压强，则反应i平衡正向移动，导致反应体系中CO2、H2的量减少，H2O的量增大，故反应ii平衡逆向移动，C错误；
D．选用合适的催化剂，可以加快反应速率，故可以提高平衡之前CH3OH在单位时间内的产量，D正确；
故答案为：C；
（4）某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2 (g)和5molH2(g)，10min后体系达到平衡，此时H2的转化率为8%，CH3OH 的选择性为50%，由三段式分析可知：，，则有=8%，解得x=0.1mol，据此分析解题：
①用CO2表示0~10min内平均反应速率(CO2)===0.02 mol·L-1 ·min-1，故答案为：0.02 mol·L-1 ·min-1；
②由上述分析可知，平衡时：c(CO2)==0.8mol/L，同理c(H2)=4.6mol/L，c(CH3OH)=0.1mol/L，c(H2O)=0.2mol/L，故反应i的平衡常数K==，故答案为：；
（5）①反应i为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，反应ii为吸热反应，升高温度平衡正向移动，所以甲醇的选择性随温度升高而下降，故答案为：反应i为放热反应，反应ii为吸热反应，温度升高反应i平衡逆向移动，反应ii平衡正向移动；
②反应i为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率降低，反应ii为吸热反应，升高温度平衡正向移动，二氧化碳的转化率上升，但温度升高对反应i中二氧化碳的转化率降低的影响大于反应ii中二氧化碳的转化率的促进作用，所以二氧化碳的转化率随温度升高也在下降，故答案为：反应达平衡后，升高温度，反应i使二氧化碳的转化率减小的程度大于反应ii使二氧化碳的转化率增大的程度。
11．(1)CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) ∆H=-138kJ/mol
(2) 反应①为放热反应，升高温度平衡逆向移动，O2的体积分数增大，而反应②为吸热反应，随温度升高反应正向进行，故CO2的体积分数降低 6：7 1.96p0
(3) 一氧化碳（或CO） （或93.6%） N
【详解】（1）CO的燃烧热为283kJ/mol，则CO燃烧热表示的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g) ∆H=-283kJ/mol（①），CH3OH的燃烧热为725kJ/mol，则CH3OH燃烧热表示的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-725kJ/mol（②），CH3COOH的燃烧热为870kJ/mol，则CH3COOH燃烧热表示的热化学方程式为CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-870kJ/mol（③），根据盖斯定律，将①+②-③得CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) ∆H=-283kJ/mol+(-725kJ/mol)-(-870kJ/mol)=-138kJ/mol，由CO与CH3OH制取CH3COOH的热化学方程式为CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) ∆H=-138kJ/mol；答案为：CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l) ∆H=-138kJ/mol。
（2）反应①为放热反应，升高温度平衡逆向移动，O2的体积分数增大，而反应②为吸热反应，随温度升高反应正向进行，故CO2的体积分数降低；设反应②消耗CO2物质的量为amol，则反应②生成CO物质的量为2amol，在850℃时反应炉中达到热平衡，反应①消耗的O2与反应②消耗的CO2物质的量之比为552.5：(2×110.5)=2.5：1，则反应①消耗的O2物质的量为2.5amol、生成CO物质的量为5amol，平衡时O2的体积分数为5%、CO2的体积分数为25%，CO的体积分数为1-5%-25%=70%，平衡时O2、CO2、CO的物质的量之比为5%：25%：70%=1：5：14，平衡时CO物质的量为2amol+5amol=7amol，则平衡时O2、CO2物质的量依次为0.5amol、2.5amol，通入的n(O2)：n(CO2)=(2.5a+0.5a)mol：(a+2.5a)mol=6：7；平衡时反应器中的压强为p0，则CO2、CO的平衡分压依次为0.25 p0、0.7 p0，反应②的Kp===1.96p0；答案为：反应①为放热反应，升高温度平衡逆向移动，O2的体积分数增大，而反应②为吸热反应，随温度升高反应正向进行，故CO2的体积分数降低；6：7；1.96p0。
（3）650℃向某1L容器中投入1mol甲醇和不同物质的量的一氧化碳，发生反应CO(g)+CH3OH(g)⇌CH3COOH(g)，当投入的CO物质的量为1mol，达到平衡时CO和CH3OH的体积分数相等，图中曲线a、c代表反应物，随着的增大，即相当于增大CO的浓度，平衡正向移动，CH3OH的体积分数减小，曲线a代表CH3OH、曲线c代表CO；e点表示投入的CO为1mol，平衡时CH3OH、CO的体积分数都为0.06，设从起始到平衡转化CO物质的量为xmol，列三段式 ，则=0.06，解得x=，CO的转化率为=≈0.936=93.6%；在M点平衡状态下进行压缩，增大压强，平衡正向移动，平衡时CO的体积分数减小，则M点可能移动到N点；答案为：一氧化碳（或CO）；（或93.6%）；N。
