2.3化学反应的速率同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．已知反应，则下列化学反应速率最快的是
A． B．
C． D．
2．铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是
A．CH3COI是反应中间体
B．甲醇羰基化反应为CH3OH＋CO=CH3CO2H
C．反应过程中Rh的成键数目保持不变
D．增大CH3OH的浓度，可以增大单位体积内活化分子数
3．下列说法正确的是
A．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数
B．同温同压下，4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)在常温和点燃条件下的ΔH不同
C．活化能是指活化分子具有的最低能量
D．由C(s，石墨)=C(s，金刚石) ΔH=+1.90kJ·mol-1可知，金刚石比石墨稳定
4．铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示，下列说法正确的是
A．该历程中，“吸附”过程吸热，“脱附”过程放热
B．合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的ΔH=-92 kJ·mol-1
C．铁触媒不仅可以改变反应历程，增大活化分子百分数，还可以改变该反应的焓变
D．该历程中反应速率最慢的过程为N2ad＋H2=N2ad＋3Had
5．合成气(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制备合成气的两种方法：
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+216 kJ·mol－1；
②2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH2= 72 kJ·mol－1。
其中一个反应的反应过程与能量变化关系如图所示。
则下列说法正确的是
A．E1表示2CH4(g)+O2(g) =2CO(g)+4H2(g)的活化能
B．E2表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能
C．该图示为反应①的反应过程与能量变化示意图，该反应为吸热反应
D．一般情况下，加入催化剂，既能降低E1，也能降低E2，也能降低ΔH
6．甲酸可在固体催化剂表面逐步分解，各步骤的反应历程及相对能量如图所示，下列说法正确的是
A．催化剂为固态，其表面积对反应总速率无影响
B．各步反应中，③生成④的速率最快
C．若用D(氘)标记甲酸中的羧基氢，最终产物中可能存在D2
D．固体催化剂的加入降低了该分解反应的△H
7．一定条件下，萘与硫酸的磺化反应如下图所示，下列说法错误的是
A．β-萘磺酸的稳定性强于a-萘磺酸
B．相同条件下，反应②的速率更快
C．萘环上ɑ-H的活性强于β-H
D．控制温度可改变平衡时两种产物的占比
8．一定温度下，向恒容密闭容器中充入反应：，经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表．下列说法正确的是
0 50 150 250 350
0 0.16 0.19 0.20 0.20
A．反应在前的平均速率
B．该条件下，反应的平衡常数
C．保持其它条件不变，向容器中充入稀有气体，则的转化率减小
D．其它条件相同时，向空的容器中充入和，此时v（正）（逆）
9．研究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是
A．比较实验①②得出：增大反应物浓度化学反应速率加快
B．由实验②④得出：升高温度化学反应速率加快
C．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂
D．在0～10min之间，实验④的平均速率v(Y)=0.06mol/(L min)
10．在恒温恒容条件下，发生反应：，测得与时间关系如图，下列叙述错误的是
A．a点逆反应速率小于c点正反应速率
B．其他条件不变，相对甲曲线，乙曲线加入催化剂
C．不同时刻存在
D．b～c段CO平均速率
11．工业上通常采用铁触媒、在400-500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨，合成氨的反应为。下列说法正确的是
A．采用10MPa~30MPa的高压能使反应正向进行程度增大，增大反应平衡常数
B．采用400-500℃的高温有利于提高单位时间反应物的转化率和氨气产率
C．使用铁触媒可以提高反应速率，但不改变反应的活化能
D．的△S>0
