2023届高三化学一轮专题训练—化学反应原理综合题
1．（2022秋·湖南株洲·高三校考阶段练习）中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力，以为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。
(1)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：
副反应：
①已知 ，则燃烧的热化学方程式 ___________
②500℃时，向1L恒容密闭容器中充入和，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得，体系压强为，则0～20min内，___________，平衡时选择性=___________(选择性= ×100％，保留3位有效数字)。
(2)已知催化加氢合成乙醇的反应原理为： ，设m为起始时的投料比，即。
①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为___________。
②图2中、、从大到小的顺序为___________。
③该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arhenius经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能___________。当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是___________。
2．（2022·福建龙岩·统考一模）Fe-C合金薄带在气氛中进行脱碳处理是生铁炼钢的新路径，可能涉及的反应如下：
①
②
③
④
(1)___________(用含字母的代数式表示)；
(2)1103k时，在刚性容器中加入足量Fe和一定量发生反应③，反应前气体总压为p，tmin后达到平衡，此时的物质的量分数为0.492。
①该反应的___________(写出数学计算式)。
②0~tmin，用单位时间内分压变化表示的反应速率___________。
(3)为了防止脱碳过程中Fe被氧化，需要通入一定比例。
①通入能抑制铁被氧化，原因是___________。
②下图1表示铁元素存在形态与反应温度、水蒸气含量的关系。当，反应温度从845K升到1073K，含铁物质发生反应的化学方程式___________。
(4)对碳的质量分数为4.2%某Fe-C合金进行脱碳处理，保持其他条件相同，脱碳时间、脱碳后碳的质量分数、脱碳温度的关系如图2所示。
①a点脱碳效率___________(填大于、小于或等于)b点。
②c点___________(填“>”“<”或“=”)，理由是___________。
3．（2022·山东·模拟预测）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△H分别为-285.8kJ/mol和-726.5kJ/mol；
②CH3OH(l)=CH3OH(g)△H=+38kJ/mol；
③H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol；
则反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的△H=____kJ/mol。
(2)利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下：
a.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol
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(Cat.1，Cat.2)下经相同反应时间，CO2的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性=×100%]随温度的变化如图所示：
①由图可知，催化效果Cat.1____Cat.2(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____(写出一条即可)。
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b的平衡常数Kp=____。
(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Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius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)。则该反应的活化能Ea=___kJ/mol。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线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，反应速率增大的就____(填“越多”或“越少”)。
4．（2022·甘肃·统考一模）研究碳、氮硫等元素化合物的性质和转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义，对这些元素形成的有毒有害4气体进行处理成为科学研究的热点。请回答下列问题：
(1)可用NH3选择性脱除氮氧化物，已知：
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) H1=+180kJ·mol-1
②5O2(g)+4NH3(g)=4NO(g)+6H2O(1) H2
③4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1) △H3=-2070kJ·mol-1
则△H2=___________kJ mol-1
(2)某研究小组将3molNO、3molNH3和一定量的O2充入2L密闭容器中，在T℃、Ag2O催化剂表面发生反应③，反应9min测得容器中NO的转化率为54%，则此时段内NH3的平均反应速率v(NH3)为___________mol·L-1·min-1。研究表明不同氨氮比[m=]条件下测得NO的残留率与温度关系如下图所示。指出氨氮比m1、m2、m3由大到小的顺序为___________；随着温度不断升高，NO的残留率趋近相同的原因可能是___________
(3)已知反应NO2(g)+SO2(g) NO(g)+SO3(g) H<0，实验测得不同温度T1℃、T2℃下的平衡态中lgp(NO2)和lgp(SO3)两个压强对数的关系如下图所示，实验初始时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等。则a、b两点体系压强pa：pb=________温度为T2时化学平衡常数Kp=_______。。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)；T1_______T2(填“>”“<"或“=”)。
(4)研究人员开发了一种新型的硼、氮共掺杂的多孔石墨烯材料作为正极催化剂的锂-二氧化碳二次电池，实现了碳酸锂在电池中的高度可逆分解，减少CO2的排放，其装置示意图如下图所示，放电时，正极反应式为_______。
5．（2022秋·湖南株洲·高三校考阶段练习）乙烯是制造塑料、橡胶和纤维的基本原料，利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH。回答下列问题：
(1)上述反应的Arrhenius经验公式实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应的活化能Ea=____kJ·mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是____。
(2)在恒容密闭容器中，起始压强相同，反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。则 H____0(填“＞””或“＜”，下同)；a____3；M、N两点的反应速率v逆(M)____v正(N)；M、N两点的化学平衡常数KM____KN。
(3)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中表示H2变化的曲线是____；根据图中点A(630K，0.2)，列出该温度时反应的平衡常数的计算式Kp=____(MPa)-3(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
6．（2022·全国·模拟预测）将CH4和CO2两种引发温室效应气体转化为合成气(H2和CO)，可以实现能量综合利用，对环境保护具有十分重要的意义。
(1)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，此技术在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如图所示。
已知：i.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1
ii.CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) ΔH2=+165kJ·mol-1
①过程I反应的化学方程式为___________。
②该技术总反应的热化学方程式为___________。
③反应i甲烷含量随温度变化如图1，图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线，其中表示2MPa的是___________。
(2)甲烷的水蒸气重整涉及以下反应
I.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1
II.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1
在一密闭体积可变容器中，通入1molCH4和3molH2O(g)发生甲烷的水蒸气重整反应。
①反应II平衡常数K(500℃)___________K(700℃)(填“>”“<”或“=”)。
②压强为P0kPa时，分别在加CaO和不加CaO时，平衡体系H2的物质的量随温度变化如图2所示。温度低于700℃时，加入CaO可明显提高混合气中H2的量，原因是___________。
③500℃时，反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图3所示。则图2中E点和G点CH4的浓度大小关系为c(G)___________c(E)((填“>”“<”或“=”)；结合的图2、图3，计算500℃、P0kPa下反应II的分压平衡常数Kp(用分压代替浓度，分压等于总压×物质的量分数)为___________。
7．（2022·四川·校联考模拟预测）SNCR脱硝技术是指在850℃~100℃时，NOx与NH3发生反应生成N2的过程。回答下列问题：
I.烟气中的SO2也会与NO2反应，对脱硝过程产生影响。反应的热化学方程式为：
(1)已知：
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=akJ/mol
