2024届高三高考化学一轮专题复习题----化学反应原理综合题
1．（2021下·山东日照·高一统考期中）在密闭容器中，时，反应体系中随时间的变化如下表所示。
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)上图中，A点处v正 v逆 (填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)图中表示变化的曲线是 。平衡时的转化率为 。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母，下同)。
a. b.
c.容器内的密度保持不变 d.容器内压强保持不变
(4)下列措施不能使该反应的反应速率增大的是 。
a.及时分离出气体 b.适当升高温度
c.增大的浓度 d.选择高效的催化剂
(5)此反应在三种不同情况下的反应速率分别为：①②③其中反应速率最快的是 (填序号)。
2．（2022上·福建宁德·高二校联考期中）为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图甲、乙所示的装置进行实验，回答下列问题。
Ⅰ．用甲装置进行第一组实验：
(1)甲中电子的流向正确的是 (填序号)。
A．由Cu流向M，M流向N，N流向Zn
B．由Cu沿导线流向M，由N沿导线流向Zn
C．由Zn沿导线流向N，由M沿导线流向Cu
(2)在保证电极反应不变的情况下，下列材料能代替硫酸铜溶液中Cu电极的是_____(填序号)。
A．石墨 B．铂 C．铝 D．镁
(3)实验过程中，甲池左侧的浓度 (填“增大”或“减小”)，滤纸上能观察到的现象是 。
Ⅱ．该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子()在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及资料信息，填写下列空白：
(4)可用碱性甲烷燃料电池作为乙池的外加电源，写出该燃料电池负极的电极反应式 。
(5)电解过程中，X极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
(6)电解过程中，Y极发生的电极反应为和 。
3．（2023下·浙江宁波·高二校联考期末）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，工业上有多种方法制备乙烯。回答下列问题：
Ⅰ.以乙烷为原料制备乙烯
已知：①
②
③
(1)写出反应④分解制备的热化学方程式
(2)某温度下，只发生反应④，向的恒容密闭容器中通入，初始压强为，测得时该反应达到平衡状态，此时的体积分数为，反应从开始到平衡，用表示的该反应的平均反应速率 ；该温度下反应的压强平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
Ⅱ.以二氧化碳为原料制备乙烯已知和在铁系催化剂作用下发生化学反应⑤，会有副反应②发生
(3)在三个容积均为的密闭容器中以不同的氢碳比充入和，在一定条件下的平衡转化率与温度的关系如图1所示
下列关于反应⑤的说法不正确的是______
A．该反应的正反应活化能>逆反应活化能
B．图1中，氢碳比：ⅰ>ⅱ
C．图1中，当氢碳比为2.0时，Q点：v(正)
(4)在密闭容器中通入和平衡转化率随温度和压强的变化如图2所示。温度大于，随着压强的增大，的平衡转化率减小，解释其原因
Ⅲ.以碘甲烷为原料制备乙烯
已知反应⑥；⑦；⑧.维持温度为，压强为，起始时投入，达到平衡时，测得平衡体系中
(5)平衡时的转化率为
(6)已知在条件下，存在等式(为常数，为平衡时的总压强，为平衡时的物质的量分数)。保持其它条件不变，请在图3中画出随压强变化的图像
4．（2023上·黑龙江鹤岗·高二鹤岗一中校考开学考试）汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图示。1mol和1mol完全反应生成NO会 (填“吸收”或“放出”)kJ能量。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示：(提示：可在此固体电解质中自由移动)
①外电路中，电子是从电极流出 (填“NiO”或“Pt”)。
②Pt电极上的电极反应式为 。
(3)一种新型催化剂用于NO和CO的反应：。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率，为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分条件已经填在下表中。
实验编号 t(℃) NO初始浓度(mol/L) CO初始浓度(mol/L) 催化剂的比表面积(/g)
Ⅰ 280 82
Ⅱ 280 b 124
Ⅲ 350 a 82
①请将表中数据补充完整：a 。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验 (填实验序号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线 (填“甲”或“乙”)。
(4)在容积固定的绝热容器中发生反应，不能说明已达到平衡状态的是___________(不定项选择)；
A．容器内混合气体温度不再变化 B．容器内的气体压强保持不变