12．H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如图所示。
反应①：
反应②：
下列有关说法不正确的是
A．反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量
B．使用催化剂可以改变反应历程，从而改变总反应的反应热
C．
D．反应①的
13．2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应[]的能量变化与反应过程的关系如右图所示。下列说法错误的是
A．溶液碱性增强，2-溴-2-甲基丙烷的水解百分率增大
B．升高温度，不利于提高2-溴-2甲基丙烷的平衡转化率
C．分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O结合速率快
D．推测(CH3)3C一X水解生成(CH3)3C一OH的速率为
14．科学家在水煤气变换[]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(图中 代表)：
下列说法正确的是
A．过程I、过程Ⅱ均为放热过程
B．过程I、过程Ⅱ均有氢氧根离子生成，过程Ⅲ有三种分子生成
C．使用催化剂，降低了水煤气变换反应的△H
D．图示过程中的H2O分子均参与了反应过程
15．挥发性有机物(VOCs)对环境易造成污染，VOCs催化燃烧处理技术具有净化率高、燃烧温度低、无明火、不会有NOx等二次污染物产生等优点，图甲是VOCs处理过程中固体催化剂的催化原理，图乙是反应过程中的能量变化图，下列叙述正确的是
A．图甲中固体催化剂可改变该反应的焓变
B．图乙中曲线Ⅰ使用了固体催化剂，反应活化能降低
C．图甲中固体催化剂表面既有化学键断裂，也有化学键形成
D．VOCs催化氧化过程中所有反应均为放热反应
二、实验题
16．某校化学活动社团做了如下探究实验：
实验一：测定1 mol/L的硫酸与锌粒或锌粉反应的速率，设计如图I装置：
(1)装置图I中盛装硫酸的仪器名称是 。
(2)按照图I装置实验时，限定了两次实验时间均为10 min，还需要测定的另一个数据是 。
(3)将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ，实验结束后读取气体体积时应该注意的问题是 (至少回答两点)。
实验二：通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。
实验原理及方案：在酸性溶液中，KIO3和Na2SO3可发生反应生成I2，生成的I2可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号 0.1mol·L-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL 0.1mol·L-1Na2SO3溶液的体积/mL 水的体积/mL 实验温度/℃ 出现蓝色的时间/s
① 5 5 V1 5 t1
② 5 5 40 25 t2
③ 5 V2 35 25 t3
(4)碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为 ；
(5)实验①③中V1= ，V2= ；出现蓝色的时间由大到小的顺序 ；
(6)对比实验②、③可得出的结论是 ；
(7)资料显示序号①的反应进行至10s时，测得Na2SO3溶液的浓度为0.005mol·L-1，则10s内生成I2的平均化学反应速率υ(I2)= 。
17．某化学小组制取氯酸钾并进行有关探究实验。
I．制取氯酸钾
利用如图所示的实验装置进行实验。回答下列问题：
(1)装置C中盛装NaOH溶液仪器的名称是 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(3)若装置B中加热温度过低，所得主要氧化产物为 (填化学式)。已知氯酸钾和氯化钾的溶解度曲线如图所示，反应结束后，从装置B所得溶液中提取氯酸钾晶体的实验操作是 、 、过滤、干燥。
II．探究氯酸钾与碘化钾的反应
(4)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。室温下，该小组设计了系列实验研究硫酸浓度对反应产物的影响，实验记录如下表：
试管编号 1 2 3 4
0.20mol·L-1KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0
KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10
6.0mol·L-1H2SO4/mL 0 3.0 x 9.0
蒸馏水/mL 9.0 6.0 4.0 0
取少量反应后溶液滴加淀粉溶液 无现象 变蓝 变蓝 无现象