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0kJ/mol
则a=____。
(2)在一定条件下，将SO2与NO2以体积比2：1置于密闭容器中发生上述反应。下列能说明反应达到平衡状态的是____(填正确答案标号)。
A．体系压强保持不变
B．混合气体的颜色保持不变
C．每消耗1molNO2同时生成1molSO2
D．SO3和NO的体积比保持不变
II.某实验室在常压条件下，进行以下实验研究：
已知：850~1100℃时，主要反应为：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)；1100℃以上时，主要反应为：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。
(3)1200℃时，主要反应的平衡常数表达式Kc=____。
(4)某温度时，上述两个反应都有发生。NO转化率随的变化关系如图1所示，NO转化率先上升后下降的原因是____。
(5)如果起始时气体的体积分数(φ)分别为：φ(NO)=φ(NH3)=0.05%，φ(O2)=10%(除SO2外，其它气体不参加反应)，则达到平衡时NO转化率和氨逃逸量(NH3)随温度的变化关系如图2所示，由图分析可知：
①SO2对NO转化率的影响为____。
②SO2对氨逃逸量的影响主要是通过反应生成硫酸盐或硫酸氢盐，反应的化学方程式为____(写出一种即可)。氨逃逸量受影响最大的温度区域是____(填正确答案标号)。
A．775℃~825℃ B．825℃~875℃
C．875℃~925℃ D．925℃~975℃
③850℃时，无硫烟气平衡时混合气体中φ(NO)为____(结果保留两位有效数字)。
8．（2022·辽宁·模拟预测）利用甲烷可以有效降低有害气体对大气的污染，成为当前科学研究的重点课题。
(1)利用CH4和CO2重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2)，还可减少温室气体的排放。已知重整过程中涉及如下反应：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①已知：，则△H1=___________
②恒容密闭容器中CH4、CO2的分压分别为25kPa、20kPa，一定条件下发生反应Ⅰ。已知，某时刻测得，则该时刻___________。
(2)CH4(g)和H2S(g)反应可以生成化工原料CS2(g)和H2(g)。控制体系压强为，当原料初始组成n(CH4)：n(H2S)=1：2，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度的变化如图甲。
①图中表示CS2、CH4变化的曲线分别是_______、______(填字母序号)。
②M点对应温度下，H2S的转化率是_____，反应的Kp=______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(3)在恒容密闭容器中，通入一定量CH4和NO2发生反应，相同时间内测得NO2的转化率与温度的关系如图乙。下列叙述正确的是___________。
A．200℃NO2的平衡转化率大于300℃NO2的平衡转化率
B．b点的v(逆)大于e点的v(逆)
C．c点和d点均处于平衡状态
D．适当升温或增大c(CH4)可提高C点时NO2的转化率和反应速率
(4)CH4燃料电池(NaOH溶液作电解质溶液)的正极反应式为___________。
9．（2022秋·河北石家庄·高三正定中学校考阶段练习）H2是一种清洁能源也是一种重要的化工原料，工业上常利用CO和H2合成可再生能源甲醇。
(1)已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=-566.0kJ·mol-1
2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H2=-1453kJ·mol-1
则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为___________。
(2)利用反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H，可获得化工原料CO，CO2的平衡转化率与温度的关系如图1。
①△H___________(填“>”、“<”或“=”)0。
②240℃时，将2molCO2和2molH2通入容积为8L的恒容密闭容器中，达到平衡时CO2的转化率为50%。此时该反应的平衡常数K=___________。
③该反应在一恒容密闭容器中进行，反应过程如图2，t1时达到平衡，t2时仅改变一个条件，该条件是___________。
(3)300℃时，向一体积为10L的恒容密闭容器中充入1.32molCH3OH和1.2molH2O，发生反应：CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) △H1=+49kJ·mol-1。
①高温下，CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)能自发进行的原因是___________。
②反应经5min达到平衡，测得H2的物质的量为2.97mol。0～5min内，H2的反应速率为______。
③CH3OH(g)与H2O(g)反应相对于电解水制备H2的优点是___________。
10．（2022春·湖南湘潭·高三湘乡市第一中学校考阶段练习）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船把3名航天员送入中国空间站。空间站一种处理CO2的重要方法是对CO2进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步：
(1)固态胺吸收与浓缩CO2
在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应)，再解吸出CO2的简单方法是____。
(2)CO2的加氢甲烷化
H2还原CO2制CH4的部分反应如下：
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+32(g)CH4(g)+H2O(g) △H2=-246kJ·mol-1
回答下列问题：
①反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的△H=___。
②有利于提高甲烷平衡产率的反应条件是___(写一种)。
③科学家研究在催化剂表面上CO2与H2的反应，前三步历程如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用“·”标注，Ts表示过渡态。下列说法中一定正确的是___。
A．第一步历程中只发生了非极性共价键的断裂
B．该转化反应的速率取决于Ts1的能垒
C．·HOCO转化为·CO和·OH的反应△H<0
D．催化剂参与化学反应，能降低反应的活化能，提高反应物的转化率
(3)控制起始时=4，p=1atm，恒容条件下，若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图所示：
①图中代表CH4的曲线是___(填序号)，温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应___(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)化学平衡常数大，反应完全。
②M点时，平衡分压p(CO2)=___atm，反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=____atm-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
11．（2022·河北唐山·统考一模）CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机，有助于实现碳达峰、碳中和。
I.CO2催化加氢制甲醇(CH3OH)
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol
③CO(g)+H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-45.1kJ/mol
(1)反应①的ΔH1=____。
(2)在催化剂作用下CO2加氢可制得甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面；图中*H已省略)。
上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决速步反应的化学方程式为____。
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有____。
A．加压，反应②的平衡不移动，化学平衡常数不变
B．增大H2的浓度，有利于提高CO2的平衡转化率
C．加入催化剂，可以降低反应的反应热
D．及时分离除CH3OH，循环利用CO2和H2，可以提高反应速率和原料的利用率
II：CO2催化(固体催化剂)加氢合成甲烷
主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-165kJ·mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1
在不同催化剂条件下反应相同时间，测得CO2转化率和生成CH4选择性(CH4选择性=)随温度变化的影响如图所示。
(4)对比上述三种催化剂的催化性能，工业上选择的催化剂是Ni-20CeO2/MCM-41，其使用的合适温度为____℃左右(填选项)。
A．300 B．340 C．380 D．420
当温度高于400℃时，CO2转化率和生成CH4选择性均有所下降，其原因可能是____。(答出一点即可)
(5)向某恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，其分压分别为0.85MPa、2.7MPa，在温度t℃，某催化剂催化下发生甲烷化反应，一段时间后，主、副反应均达平衡(不考虑其它副反应)，测得容器内CH4和H2O的分压分别为0.6MPa、1.25MPa，则主反应的分压平衡常数Kp=____MPa-2。
12．（2022春·安徽芜湖·高三安徽师范大学附属中学校考阶段练习）肼()具有高含氢量，被视为一种极具应用潜力的液相化学储氢材料。回答下列问题：
(1)在常规催化剂催化作用下，25℃时，在一硬质玻璃烧瓶中，足量分解发生如下两个反应：
反应i：
反应ii：
①平衡时，测得烧瓶中压强为，，则___________，反应的平衡常数___________。
②若①中反应平衡后，保持温度不变，瞬间将反应容器容积扩大2倍，则(1)的转化率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”),反应再次平衡后，p(NH3)=___________kPa。c(N2):c(H2)= ___________
(2)为了研究反应的热效应，我国的科研人员计算了在一定范围内下列反应的平衡常数。
i.
ii.
iii.