C． D．容器内混合气体密度保持不变
5．（2022·河北邯郸·统考二模）2030年实现碳达峰，2060年达到碳中和的承诺，体现了我国的大国风范。以CO2、H2为原料合成CH3OH可有效降低空气中二氧化碳的含量，其中涉及的主要反应如下：
I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.5kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)已知CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH3=+91kJ·mol-1，则ΔH1= 。
(2)①不同条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，CO2的平衡转化率如图所示。
压强P1、P2、P3由大到小的顺序是 ，判断理由是 ，压强为P1时，温度高于300℃后，CO2的平衡转化率升高的原因是 。
②在温度为T℃下，将1mol CO2和3mol H2充入容积为5L的恒容密闭容器中。同时发生反应I和反应II，体系中各组分分压(各组分分压=总压×各组分物质的量分数)随时间的变化情况如图所示。
图中缺少了一种组分的分压变化，该组分是 (填化学式)，该组分平衡时的分压为 MPa。0~15min内，反应I的反应速率v(H2) mol·L-1·min-1；T℃时，反应II的平衡常数Kp= (用分压代替浓度)。
(3)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成多种燃料，实现CO2的回收利用，其工作原理如图所示。
①请写出Cu电极上产生HCOOH的电极反应式： 。
②如果Cu电极上只生成0.15molC2H4和0.30molCH3OH，则Pt电极上产生O2的物质的量为 mol。
6．（2022上·广东广州·高二广州市第二中学校考期中）工业上常用重整反应合成水煤气，如何减少重整反应过程中的积炭，是研究的热点之一、合成过程中涉及的反应有：
重整反应：
歧化积炭：
裂解积炭：
回答下列问题：
(1)歧化积炭反应在低温下能自发进行，则 0(填“＞”或“＜”)。
(2)一定条件下，裂解的反应历程如图所示。该历程分 步进行，其中决定裂解反应快慢的基元反应是 (写出化学方程式)。
(3)实验测得两个积炭反应的平衡积炭量与温度、压强的关系如图所示。
其中表示温度和压强对裂解积炭反应中平衡积炭量影响的是图 (填“甲”或“乙”)。
(4)在温度T下、某研究小组分别在容积相等的两个恒容密闭容器中加入一定量的反应物，控制反应条件使其仅发生重整反应，获得如下数据：
容器编号 起始时各物质的量/ 平衡转化率 达到平衡时体系的压强/ 达到平衡时体系能量的变化
i 1 2 0 0 P 吸收热量：
ii 2 4 0 0
①容器中反应达到平衡时，生成的物质的量为 ，容器ii中反应达到平衡状态过程中吸收的热量 (“＞”、“＜”或“=”)。
②计算温度T时该反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
③欲提高的平衡转化率，可采取的措施有 (写两点)。
7．（2023上·湖南益阳·高二统考期末）党的二十大报告提出“坚持精准治污、科学治污、依法治污，持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战”。
I.利用工业尾气与反应制备新型硝化剂，过程中涉及以下反应。
反应i：2O3 3O2 △H1平衡常数为
反应ii：4NO2(g)+O2(g) 2N2O5(g) △H2 平衡常数为
反应iii：2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g) △H3 平衡常数为K3
(1)平衡常数K与温度T的函数关系为lnK1=x+、lnK2=y+、lnK3=z+，其中x、y、z为常数，则反应i的活化能Ea(正) Ea(逆)(填“>”“=”或“<”)，的数值范围是 (选择下列序号填空)。
A．<0 B．0～2 C．>2
II.一定温度下，在体积为1L的密闭容器中充入均为1mol的CO和气体，发生以下两个反应。
反应a：NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)
反应b：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
测得有关数据如下。
实验编号 c(CO)/mol/L c(NO2)/mol/L V正/mol/(L·s)
① 0.025 0.040 2.2×10-4
② 0.050 0.040 4.4×10-4
③ 0.025 0.120 6.6×10-4
(2)已知v正=k正·cm(CO)·cn(NO2)(k正为速率常数)，则m= ，k正的值为 。
(3)反应一段时间，当v正=3.3×10-2mol/(L·s)，N2浓度不再变化且c(N2)时=0.1mol/L时，容器中c(NO2)= mol/L，以物质的量分数表示反应a的化学平衡常数Kx= (用平衡时各组分物质的量分数代替平衡浓度计算)，若继续向密闭容器中通入均为0.1mol的和NO，此时反应a (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