①3号试管实验中x的值为 ；1号试管实验的作用是 。
②假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，2号试管中主要反应的离子方程式为 。
③由该系列实验可得出的结论是 。
三、原理综合题
18．氨是重要的化工原料，我国目前氨的生产能力居世界首位。回答下列问题：
(1)下图为在某催化剂表面合成氨反应机理。
图中决速步骤(即速率最慢步骤)的化学方程式为 ，反应的ΔH= kJ·mol-1。
(2)近年来，电化学催化氮气还原合成氨的催化剂研究取得了较大发展。
①图1所示过程中，总反应方程式为 。
②氮掺杂金红石晶胞结构如图2所示，a：b= 。
(3)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的计算结果如下图所示。进料组成I：xH2=0.75、xN2=0.25；进料组成Ⅱ：xH2=0.60、xN2=0.20、xAr=0.20.(物质i的物质的量分数：)
①P1 16MPa(填“>”、“=”或“<”)。
②进料组成中不含惰性气体Ar的图是 。
③图3中，当P2=16MPa、xNH3=0.25时，氮气的转化率a= 。该温度时，反应2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp= (MPa)2。
19．“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。与经催化重整可制得CO和，相关反应为：
主反应：
副反应：Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
其中，副反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成的积碳易导致催化剂活性降低。
(1)主反应的 。
(2)的还原能力(R)可衡量转化效率，(同一时段内与的物质的量变化量之比)。常压下，将和按物质的量之比1：3投料，反应相同时间，和的转化率随温度变化如图所示。
①的转化率在800℃时远大于400℃时的原因是 。
②400~600℃时，R值的变化情况为 。
③1000℃时R值为 (写出计算过程)。
(3)在Pt-Ni合金或Sn-Ni合金催化下脱氢反应历程与相对能量关系如图所示(*表示吸附在催化剂表面的物质)。
从化学反应速率角度分析，脱氢反应选择的催化剂为 (填“Pt-Ni合金”或“Sn-Ni合金”)，理由是 。
(4)催化与重整反应的路径甲和乙如图所示。研究表明，在催化剂中掺入可产生更多的氧空位，生成更多的可流动，能有效减少催化剂的积碳生成。
①路径甲、乙中生成的不同中间产物为 (填化学式)。
②反应路径中，减少催化剂积碳的反应为 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．A
【分析】同一反应的反应速率大小，需根据反应速率之比等于化学计量数之比进行转化为用相同物质的浓度变化(A的浓度变化)表示反应速率，单位是mol/（L min），然后进行比较，据此分析解题。
【详解】A．；
B． 当时，；
C．当时，；
D．当时，；
由此可知反应速率最大的是A，故答案为：A。
2．C
【详解】A．反应中间体是指反应过程中生成，既不是反应物，也不是生成物，根据图中所示CH3COI是反应中间体，故A正确；
B．由图像可知，总反应为CH3OH＋CO=CH3CO2H，故B正确；
C．由图可以看出Rh的成键数目由4变为6再变为5再变为6再变为4，依次循环，故C错误；
D．甲醇是反应物，增大反应物浓度，单位体积内反应物分子总数增大，活化分子百分数不变，可以增大单位体积内活化分子数，故D正确。
答案选C。
3．A
【详解】A．热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，不表示分子数，所以可以是分数，故A正确；
B．焓变ΔH与物质的总能量有关，与反应条件无关，故B错误；
C．普通分子变为活化分子吸收的能量是活化能，故C错误；
D．C(s，石墨)=C(s，金刚石)△H=+1.90 kJ mol-1为吸热反应，则金刚石能量较高，能量越高越不稳定，故D错误；
故选：A。
4．B
【详解】A．由图第一步可知，吸附过程放热；由图倒数第二步可知，脱附过程是吸热过程，故A错误；
B．由图可知，N2(g)和H2(g)的总能量比NH3(g)的总能量多46kJ/mol,则该反应为放热反应，则N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的ΔH=-92 kJ·mol-1；故B正确；
C．催化剂可以改变反应的历程，增大活化分子百分数，但是不能改变焓变，C错误；