和的线性关系图如下所示：
①___________(填“大于”或“小于”)0，的取值范围是___________(填标号)。
A． B． C． D．
②对于反应，图中___________(填“大于”“小于”或“等于”)。
13．（2022·陕西·统考一模）研究，CO2的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。
(1)工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2]，2NH3(g) +CO2(g) H2O(l)+CO(NH2)2(s) ΔH=—178kJ·mol-1。氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物，易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。
已知：H2NCOOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)
①恒温恒容时，开始加入一定量的H2NCOONH4(s)，下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是_______ (填标号) 。
A．气体的平均相对分子质量不变
B．v正 (NH3)=2v逆(CO2)
C．容器内总压强不再改变
D． NH3的体积分数不再改变
②已知：RlnKp =- +C(R、C为常数)。根据实验数据得到如图所示，则该反应的反应热ΔH =_____。
③T1°C时，在1 L的密闭容器中充入CO2和NH3模拟工业生产尿素， =x，如图所示是CO2平衡转化率(α)与x的关系。
图中A点NH3的平衡转化率α =___________%；当x=1.0时，若起始的压强为p0kPa，水为液态，平衡时压强变为起始的。该温度下反应的平衡常数是___________。
(2)以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下：
I．2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g) +3H2O(g) ΔH1=—122.5 kJ· mol-1
II． CO2(g) +H2(g CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1
CO2和H2的起始投料一定的条件下，发生反应I、II，实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。
已知： CH3OCH3的选择性= 100%。其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线___________(填“①”或“②”)；温度高于300 °C时发生的反应主要是___________(填写反应“I”或“II”)；为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，应选择的反应条件为 ___________(填标号)。
a．低温、低压 b．高温、高压 c．高温、低压 d．低温、高压
14．（2022·湖南长沙·统考模拟预测）研究NOx、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)已知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=，该反应的热化学方程式为_______。
(2)T°C时，存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)。该反应正、逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为：v正=k正c2(NO2)，v逆=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常数)，且lgv正~lgc(NO2)与lgv逆~lgc(N2O4)的关系如图1所示。
①图中表示lgv正~lgc(NO2)的线是_______(填“I”或“II”)。
②T°C时，往刚性容器中充入一定量NO2，平衡后测得c(N2O4)为1.0mol·L-1，则平衡时，v逆=_______(用含a的表达式表示)。
③T°C时，该反应的平衡常数K=_______L·mol-1。
(3)NO可用氨水-臭氧组合高效脱除，与臭氧反应的过程如下：NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH=-200.9kJ·mol-1。在恒容密闭容器中，NO氧化率随值以及温度的变化曲线如图2所示。
①NO氧化率随值增大而增大的主要原因是_______。
②当温度高于100°C时，O3分解产生活性极高的氧原子，此时NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有_______。
(4)NO直接催化分解(如生成N2与O2)也是一种脱硝途径，且在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40°C下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图3所示。请写出NO分解的化学方程式：_______。
15．（2022春·全国·高三专题练习）某兴趣小组了解到空气燃料实验系统可利用二氧化碳和水直接合成甲醇，结合新闻信息他们推测其工作时反应原理如下：
I.CO2(g)+H2O(l) CO(g)+H2(g)+O2(g) H=+akJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H=-bkJ·mol-1
已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-ckJ·mol-1
(1)2CO2(g)+4H2O(l)=2CH3OH(g)+3O2(g)的 H为___________kJ·mol-1
(2)其他条件不变，CO2平衡转化率与温度的关系如下图所示，T1之前CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________
(3)T℃时，在体积为2L的密闭容器中加入2molCO和1molH2发生反应，经5min达到平衡，此时H2的浓度为0.1mol·L-1。回答下列问题：
①下列叙述能判断反应达到平衡的是___________(填正确答案标号)；
A．v正(CO)=2v逆(H2)
B．消耗0.1molCO的同时消耗0.1mol的甲醇
C．CO转化率不再变化
D．混合气体的密度不再变化
②0~5min内用CO表示的反应速率为___________，反应的平衡常数K=___________；
③T℃时，向容器中再加入2molCO和1molH2，重新达到平衡时CO的浓度___________(填“大于”“小于”或“等于”)原平衡的2倍。
(4)利用原电池原理同样可以处理CO2变废为宝，下图是“Na-CO2”电池工作原理，吸收的CO2都转化为固体沉积物，其中有二转化为Na2CO3固体，电池正极的电极反应式为___________。
16．（2022·全国·曲阜一中校联考模拟预测）I．回答下列问题：
(1)已知物质A和B在定条件下可以合成物质AB，催化剂K可以高效催化该反应进行。该反应的历程如下：
总：A+B+K=KAB △H＜0；
第一步：A+K=AK △H1＞0(慢)；
第二步：AK+B=AB+K △H2＜0(快)。
能正确表示该历程的图象为____。
注：----为无催化剂的能量曲线，——为有催化剂的能量曲线
A． B．
C． D．
II．乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。羟基氮化硼可高效催化乙烷氧化脱氢制乙烯。
主反应：2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H1=-211.6 kJ·mol-1;
副反应：C2H4(g)=C2H2(g)+H2(g) △H2=+174.3 kJ·mol-1。
(2)主反应分多步进行，其中的部分反应历程如图1所示(图中IS表示起始态，TS表示过渡态，FS表示终态)。这一部分反应中慢反应的活化能E正=____。
(3)能提高乙烯平衡产率的方法是____，提高乙烯反应选择性的关键因素是____。
(4)工业上催化氧化制乙烯时，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体，即将一定比例的C2H6、O2和N2混合气体以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测得乙烯的产率如图2所示。
①a点____(填“是”或“不是”)对应温度下乙烯的平衡产率，并说明理由____。
②温度较低时乙烯的产率随温度变化不大的主要原因是____。