12．(1)-90.4kJ·mol−1
(2)AD
(3)A
(4)增大
(5) AD MPa−3
(6)选择合适的催化剂
【详解】（1）已知反应Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol−1，反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol−1，根据盖斯定律，反应Ⅰ-反应Ⅱ得反应III，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3，则ΔH3=ΔH1-ΔH2=（-49.5kJ/mol）-（+40.9kJ•mol-1）=-90.4kJ/mol；
故答案为：-90.4kJ·mol−1；
（2）A.反应I为放热反应，放出的热量使反应温度升高，体系的温度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，A项正确；
B.由于二氧化碳和氢气的起始量之比与化学计量数之比相等，无论反应是否达到平衡，二氧化碳和氢气的转化率均相等，则二氧化碳和氢气的转化率相等不能说明反应已达平衡，B项错误；
C.单位时间内体系中3mol氢气减少和1mol水蒸气增加均代表正反应速率，不能表示正逆反应速率相等，无法判断反应是否已达平衡，C项错误；
D.化学平衡状态是化学反应的最大限度，合成CH3OH的反应限度达到最大说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，D项正确；
故答案为：AD；
（3）由图可知，CO先转化为二氧化碳时甲醇的生成速率大，则反应机理A符合；
故答案为：A；
（4）减小压强平衡向气体总物质的量增大的方向移动，则反应达到平衡，若减小压强，平衡正向移动，导致CO2的转化率增大；
故答案为：增大；
（5）①A．由图表可得当温度过高，CO2的转化率的减小，说明升高温度平衡向逆向移动，向着吸热方向移动，故反应Ⅲ为放热反应。A项正确；
B．增大氢碳比，则氢气的物质的量浓度增大，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，氢气的转化率减小，B项错误；
C．温度低于300℃时，随温度升高二氧化碳转化率降低，平衡逆向移动，乙烯的产率减小，C项错误；
D．升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，则K（M）＞K（N），D项正确；
故答案为：AD；
②M点=3，设n(H2)=3mol、n(CO2)=1mol，CO2的平衡转化率为，
平衡体系中各气体的体积分数等于其物质的量分数，各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压，则CO2的分压为，H2的分压为，C2H4的分压为，H2O的分压为，平衡常数；
故答案为：；
（6）工业上通常通过选择合适催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生；则一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化剂，故答案为选择合适的催化剂；
故答案为：选择合适的催化剂。
13．(1) -867.35
(2) 负
(3) 0.5 BC
【详解】（1）NO2可与水发生反应生成硝酸和NO，形成硝酸型酸雨，其化学方程式为；
根据方程式①
②
可知 是由得到，对应的反应焓变=；
（2）肼的化学式为N2H4，为共价化合物，结合氨气的电子式可知肼的电子式为；根据肼燃料电池的装置图可知，a极肼转化为氮气，失电子被氧化，作原电池的负极，其电极反应式为：，故答案为：；负；；
（3）①一定温度下，向体积为0.5L的密闭容器中通入2mol NO和1.5mol O2反应，平衡时NO的转化率为50%，列出三段式入下：
则该温度下反应的平衡常数K=；
②根据图象可知，反应经历相同时间，测得不同温度下NO的转化率为瞬时转化率，150℃时，反应未达到化学平衡状态，向正反应方向移动，所以v(正) v(逆)；
③A．，速率之比不等于化学计量数之比，不能说明反应达到平衡状态，故A不选；
B．该反应是气体体积减小的反应，反应正向进行时气体的物质的量减小，同条件下气体压强减小，所以当反应容器中压强不随时间变化而变化，可以达到平衡状态，故B选；
C．二氧化氮为红棕色气体，混合气体颜色深浅与二氧化氮的浓度有关，若二氧化氮的浓度保持不变，则可以说明反应已达平衡状态，故C选；
D．该反应体系中各物质均为气体，根据质量守恒定律可知，混合气体质量始终保持不变，所以此时不能说明反应达到平衡状态，故D不选；
综上所述，答案选BC；
14．(1)-246.1
(2)D
(3)DE
(4) ＞ 正移 25% 0.5
(5) 正 N2H4＋4OH－－4e-=N2↑＋4H2O
【详解】（1）2×①＋②＋③得出ΔH=2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3=[2×(-90.7)-23.5-41.2] kJ·mol-1=-246.1 kJ·mol-1；
（2）A．使用催化剂，化学平衡不移动，则CH3OCH3产率不变，故A错误；