D．该历程中反应速率最慢的步骤是反应能垒最高的那步反应，由图可知，能垒最高的那步反应的化学方程式为：Nad+3Had=NHad+2Had，故D错误。
答案选B。
5．C
【分析】已知反应①是吸热反应，反应②是放热反应，而图象所表达的是吸热反应即反应①。
【详解】A．E1表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能，故A错误；
B．E2表示CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)的活化能，因此B错误；
C．该图所示为反应①的反应过程与能量变化示意图，该反应为吸热反应，故C正确；
D．加入催化剂，正逆反应的活化能都降低了，即E1、E2都降低，但二者的差值不变，ΔH不变，故D错误；
故选C。
6．C
【详解】A．催化剂为固态，其表面积越大，催化效果越好，反应速率越快，故A错误；
B．活化能越小，反应速率越快，由图可知，②生成③活化能最小，化学反应速率最快，故B错误；
C．若用D(氘)标记甲酸中的羧基氢，则①生成②时，会生成-D，在④生成⑤中，可能-D与-D结合生成D2，故C正确；
D．催化剂无法改变反应的，故D错误；
故选：C。
7．B
【详解】A．从图像可知，β-萘磺酸的能量低于a-萘磺酸，则β-萘磺酸的稳定性强于a-萘磺酸，A正确；
B．反应②的活化能高于反应①，则反应②的速率慢，B错误；
C．反应①比反应②更容易发生，则萘环上ɑ-H的活性强于β-H，C正确；
D．反应①、②均为放热反应，故控制温度可改变平衡时两种产物的占比，D正确；
故答案：B。
8．D
【详解】A．反应在前的平均速率，故A错误；
B．结合表中数据列三段式：
平衡常数，故B错误；
C．保持其它条件不变，向容器中充入稀有气体，对反应无影响，的转化率不变，故C错误；
D．其它条件相同时，向空的容器中充入和，Qc=
9．D
【详解】A．由图可知，实验①②的温度相同，实验①的X的物质的量浓度大，反应速率明显快，所以增大反应物浓度，化学反应速率加快，A项正确；
B．实验②④的起始物质的量浓度相等，实验②的温度为800°C，实验④的温度为820°C，实验④的反应速率明显较快，说明温度升高，化学反应速率加快，B项正确；
C．实验②③中X的起始物质的量浓度相等，温度相同，平衡状态也相同，但是实验③反应速率较快，达到平衡状态所需的时间短，说明实验③使用了催化剂，C项正确；
D．在0~10min内，实验②的平均化学反应速率，D项错误；
答案选D。
10．D
【详解】A．由图可知，a点时二氧化碳还没有参与反应，逆反应速率为0，c点时，反应达到平衡，正逆反应速率相等，a点到c点的过程中逆反应速率增大，则a点逆反应速率小于c点正反应速率，故A正确；
B．由图可知，乙曲线的反应速率大于甲曲线，平衡时二氧化碳的浓度相等，则其他条件不变，相对甲曲线，乙曲线的改变条件为加入催化剂，故B正确；
C．由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，不同时刻均存在，故C正确；
D．由图可知，b～c段二氧化碳浓度的变化量为0.35mol/L—0.30mol/L=0.05mol/L，则一氧化碳的反应速率为=，故D错误；
故选D。
11．B
【详解】A．增大压强，化学平衡正向移动，但是反应的平衡常数不变，A错误；
B．升高温度反应速率增大，平衡向逆向移动，不利于提高反应物的转化率，但能提高单位时间内反应物的转化率和氨气的产率，B正确；
C．铁触媒作为反应的催化剂可以提高反应速率，降低反应的活化能，C错误；
D．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，D错误；
故答案选B。
12．B
【详解】A．由图像可知，反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量，A正确；
B．使用催化剂可以降低反应的活化能、改变反应历程，但总反应的反应热等于生成物的总能量-反应物的总能量，与反应途径无关，故催化剂不能改变总反应的反应热，B错误；
C．反应①和②总的能量变化为218 kJ，并且是放热反应，所以H2(g)＋2ICl(g) =I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218 kJ·mol－1，C正确；
D．反应①的ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝E1－E2，D正确；
故选B。
13．C
【详解】A．溶液碱性增强，平衡正向移动，2-溴-2-甲基丙烷的水解百分率增大，A正确；
B．反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，高2-溴-2甲基丙烷的平衡转化率降低，B正确；