(5)在一定温度下，维持压强为3 MPa，向反应装置中通入1 mol C2H6、1 mol O2和3 mol N2的混合气体，经过一段时间后，反应达到平衡，若此时乙烷的转化率为80%，假设乙烯选择性为100%(乙烯选择性=×100%)，则该温度下反应2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=____MPa。(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)
17．（2022·全国·模拟预测）CO2的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善，回答下列问题：
Ⅰ．CO2和CH4都是主要的温室气体。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：
物质 H2(g) CO(g) CH4(g)
燃烧热△H(kJ/mol) -285.8 -283.0 -890.3
(1)25℃时，CO2(g)和CH4(g)生成水煤气的热化学方程式为___________。
(2)在恒温恒容装置中通入等体积CO2和CH4，发生上述反应，起始压强为p，CO2的平衡转化率为α。达平衡时，容器内总压为___________。该反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ．CO2制甲醇反应为：。起始投料为不变，研究不同温度、压强下，平衡时甲醇的物质的量分数[x(CH3OH)]的变化规律，如图所示。其中，图在t=250℃下测得，图在下测得。
(3)图中等压过程的曲线是___________(填“a”或“b”)，判断的依据是：___________；
(4)当时，反应条件可能为___________或___________。
Ⅲ．运用电化学原理可以很好利用CO2资源。
(5)火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li- CO2电池供电，其反应机理如下图：
电池中的“交换膜”应为___________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。写出CO2电极反应式：___________。
18．（2022·上海宝山·统考一模）煤是一种常见的矿物燃料，其综合作用有煤的气化、煤的干馏和煤的液化等。煤的气化主要反应原理如下：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)-131.3kJ。请回答下列问题：
(1)在一定体积的容器内发生上述反应，假设有42克CO生成，需要吸收的热量是____kJ。
(2)该反应的平衡常数表达式是K=____。
(3)反应中H2O的浓度随时间的变化如表：
时间(分钟)/温度(℃) 1300℃ 高于1300℃
0 2mol/L 2mol/L
2 amol/L bmol/L
4 1.4mol/L cmol/L
6 1.23mol/L cmol/L
8 1.23mol/L cmol/L
①根据表中数据计算1300℃时，4分钟内的反应速率____mol L-1 min-1。
②表中a____b，c____1.23mol/L(选填“>”、“<”或“=”)。
③1300℃时，判断该反应达到化学平衡状态的依据是____。
A．容器内压强保持不变
B．v(H2)=v(H2O)
C．容器内密度保持不变
D．碳的浓度保持不变
参考答案：
1．(1) 0.1 66.7％
(2) 31 使用更高效的催化剂(或增大催化剂比表面积)
【解析】（1）
由盖斯定律可知，==；
②初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得，则H2O的物质的量为5mol，体系压强为，相同条件下压强比等于物质的量比，则反应后总的物质的量为（4+12）×=12mol；
设主反应消耗的物质的量为x，则消耗的物质的量为4x，生成、的物质的量分别为x、2x；
则副反应生成的物质的量为5 mol -2x；则副反应生成的物质的量为mol 5-2x，消耗、的物质的量分别为5 mol -2x、5 mol -2x；
则反应后总的物质的量为：
4 mol -x-(5 mol -2x)+12 mol -4 x-(5 mol -2x)+ x+（5 mol -2x）+5 mol =12 mol
解得x =2mol；
则0～20min内，，平衡时选择性=；
（2）
①反应为放热反应，其它条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的转化率下降，结合图可知，图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为T3>T2>T1；
②其它条件相同时，增加氢气的量，会促进二氧化碳的转化，提高三氧化碳的转化率，则图2中、、从大到小的顺序为>>。
③，作为活化能为直线斜率的相反数，a的斜率为，故31；当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，b的斜率的相反数减小，则反应的活化能减小，故实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂(或增大催化剂比表面积)。
2．(1)(c-3b)
(2)
(3) 增大了反应②③④的逆反应速率 Fe3O4+H23FeO+H2O
(4) 大于 > 相同温度下，反应从30min→50min，碳的质量分数继续下降
【解析】(1)
已知：②
③
根据盖斯定律，由④=③-3②得反应④，则-3=(c-3b)kJ/mol，答案为(c-3b)；
(2)
，反应前后气体分子数不变，压强不变，反应达平衡时总压仍为p，此时氢气的物质的量分数为0.492，则水蒸气的物质的量分数为0.508，氢气分压为0.492p、水蒸气分压为0.508p。
①该反应的；
②0~tmin，用单位时间内分压变化表示的反应速率=；
(3)
①通入增大了反应②③④的逆反应速率，从而抑制铁被氧化；
②当，反应温度从845K升到1073K，从图示可看出为四氧化三铁转化为氧化亚铁的过程，含铁物质发生反应的化学方程式为：Fe3O4+H23FeO+H2O；
(4)
由图示可看出，a点碳的质量分数虽然大于b点，为倍，但a点所用时间是b点的，脱碳效率a点大于b点；答案为大于；
②相同温度下，反应从30min→50min，碳的质量分数继续下降，说明反应向正方向进行，故c点>；答案为>。
3．(1)-48.9
(2) > 温度升高，催化剂的活性降低(或反应b为吸热反应，温度升高更有利于反应b进行) 13% 2.0×10-3(或2.03×10-3)
(3) 31 使用了更高效的催化剂 越多
【解析】（1）
已知：H2(g)、CH3OH(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
CH3OH(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/mol④
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，故本题答案为：-48.9；
（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，故答案为：＞；
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b速率增大，会导致甲醇的选择性随温度的升高而下降，故答案为：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%，平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、一氧化碳和水的物质的量分别为(33b—5b)、(99b—13b)、4b、b和5b，设平衡时压强为P，二氧化碳、氢气、一氧化碳和水的平衡分压分别为、、和，反应b的压强平衡常数Kp=≈2×10-3≈2.03×10-3，故答案为：13%；2×10-3(或2.03×10-3)。
（3）
根据图象并结合公式可得：9.2=-3.2Ea+C，3.0=-3.4Ea+C，联立方程，解得Ea=31，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；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；就故答案为：31；更换了更高效的催化剂；越多。
4．(1)-1170
(2) 0.06 m3>m2>m1 放热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO残留率上升，达到拐点之后，随着温度升高，NO的残留率趋近相同说明温度对平衡的影响占主导地位，对NO残留率的影响大于氨氮比
(3) 1:10 <
(4)3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C