B．反应②的正反应为放热反应，升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，则CH3OCH3产率会降低，故B错误；
C．反应②是反应前后气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，则CH3OCH3产率不变，故C项错误；
D．移出H2O，生成物浓度减小，化学平衡正向移动，CH3OCH3产率增大，故D项正确；
故答案为D；
（3）3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3 (g)+CO2(g)的正反应为气体体积缩小的放热反应:
A．H2和CO2的浓度之比为3：1时，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，则无法判断平衡状态，故A项错误；
B．CO2分子中含有2个C=0双键，单位时间内断裂3个H-H同时会产生2个C=0键，断裂1个C=0，表示反应正向进行，说明没有达到平衡状态，故B项错误；
C．恒温恒容条件下，混合气体的密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故C项错误；
D．混合气体的质量不变，混合气体的物质的量为变量，则气体的平均摩尔质量为变量，当气体的平均摩尔质量保持不变时，表明该反应达到平衡状态，故D项正确；
E．该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度保持不变时，表面正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态， E项正确；
故答案为DE。
（4）①根据图象知，随着温度升高，CO2的体积分数降低，说明平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向是吸热反应，即ΔH>0，恒压状态下，充入非反应气体，体积增大，组分浓度降低，平衡向正反应方向移动；
②设CO2浓度变化为x
， ×100%=40.0%，解得x=0.25 mol·L-1，即CO2的转化率为×100%=25%；
③T ℃时，CO的平衡分压为50%p总，CO2的分压为50%p总，Kp==0.5p总；
（5）由图可知，N2H4在a电极上发生氧化反应生成N2，则a电极是负极，b电极是正极；N2H4在a电极上发生失去电子的氧化反应生成N2，则电极反应式为N2H4＋4OH_4e-=N2↑＋4H2O。
15． CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=(a+b+c+d)kJ·mol-1 c、d 温度过高催化剂活性降低，单位时间内氢气的消耗量减小(或800K时反应达到平衡，ΔH＜0，温度升高，氢气的平衡转化率越小) b 36.4 12CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O 4mol
【详解】(1)据图可知该反应中反应物为CO2(g)和H2(g)，在催化剂作用下生成CH3OH(l)和H2O(l)，所以化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)，根据盖斯定律可知该反应的ΔH=(a+b+c+d)kJ·mol-1；
(2)①a．平衡时正逆反应速率相等，但选项未注明是正反应还是逆反应，所以不能说明反应是否达到平衡，a不符合题意；
b．该反应中反应物和生成物均为气体，所以气体总质量不变，容器恒容，则无论是否平衡，容器内的气体密度都不发生改变，不能说明反应是否达到平衡，b不符合题意；
c．容器绝热，而该反应为放热反应，反应未平衡时容器内温度会发生变化，当温度不变时说明反应平衡，c符合题意；
d．初始投料与反应方程式中系数比不相等，则容器内 比值不变时，说明n(CO2)、n(H2)不再改变，反应达到平衡，d符合题意；
综上所述答案为c、d；
②温度过高催化剂活性降低，单位时间内氢气的消耗量减小，导致测定氢气的含量时其物质的量增大，也有可能是因为800K时反应达到平衡，该反应ΔH＜0为放热反应，温度升高，氢气的平衡转化率越小；
(3)①氨碳比越大，即初始投料时NH3的物质的量越大，CO2的物质的量越小，则NH3的转化率越小，所以表示NH3转化率的曲线是b；
②M点是氨碳比为2，则初始时投入2molNH3、1molCO2，氨气的平衡转化率为80.0%，即Δn(NH3)=1.6mol，根据方程式可知此时Δn(CO2)=Δn[CO(NH2)2]= Δn(H2O)=0.8mol，所以此时容器有n(NH3)=0.4mol，n(CO2)=0.2mol，n[CO(NH2)2]=n(H2O)=0.8mol，尿素的体积分数为×100%=36.4%，所以y=36.4；
(4)据图可知左侧电极上CO2转化为CH3OCH3，C元素被还原，所以左侧为阴极，右侧为阳极，电解质溶液显酸性，所以阴极反应为12CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O；阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，产生1mol氧气转移4mol电子，根据电子守恒可知通过质子交换膜的质子的物质的量为4mol。
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