C．转化为的活化能大于(CH3)3C+与H2O结合活化能，所以分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O结合速率慢，C错误；
D．原子半径Cl
故答案选C。
14．D
【详解】A．过程Ⅰ、过程Ⅱ涉及O-H键的断裂，该过程为吸热过程，为吸热过程，故A错误；
B．过程Ⅰ、过程Ⅱ涉及O-H键的断裂，生成了氢原子和氢氧自由基，而不是氢氧根，故B错误；
C．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C错误；
D．根据反应过程示意图，过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂，过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程，过程Ⅲ中形成了水分子，因此H2O均参与了反应过程，故D正确；
故选D。
15．C
【详解】A．催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，故A错误；
B．图乙中曲线I的活化能比曲线Ⅱ的活化能高，使用催化剂时，活化能降低，故曲线Ⅱ为使用催化剂的能量变化曲线，故B错误；
C．催化剂表面反应物发生化学反应，反应过程中，既有化学键的断裂，也有化学键的形成，故C正确；
D．由图乙可知，使用催化剂后的反应过程中有中间产物生成，其中反应物转化为中间产物的反应中，反应物的总能量比中间产物的总能量低，故该反应为吸热反应，故D错误；
答案选C。
16．(1)分液漏斗
(2)收集到气体的体积
(3)待瓶中气体恢复至室温，调节软管使甲、乙中液面相平，视线平视凹液面最低点
(4)2＋5＋2H＋=I2＋5＋H2O
(5) 40 10 t1>t2>t3
(6)其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越快
(7)0.0001 mol·L-1·s-1
【分析】实验①②对比可探究温度对反应速率的影响，温度越高，反应速率越快，实验②③对照，可探究亚硫酸钠反应物浓度对速率的影响，反应物浓度越大，反应速率越快；
【详解】（1）装置图Ⅰ中放有硫酸的仪器名称是分液漏斗；
（2）按照图Ⅰ装置实验时，限定了两次实验时间均为10min,还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积；
（3）在读取反应前后甲管中液面的读数时应注意：①读数时要调节甲乙的液面使其同一高度；②读数时视线要与凹液面最低处相平；③待锥形瓶气体冷却到室温时读数；
（4）碘酸钾具有氧化性，而亚硫酸钠具有还原性，两者发生氧化还原反应，根据氧化还原反应的配平原则可知，反应的方程式为：2＋5＋2H＋=I2＋5＋H2O；
（5）从②可以看出混合溶液的总体积为50mL，故表格中：V1=40mL，V2=10mL；实验①②对比可探究温度对反应速率的影响，温度越高，反应速率越快，则出现蓝色的时间越短，故t1＞t2，实验②③对照，可探究亚硫酸钠反应物浓度对速率的影响，反应物浓度越大，反应速率越快，则t2＞t3，综上所述，可知t1＞t2＞t3；
（6）根据实验设计可知，实验②③对照，温度相同，亚硫酸钠浓度不同，则可探究浓度对化学反应速率的影响，可得出的结论是：其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越快；
（7）根据反应原理2＋5＋2H＋=I2＋5＋H2O可知，参加反应的亚硫酸钠的浓度与生成碘单质浓度关系为：5～I2，若序号①的反应进行至10 s时，测得Na2SO3溶液的浓度为0.005 mol L-1，则反应消耗的Na2SO3溶液的浓度为(-0.005)mol/L=0.005mol/L，所以生成I2的物质的量浓度为0.001mol/L，则10 s内生成I2的平均速率v(I2)==0.0001 mol L-1 s-1，故答案为：0.0001 mol L-1 s-1。
17．(1)锥形瓶
(2)4HCl(浓)＋MnO22H2O＋MnCl2＋Cl2↑
(3) KClO 蒸发浓缩 冷却结晶
(4) 5.0或5 硫酸浓度为0的对照实验 ＋6I-＋6H＋=Cl-＋3I2＋3H2O KClO3在弱酸环境下可将KI氧化为I2，在强酸环境下可将KI氧化为KIO3
【分析】实验室用Cl2与KOH发生反应制取氯酸钾时，先用装置A制取Cl2，再将Cl2通入用水浴加热的30%KOH溶液中，尾气中的氯气用NaOH溶液吸收，制得的KClO3通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得。
【详解】（1）装置C中盛装NaOH溶液仪器的名称是锥形瓶；
（2）装置A中，MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制得Cl2，发生反应的化学方程式为：4HCl(浓)＋MnO22H2O＋MnCl2＋Cl2↑；