【分析】根据盖斯定律可通过已知热化学方程式求出待求热化学方程式的焓变；根据平衡移动原理分析影响化学平衡移动的因素，根据平衡常数随温度的变化规律分析反应平衡常数随温度的变化情况；
(1)
由盖斯定律可知，②=5×①+③，故△H2=5×(+180kJ·mol-1)+( -2070kJ·mol-1)= -1170kJ·mol-1
(2)
由化学方程式体现的量的关系可知，v(NH3)== mol·L-1·min-1。反应中增加氨气的量利于一氧化氮的转化，由图可知在T0温度前，同温下m1的NO的残留率最高，及NO转化率最低，则m1最小，故m1、m2、m3由大到小的顺序为m3>m2>m1；温度和氨氮比都对NO残留率有影响，反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO残留率上升，达到拐点之后，随着温度升高，NO的残留率趋近相同说明温度对平衡的影响占主导地位，对NO残留率的影响大于氨氮比；
(3)
反应为气体分子数不变的反应，改变压强平衡不移动；实验初始时体系中的p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等，则平衡体系中p(NO2)和p(SO2)相等、p(NO)和p(SO3)相等；a点lgp(SO3)=0、lgp(NO2)=1，即p(SO3)=1、lgp(NO2)=10，则pa=1+1+10+10=22；同理可求pb=220，则pa：pb=22:220=1:10；
由图中c点可知，温度为T2时，p(NO2)=p(SO2)=100，p(NO)=p(SO3)=1，则化学平衡常数Kp=；同理可知T1时，化学平衡常数Kp=；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，故T1
多孔石墨烯材料作为正极催化剂的锂-二氧化碳二次电池，则二氧化碳在正极放电发生还原反应生成碳，电极式为：3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C。
5．(1) 30 加入催化剂或增大催化剂比表面积
(2) ＜ ＞ ＜ ＞
(3) a
【详解】（1）将(3.2，9.0)、(3.4，3.0)分别代入到Rlnk=-- +C中得到 ，解得Ea=30kJmol-1；将(3.6，1.0)、(3.2，9.0)分别代入到Rlnk=- +C中得到 ，解得Ea=15kJmol-1，与a相比，活化能降低，则实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂或增大催化剂比表面积；
（2）投料比越大，平衡向正反应方向移动，CO2平衡转化率增大，故a>3；升高温度，CO2平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动， H<0，温度越低，化学反应速率越小，K越小，，则；该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，平衡常数减小，M、N两点的反应平衡常数>；
（3）由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比，由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1:3，d和b表示的物质的物质的量分数之比为1:4，则结合化学计量数之比可以判断，表示氢气变化的曲线是a，乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c，b表示水蒸气；原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1Mpa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，二氧化碳的物质的量分数均为0.2，则氢气的物质的量分数为二氧化碳的三倍，即氢气的物质的量分数均为 0.6，该温度下反应的平衡常数K=
6．(1) CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4kJ/mol CH4(g)+ 3CO2(g) 4CO(g)+ 2H2O(g) △H=+329.8kJ/mol b
(2) > 加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应I、II的化学平衡正向移动，氢气含量增大 > 1
【分析】根据盖斯定律，由已知热化学方程式求出所求热化学方程式；由题中图示可知，过程II的反应分两步，依据各步反应可判断；根据催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡移动，则使用不同的催化剂，达平衡时CH4转化率是一样的予以判断；根据化学平衡“三段式”计算CO2的分压，v(CO)，Kp的值。
【详解】（1）①由题图可知，过程I发生CH4+CO2 2CO+2H2反应，根据I．CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.2kJ/mol ；II．CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165kJ/mol；根据盖斯定律，则I×2+II得：Ⅲ．CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH3=2ΔH1+ ΔH2=2×206.2kJ/mol+(-165kJ/mol)=+247.4kJ/mol；答案为CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ/mol；
②由题图可知，该技术总反应的化学方程式为CH4(g)+ 3CO2(g) 4CO(g)+ 2H2O(g) 根据盖斯定律，由Ⅲ×2+ II得反应CH4(g)+ 3CO2(g) 4CO(g)+ 2H2O(g) ΔH= ΔH3×2+ ΔH2=+329.8kJ/mol；
③对于吸热反应，压强一定时，升高温度，平衡正向移动，甲烷含量应减少，故排除曲线c、d；温度一定时，增大压强，平衡逆向移动，甲烷含量将增加，故曲线b表示2MPa时的甲烷含量曲线；
（2）①反应II是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数K(500℃) >K(700℃)；
②CaO为碱性氧化物，加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应II的化学平衡正向移动，CO浓度降低，反应Ⅰ的平衡也正向移动，使氢气含量增大，故答案为：加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应I、II的化学平衡正向移动，氢气含量增大；
③500°C时， E点压强低于G点压强，G点甲烷浓度大。根据题中图象分析，500°C时， 压强为P0，氢气含量为2.1mol，甲烷转化率为0.6，所以反应I中消耗1mol×0.6 = 0.6molCH4，同时消耗0.6molH2O、生成0.6molCO、生成1.8molH2， 反应Ⅱ生成2.1mol-1.8mol = 0.3molH2，同时消耗0.3molH2O、消耗0.3molCO、生成0.3molCO2，平衡时，CO、H2O、CO2、H2、CH4别为0.3mol、2.1mol、 0.3mol、 2.1mol、0.4mol， 平衡分压分别为P0、P0、P0、P0，所以Kp=，答案为>；1。
7．(1)-41.8
(2)BC
(3)
(4)随增大，NH3浓度增大，NO还原反应速率加快，脱硝效率上升。但NH3浓度太高时，NO浓度太小，NO还原反应速率也减小，脱硝效率下降(或随增大，NO还原反应是主导反应，但NH3浓度太高时，NO浓度太小，氨氧化反应占据了主导地位，产生了更多的NO)
(5) 能提高NO转化率 2SO2+4NH3+O2+2H2O=2(NH4)2SO4(或2SO2+2NH3+O2+2H2O=2NH4HSO4) A 0.03%
【解析】(1)
由盖斯定律可知，(反应1-反应2)可以得到反应3：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ/mol；
(2)
该反应是一个气体物质计量数不变的放热反应，达到平衡状态前后的体系压强、SO3和NO的体积比会保持不变，所以达到平衡的标志是BC；
(3)
根据平衡常数的定义可知，平衡常数的表达式应为：)；
(4)
由于两个反应都有发生，以及图给信息分析可知，随n[NH3]/n[NO]增大，NH3浓度增大，NO还原反应速率加快，脱硝效率上升。但NH3浓度太高时，NO浓度太小，NO还原反应速率也减小，脱硝效率下降(或随n[NH3]/n[NO]增大，NO还原反应是主导反应，但NH3浓度太高时，NO浓度太小，氨氧化反应占据了主导地位，产生了更多的NO)；
(5)
①由图2中对比NO含SO2与NO不含SO2曲线信息可知，SO2能提高NO转化率。