（3）若装置B中加热温度过低，仍获得常温下的反应产物，所得主要氧化产物为KClO。从溶解度曲线可以看出，氯酸钾的溶解度随温度升高而迅速增大，氯化钾的溶解度受温度的影响不大，则反应结束后，从装置B所得溶液中提取氯酸钾晶体的实验操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥；
（4）①比较四支试管内溶液的体积，可以发生，溶液的总体积相同，都为9mL，则3号试管实验中x的值为5.0或5；1号试管没有加入6.0mol·L-1H2SO4，则实验的作用是：硫酸浓度为0的对照实验；
②假设氧化产物唯一，则为I2，还原产物为KCl，2号试管中主要反应的离子方程式为：＋6I-＋6H＋=Cl-＋3I2＋3H2O；
③由该系列实验显示，没有硫酸加入时，不发生反应，硫酸加入3.0mL、5.0mL时，生成I2，硫酸加入9.0mL时，生成KIO3，则可得出的结论是：KClO3在弱酸环境下可将KI氧化为I2，在强酸环境下可将KI氧化为KIO3。
【点睛】四组实验中，若溶液的总体积不同，KClO3与KI的浓度也不相同。
18．(1) (或) -92
(2) 7：2
(3) < 图4 50% 27
【详解】（1）在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，根据题图可知，反应的化学方程式为 (或)；由题图可知，反应物总能量高于产物总能量，反应放热，且的ΔH=-46kJ·mol-1，则合成氨反应的ΔH=-92kJ·mol-1，故答案为： (或)；-92；
（2）①依据氮掺杂金红石表面氮气固定机理可知，反应物为氮气和氢离子，生成物为氨气，金红石为催化剂，总反应方程式为；
②由晶胞结构示意图可知，晶胞中N原子数为，O原子数为，Ti原子数为4，故；，解得，；
（3）①合成氨的反应中，压强越大越利于氨的合成，则氨的物质的量分数越大，结合图像可知，在相同温度下，氨的物质的量分数：p3＞p2＞p1，所以压强：p3＞p2＞p1，所以P1<16MPa，故答案为：<；
②对比图3和图4可知，相同温度和相同压强下，图3中平衡时氨的物质的量分数较小，在恒压下充入惰性气体Ar，导致反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要向着气体分子数增大的方向进行，即不利于合成氨，所以氨的物质的量分数小，因此进料组成中含惰性气体Ar的图是图3，不含惰性气体Ar的图是图4，故答案为：图4；
③图3进料组成为，，，三者物质的量之比为3：1：1，假设进料中氢气、氮气和氩气物质的量分别为3mol、1mol和1mol，平衡时氮气变化量为x，列三段式：，当p2=20MPa、，解得，则氮气转化率；
平衡时氮气、氢气、氨气物质的量分别是 、1.5mol、，还有1molAr，物质的量分数分别是、、，该温度下2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)的平衡常数==27(MPa)2，故答案为：50%；27。
19．(1)或
(2) 升高温度，化学反应速率加快；催化剂活性增强；发生副反应Ⅲ R随温度升高而减小 设初始投料时，的物质的量为1mol，的物质的量为3mol，由图可知，1000℃时，的转化率为100%，的转化率为60%，故
(3) Pt-Ni合金 Pt-Ni合金作催化剂时，反应历程中基元反应的活化能都较小，化学反应速率更快
(4) 、OH
【详解】（1）由盖斯定律可知，Ⅲ-Ⅱ或Ⅰ+Ⅲ-Ⅳ得主反应，故主反应的或；
（2）①升高温度化学反应速率加快，催化剂活性增强，发生副反应Ⅲ等都会导致反应相同时间内的转化率在800℃时远大于400℃；
②400~600℃时，甲烷的转化率增加大于二氧化碳的转化率增加，则同一时段内比的物质的量变化量更大，故值的变化情况为：R随温度升高而减小。
③常压下，将和按物质的量之比1：3投料，设初始投料时，的物质的量为1mol，的物质的量为3mol，由图可知，1000℃时，的转化率为100%，的转化率为60%，故；
（3）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢；Pt-Ni合金作催化剂时，反应历程中基元反应的活化能都较小，化学反应速率更快，故从化学反应速率角度分析，脱氢反应选择的催化剂为Pt-Ni合金；
（4）①由图可知，路径甲、乙中生成的不同中间产物为、OH；
②在催化剂中掺入可产生更多的氧空位，生成更多的可流动，能有效减少催化剂的积碳生成；反应路径中，减少催化剂积碳的反应为 和可流动反应生成CO和Ni的反应：。
答案第1页，共2页
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