②根据题意分析可知，SO2能吸收的物质是NH3，同时在氧气存在的条件下，会被氧化成+6价的硫酸盐。所以反应方程式为2SO2+4NH3+O2+2H2O=2(NH4)2SO4(或2SO2+2NH3+O2+2H2O=2NH4HSO4)；由图2中曲线斜率大小分析信息可知，氨逃逸量受影响最大的温度区域是775°C~825°C，答案选A；
③假设反应前气体总体积为100
由反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)可知：
所以：平衡时混合气体中φ(NO)=(0.05×0.6)/100.005=0.0003=0.03%。
8．(1) +247.4 kJ/mol 1.92
(2) b d 20% 1.0×10-4
(3)AD
(4)
【详解】（1）①已知：反应Ⅰ。
反应Ⅱ。
反应Ⅲ。
反应IV：，
则根据盖斯定律，将Ⅱ+Ⅲ-IV，整理可得△H1=+247.4 kJ/mol；
②对于反应Ⅰ。，在恒容密闭容器中CH4、CO2的分压分别为25 kPa、20 kPa，某时刻测得p(H2)=10 kPa，则根据物质反应转化关系可知反应消耗CH4、CO2的分压是5 kPa，反应产生CO的分压p(CO)=10 kPa，故该试题末各组分分压分别是p(CH4)=25 kPa-5 kPa=20 kPa，p(CO2)=20 kPa-5 kPa=15 kPa，p(CO)=p(H2)=10 kPa，代入式子得到，由于化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得；
（2）①CH4(g)和H2S(g)反应生成CS2(g)和H2(g)的方程式为：。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知曲线a、b、c、d对应的物质分别是H2、CS2、H2S、CH4.故b表示CS2，d表示CH4；
②M点对应温度下，到达平衡时，H2与CH4物质的量相等，原料初始组成n(CH4)：n(H2S)=1：2，假设开始时n(CH4)=1 mol，n(H2S)=2 mol，反应消耗CH4的物质的量为x，则消耗H2S为2x，反应产生CS2为x，反应产生H2为4x，平衡时n(CH4)=(1-x)mol，n(H2S)=(2-2x)mol，n(CS2)=x mol，n(H2)=4x mol，1-x=4x，解得x=0.2 mol，所以H2S的平衡转化率为：，则平衡时CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别是0.8 mol、1.6 mol、0.2 mol、0.8 mol，气体的总物质的量n(总)=0.8 mol+1.6 mol+0.2 mol+0.8 mol=3.4 mol，则CH4、H2S、CS2、H2的分压为、、、，则反应的；
（3）由图乙可知当温度升高到一定程度之后，该段时间内NO2的转化率会下降，说明酸酐温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应是放热反应。
A．该反应的正反应是放热反应，温度越高，反应物平衡转化率越低，所以200℃NO2的平衡转化率大于300℃NO2的平衡转化率，A正确；
B．b点的温度低于e点温度且e点生成物浓度更大，所以b点v(逆)小于e点的v(逆)，B错误；
C．该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡转化率下降，c点后温度升高转化率还会增大，说明c点不是处于平衡状态，C错误；
D．c点未处于平衡状态，所以适当升温可以加快反应速率从而提高该段时间内NO2的转化率，增大c(CH4)，反应物浓度增大，反应速率加快，同时提高了NO2转化的量，即可提高c点时和反应速率，D正确；
故选AD；
（4）对于甲烷燃料电池，通入燃料CH4的电极为负极，通入O2的电极为正极，由于电解质溶液为碱性，所以正极上O2得到电子，与水结合形成OH-，因此正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，负极反应式为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O，则根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可得总反应方程式为CH4+2O2+2OH-=+3H2O。
9．(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-443.5kJ mol-1
(2) ＞ 3 降低温度或分离出氢气或增加水蒸气的浓度
(3) 该反应是熵增反应 0.0594mol/(L min) 前者耗能更少
【详解】（1）CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热(△H)分别为-283.0kJ mol-1和-726.5kJ mol-1，可知①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ mol-1，②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ mol-1，根据盖斯定律②-①得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=(-726.5+283)kJ mol-1=-443.5kJ mol-1，故答案为：CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-443.5kJ mol-1；
（2）①由图可知，CO2的平衡转化率随着温度升高而增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，△H＞0，故答案为：＞；
②240℃时，将3mol CO2和2mol H2通入容积为8L的恒容密闭容器中，达到平衡时CO2的转化率为50%，，K=，故答案为：3；
③由图可知，t2时改变条件后，CO2和CO浓度瞬间没有改变，之后CO2的浓度增大，CO浓度减小，说明平衡逆向移动，该反应是吸热反应，则改变的条件有可能是降低温度或分离出氢气或增加水蒸气的浓度，故答案为；降低温度或分离出氢气或增加水蒸气的浓度；
（3）①该反应△H＞0，由于该反应是气体分子数增多的反应，则体系混乱度增大，即该反应是熵增反应，△S＞0，所以高温下△H-T△S＜0，反应自发进行，故答案为：该反应是熵增反应；
②反应经5min达到平衡，测得H2的物质的量为2.97mol，△n(H2)=2.97mol，，故答案为：0.0594mol/(L min)；
③该反应在一定温度下能自发进行，相对于电解水制备H2消耗大量的电能，该反应耗能更少，故答案为：前者耗能更少。
10．(1)加热
(2) -205kJ·mol-1 适当降低温度(或适当增大压强) BC
(3) b Ⅱ 0.04或 625
【解析】(1)
在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐的反应是放热反应，则升高温度平衡逆向移动，解吸出CO2，操作方法是加热；
(2)
①根据盖斯定律反应I+II可得反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)，△H=△H1+△H2=41-246=-205kJ·mol-1；
②生成甲烷的反应是放热反应，则降低温度平衡正移，可提高甲烷平衡产率，另生成甲烷的反应是气体分子数减小的反应，增大压强平衡正移，甲烷平衡产率增大，则反应条件是适当降低温度(或适当增大压强)；
③A.第一步历程H原子被吸附在催化剂表面，说明H-H非极性共价键断裂，还有·CO2转化为·HOCO，说明C=O极性共价键也断裂，A错误；
B. Ts1的能垒即正反应的活化能最大，说明反应速率最慢，整个反应速率由最慢的一个历程决定，则该转化反应的速率取决于Ts1的能垒，B正确；
C.由图知·HOCO转化为·CO和·OH的反应物总能量比生成物的总能量高，为放热反应，则△H<0，C正确；
D.催化剂参与化学反应，能降低反应的活化能，但平衡不移动，不能提高反应物的转化率，D错误；
故选：BC；
(3)
①对于反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=-205kJ·mol-1，升高温度，反应逆向移动，H2的物质的量分数增大，CH4和H2O的物质的量分数减小，且CH4和H2O的物质的量分数之比为1：2，故图中a、b、c代表的物质分别为H2O、CH4、H2；温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明CO几乎完全反应，化学平衡常数越大，反应越完全，则反应II的化学平衡常数大；
②起始时=4，设CO2的起始量为a mol，变化量为x mol，则H2的起始量为4amol，列三段式计算如下：，M点时，n（CH4）=n（H2），即4a-4x=x，整理得x=0.8a，则平衡时CO2、H2、CH4、H2O的物质的量分别为0.2amol、0.8amol、0.8amol、1.6amol，各气体的总物质的量为（0.2a+0.8a+0.8a+1.6a）mol=3.4amol，在恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则，平衡时总压p=，平衡分压p(CO2)== 0.04atm，平衡常数Kp=。
11．(1)-49.0kJ/mol
(2)*CO+*OH+*H→*CO+*H2O或*OH+*H→*H2O
(3)B
(4) C ①CO2甲烷化为放热反应，升温，该反应受到抑制。②催化剂活性降低(催化剂表面积碳)。③发生了其它副反应(甲烷水蒸气重整等)
(5)1200
【解析】（1）
根据盖斯定律，②+③×2可得反应①的ΔH1=+41.2kJ/mol+(-45.1kJ/mol)×2=-49.0kJ/mol；
（2）
活化能越大，反应速率越慢，慢反应决定整个反应的速率，据图可知活化能最大的步骤是*CO+*OH+*H→*CO+*H2O或*OH+*H→*H2O；
（3）
A．反应①、③均为气体系数之和减小的反应，加压两个反应的平衡正向移动，两反应的平衡移动会使体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度发生变化，反应②的平衡也会发生移动，A错误；
B．增大H2的浓度，反应①、②平衡正向移动，可以增大CO2的平衡转化率，B正确；
C．催化剂可以降低反应的活化能，但不改变反应热，C错误；
D．及时分离出CH3OH，会导致体系内各物质的浓度减小，反应速率会减慢，D错误；
综上所述答案为B；
（4）
据图可知在使用Ni-20CeO2/MCM-41催化剂时，温度为380℃时CO2转化率和生成CH4选择性均较高，故选C；①CO2甲烷化为放热反应，升温，该反应受到抑制，平衡逆向移动；②温度过高，催化剂活性降低(催化剂表面积碳)；③发生了其它副反应(甲烷水蒸气重整等)，所以当温度高于400℃时，CO2转化率和生成CH4选择性均有所下降；
（5）
恒容容器中气体的压强之比等于物质的量之比，所以不妨设初始投料为0.85molCO2和2.7molH2，平衡时CH4和H2O的物质的量分别为0.6mol、1.25mol，设平衡时CO2、H2、CO的物质的量分别为x、y、z，根据C元素守恒可得x+z+0.6=0.85、根据H元素守恒可得0.6×4+2y+1.25×2=2.7×2、根据O元素守恒可得1.25+2x+z=0.85×2，联立可以解得CO2、H2、CO的物质的量分别为0.2mol、0.25mol、0.05mol，即分压分别为0.2MPa、0.25MPa、0.05MPa，所以主反应的平衡常数Kp=MPa-2=1200 MPa-2。
12．(1) 9 1296 增大 12 3:4
(2) 小于 C 小于
【详解】（1）①平衡时，测得烧瓶中压强为，，设氢气、氨气的物质的量都是4mol，根据反应方程式，反应生成2mol氮气、反应生成1mol氮气，则容器内气体总物质的量为11mol、氮气的物质的量为3mol，则=9，反应的平衡常数1296；
②若①中反应平衡后，保持温度不变，瞬间将反应容器容积扩大2倍，压强减小，平衡正向移动，则(1)的转化率将增大，平衡常数不变，各种气体的浓度不变，所以反应再次平衡后，p(NH3)= kPa。c(N2):c(H2)=3:4；
（2）①随温度升高，减小，反应ii放热；随温度升高，增大，反应iii吸热；
根据盖斯定律ii+ iii得，则。由图可知，温度对的影响程度大于对的影响程度，所以升高温度， 减小，所以
<0；、，又因为0，由盖斯定律可知，，因此，由于放热反应的越小，其绝对值越大，则的数值范围是，选C；
②对于反应，B点对应的温度和反应物浓度都比A点高，所以小于。
13．(1) BC +144.2 kJ·mol-1 33.3% 13.5
(2) ① II d
【解析】（1）
①A．由方程式可知，反应中氨气和二氧化碳的物质的量比值一直不变，气体的平均相对分子质量一直不变，则气体的平均相对分子质量不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故A错误；
B．v正 (NH3)=2v逆(CO2) 说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故B正确；
C．该反应是气体体积增大的反应，反应中容器内压强增大，则容器内总压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故C正确；
D．由方程式可知，反应中氨气和二氧化碳的物质的量比值一直不变，氨气的体积分数一直不变，则氨气的体积分数不再改变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故D错误；
故选BC；
②由题给公式和图示数据可得：①69.50= —ΔH× 3. 19 ×10-3+C，②53.64= —ΔH×3.30 ×10-3+C，解联立方程可得ΔH =+144.2 kJ/mol，故答案为：+144.2 kJ/mol；
③由图可知，A点时，x为3.0、二氧化碳的转化率为50%，设起始二氧化碳和氨气的物质的量分别为1mol、3mol，由方程式可知，平衡时氨气的转化率为×100% = 33.3%；设x为1.0时，设起始二氧化碳和氨气的物质的量均为1mol，二氧化碳的转化率为a，由方程式可知，平衡时二氧化碳和氨气的物质的量分别为(1—1×a)mol和(1—1×a×2)mol，由平衡时压强变为起始的可得：=，解得a=，则平衡时1L容器中二氧化碳和氨气的浓度分别为mol/L和mol/L，平衡常数K==13.5，故答案为：33.3%；13.5；
（2）
由方程式可知，反应I正向为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小，甲醇的物质的量减小，甲醇的选择性下降；反应II为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，则曲线①表示甲醇的选择性、②表示二氧化碳的转化率，300°C之前，以反应I为主，二氧化碳的平衡转化率减小，高于300°C时，以反应II为主，二氧化碳的平衡转化率增大；由方程式的特征可知，低温、高压有利于促进反应I平衡正向移动，可同时提高三氧化碳平衡转化率和甲醇选择性，故选d，故答案为：①；II；d。
14．(1)2C(s)+ 2NO2(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH= - 854 kJ/mol
(2) I 10a 100
(3) 值增大，O3浓度增加，有利于平衡NO(g) +O3(g) NO2 (g) +O2(g)正向移动 该反应为放热反应，平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动
(4)3NO N2O+NO2
【详解】（1）根据原子守恒及平衡常数K的表达式可知，将反应②2-①-③得反应2C(s)+ 2NO2(g) N2(g)+2CO2(g)△H，则△H=2△H2-△H1-△H3=2(-393.5 kJ/mol)-(-114 kJ/mol)-(+181 kJ/mol)= -854 kJ/mol则有2C(s)+ 2NO2(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH= - 854 kJ/mol；
（2）①由化学方程式可知，v正的斜率更大一些，图中表示lgv正~lgc(NO2)的线是I；
②由化学方程式可知， v正的斜率更大一些，从而得出lg v正=a+2 ，lg v逆=a ，则lg v正=lgK正+2lgc(NO2)=a+2，v正= 10(a+2)，lg v逆=lgk逆 +lgc(NO2)=lgk逆=a，k逆=10a，平衡后测得c(N2O4)为1.0mol·L-1，则平衡时，v逆=10a；
③T°C时，该反应达到平衡时，v正= v逆，即k正c2(NO2) =k逆c(N2O4)，则平衡常数；
（3）①NO氧化率随值增大而增大，是因为值增大n(O3)增大，O3浓度增加，有利于平衡NO(g) +O3(g) NO2 (g) +O2(g)正向移动NO氧化率增大；
②根据反应NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH=-200.9kJ·mol-1可知该反应为放热反应，NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动；
（4）如图可知3mol NO在40°C下分解生成YZ两种化合物各1mol，3X=Y+Z，根据氧化还原得失电子守恒和原子守恒可知反应方程式为3NO N2O+NO2；
15．(1)+2a-2b+c
(2)T1之前主要发生反应CO2(g)+H2O(l) CO(g)+H2(g)+O2(g)，该反应吸热，升高温度，平衡正向移动，CO2转化率升高
(3) BC 25 小于
(4)
【解析】(1)
I.CO2(g)+H2O(l) CO(g)+H2(g)+O2(g) H=+akJ·mol-1
II .CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H=-bkJ·mol-1
Ⅲ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-ckJ·mol-1
根据盖斯定律I×2＋II×2-Ⅲ得2CO2(g)+4H2O(l)=2CH3OH(g)+3O2(g)的 H=+2akJ·mol-1-2bkJ·mol-1+ ckJ·mol-1=(+2a-2b+c) kJ·mol-1；
(2)
T1之前主要发生反应CO2(g)+H2O(l) CO(g)+H2(g)+O2(g)，该反应吸热，升高温度，平衡正向移动，CO2转化率升高。
(3)
①A．反应达到平衡状态时2v正(CO)= v逆(H2)，所以v正(CO)=2v逆(H2)时反应不平衡，故不选A；
B．消耗0.1molCO的同时消耗0.1mol的甲醇，说明正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选B；
C．CO转化率不再变化，说明CO浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选C；
D．反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度不再变化，反应不一定平衡，故不选D；
选BC；
②
0~5min内用CO表示的反应速率为，反应的平衡常数K=；
③T℃时，假设把2molCO和1molH2放入另外一个完全相同的容器内，达到平衡，CO的浓度0.8mol/L，然后把两个容器内的气体压入1个容器，平衡正向移动，所以重新达到平衡时CO的浓度小于原平衡的2倍。
(4)
根据“Na-CO2”电池工作原理图，负极是钠失电子生成钠离子，CO2都转化为固体沉积物，其中有二转化为Na2CO3固体，正极二氧化碳得电子生成碳和碳酸钠，电池正极的电极反应式为。
16．(1)C
(2)2.06 eV
(3) 降低温度或减小压强，增大O2投料占比 催化剂
(4) 不是 催化剂不能改变化学平衡，根据曲线II可知，a点对应的温度下乙烯的平衡产率应该更高 温度较低时，催化剂的活性低，反应速率较慢，产率较低
(5)
【详解】（1）第一步反应为慢反应，反应为吸热反应；第二步反应为快反应，反应为放热反应，说明第一步反应的活化能比第二步大，总反应放热反应，反应物(A+B+K)的能量比生成物(KAB)总能量高。
A．图示第一步反应的活化能比第二步小，总反应由第二步决定，与要求不符合，A不符合题意；
B．使用催化剂比不使用催化剂时能够降低反应的活化能，加快反应速率，图示的使用催化剂后反应的活化能反而增大，与反应事实不吻合，B不符合题意；
C．图示第一步反应为慢反应，反应类型为吸热反应；第二步反应为快反应，反应为放热反应，总反应放热反应，与反应事实吻合，C符合题意；
D．图示第一步反应的活化能小于第二步反应活化能；且第一步反应是放热反应，第二步反应是吸热反应，与反应事实不吻合，D不符合题意；
故合理选项是C；
（2）慢反应的活化能最大，根据图示可知活化能最大值是2.06 eV，故这一部分反应中慢反应的活化能E正=2.06 eV；
（3）根据方程式可知：主反应为气体体积增大的放热反应，副反应为气体体积增大的吸热反应，要提高乙烯的平衡产率，根据外界条件对化学平衡移动的影响，应该使得降低反应体系的温度或适当减小压强或增大O2的浓度；
不同催化剂选择性不同，要是反应发生更有利于乙烯反应，选择性的关键因素是催化剂；
（4）①催化剂只能改变反应途径，而不能使化学平衡发生移动，根据曲线II可知，a点对应的温度下乙烯的平衡产率应该更高，a点不是对应温度下乙烯的平衡产率；
②温度较低时乙烯的产率随温度变化不大的主要原因是温度较低时，催化剂的活性低，反应速率较慢，反应产生的生成物少，因此产率较低；
（5）在反应开始时，在一定温度下，维持压强为3 MPa，向反应装置中通入1 mol C2H6、1 mol O2和3 mol N2的混合气体，发生反应：2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)经过一段时间后，反应达到平衡，若此时乙烷的转化率为80%，假设乙烯选择性为100%，则反应产生C2H4(g)、H2O(g)的物质的量是0.8 mol，平衡时n(C2H6)=1 mol-0.8 mol=0.2 mol，n(O2)=1 mol-0.4 mol=0.6 mol，此时混合气体总物质的量为n(总)=n(N2)+n(C2H6)+n(O2)+n(C2H4)+n(H2O)=3 mol+0.2 mol+0.6 mol+0.8 mol+0.8 mol=5.4 mol，故该反应的化学平衡常数Kp=。
17．(1)CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g) △H=+247.3 kJ/mol
(2)
(3) b 反应△H＜0，正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小
(4) ，210℃ ，250℃
(5) 阳离子 4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C
【解析】(1)
根据已知物质的燃烧热可得热化学方程式：
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-(285.8×2) kJ/mol；
②2CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-(283.0×2) kJ/mol；
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol，
根据盖斯定律，将③-①-②，整理可得CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g) △H=+247.3 kJ/mol；
(2)
在恒温恒容装置中通入等体积CO2和CH4，发生反应：CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g) △H=+247.3 kJ/mol，起始压强为p，假设反应开始时CO2和CH4的物质的量分别是1 mol，CO2的平衡转化率为α，则根据物质反应转化关系可知反应产生达平衡时，H2、CO的物质的量分别是2α mol，CO2和CH4的物质的量分别是(1-α) mol，此时容器中气体的总物质的量为n(总)平衡=(1-α)mol+(1-α) mol+2α mol+2α mol=(2+2α)mol，在恒温恒容条件下气体的物质的量与压强呈正比，则，解得p(平)=(1+α)p，即平衡时容器内总压为(1+α)p；
平衡时各种气体所占的平衡分压分别是：p(CH4)=p(CO2)== ；p(H2)=p(CO)== αp，则该反应的平衡常数Kp=；
(3)
反应的正反应是放热反应，在压强不变时，升高温度，化学平衡逆向移动，导致x(CH3OH)减小，因此曲线b表示等压过程中x(CH3OH)与温度的关系；
(4)
根据上述分析可知：曲线b表示等压过程中x(CH3OH)与温度的关系，曲线a表示温度为250℃，x(CH3OH)与压强的关系。由图示可知：当x(CH3OH)=0.10时，反应条件可能是温度为210℃，压强为条件；或温度为250℃，压强为条件；
(5)
根据图示可知：左侧Li电极为负极，Li失去电子变为Li+进入电解质中，则负极Li电极的电极反应式为：Li-e-=Li+；在CO2电极上，CO2得到电子变为C单质同时产生，与电解质中的Li+结合形成Li2CO3，则正极的电极反应式为：4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C；Li+要通过离子交换膜由左侧进入右侧，因此离子交换膜为阳离子交换膜。
18．(1)196.95
(2)
(3) 0.15 > < AC
【解析】(1)
n(CO)==1.5mol，根据热化学方程式知，生成1molCO吸收131.3kJ热量，据此计算生成1.5molCO吸收的热量为196.95kJ，故答案为：196.95；
(2)
该反应的平衡常数K=，故答案为：；
(3)
①根据表中数据计算1300℃时，4分钟内的反应速率=0.15mol L﹣1 min﹣1，故答案为：0.15；
②温度越高，反应速率越快，消耗的水蒸气越多，所以相同时间内温度高于1300℃消耗的H2O比1300℃消耗的水多，容器内剩余的H2O少，则a>b，c<1.23mol/L，故答案为：>；<；
③A．恒温恒容条件下，容器内压强与气体的物质的量成正比，反应前后气体的物质的量增大，则反应过程中压强增大，当容器内压强保持不变时，反应达到平衡状态，故A正确；
B．v(H2)=v(H2O)中没有注明反应方向，不能据此判断平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体总质量增大，容器体积不变，则容器内密度增大，当容器内密度保持不变时，反应达到平衡状态，故C正确；
D．碳是固体，没有浓度，不能据此判断平衡状态，故D错误；
故答案为：AC。