8．（2023下·湖南·高三校联考阶段练习）生产生活中排放的废气废水有一定量的氨氮化合物，必须通过处理后达到国家规定的排放标准再排放，以下为两种处理氨氮化合物的方法。
Ⅰ．催化氧化法：某学习小组模拟氨气的催化氧化，向恒温恒容密闭容器内充入4mol和3mol，在加热和催化剂的作用下存在如下反应；
反应①(主)；
反应②(副)：
反应③(副)：
(1)反应③NO在催化剂作用下分解，也是一种消除污染的方法，其为 。
(2)下列说法正确的是 (填标号)。
a．反应①在任何温度下均能自发进行
b．混合气体的密度不变说明体系已达到平衡
c．在实际中，需采用高压氧化，以利于提高的生成量
(3)体系平衡时，的物质的量为amol，的物质的量为bmol。此时，的物质的量为 mol(用含a、b的代数式表示，下同)，反应③的平衡常数K= 。
Ⅱ．三维电极法：它是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料，填充的粒子电极表面能带电，成为新的一极(第三极)。如图为用三维电极法处理氨氮废水的原理图，石墨板作为阴、阳极，自制活性炭为填充材料，电解一定浓度的、与NaCl的酸性混合溶液来进行模拟。
(4)电解时，阳极的电极反应式为、 。
(5)该装置可以生成大量氧化性更强的·OH，写出·OH去除的离子方程式： 。
(6)相比于传统的二维电极反应系统，三维电极有哪些优点？试述其优点： (答出一种，合理即可)。
9．（2021上·山东烟台·高二统考期中）工业上在Cu-ZnO催化下利用CO2发生如下反应Ⅰ生产甲醇，同时伴有反应Ⅱ发生。
Ⅰ．
Ⅱ．
在温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入 和 ，起始压强为p kPa，10min达平衡时生成，测得压强为。
(1)当以下数值不变时，不能说明该反应达到平衡的是___________(填序号)。
A．气体密度 B．百分含量
C．与体积比 D．的体积分数
(2)已知反应Ⅰ的正反应速率方程，逆反应速率方程为，其中、分别为正逆反应速率常数。达到平衡后，若加入高效催化剂， 将 (填“增大”、“减小”或“不变”)；若升高温度， (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)平衡时的物质的量为 ，温度T时反应Ⅱ的化学平衡常数为 ，若反应速率用单位时间内分压变化表示，则10min内反应Ⅰ的平均反应速率 。
(4)在温度T时，若向加入催化剂的密闭容器中充入 、 、 和 ，此时反应Ⅱ的 (填“>”、“<”或“=”)。
10．（2022上·河南南阳·高二方城第一高级中学校联考阶段练习）回答下列问题
(1)近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中。再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时，N电极的电极反应式为 。
(2)氢气是一种理想的清洁能源，其制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。有一种制氢方法为光电化学分解。其原理如图所示，钛酸锶光电极的电极反应为，则铂电极的电极反应为 。
(3)熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3 (其中不含O2-和)为电解质，以丁烷为燃料，以空气中的氧气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为。试回答下列问题：
①该燃料电池的总反应式为 。
②正极电极反应式为 。
③为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是 ，它来自 。
11．（2013·上海崇明·统考二模）固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH (g)+H2O (g) △H=-Q kJ/mol (Q＞0)
(1)若在恒温恒容的容器内进行该反应，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有 。
A．容器内的压强保持不变
B．容器中CH3OH浓度与CO2浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．CO2的生成速率与H2O的生成速率相等
(2)某科学实验小组将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。回答下列问题：
①该反应在0～8 min内CO2的平均反应速率是 mol/(L·min)。
②该反应的平衡常数表达式为 。
③仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是 ，曲线Ⅱ改变的条件可能是 。若实线对应条件下平衡常数为K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2，则K、K1和K2的大小关系是 。
12．（2023·四川绵阳·统考一模）甲酸甲酯(HCOOCH3)是一种重要的有机合成中间体，可通过甲醇催化脱氢法制备，其工艺过程包含以下反应：
反应Ⅰ：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g) K1，△H1=+51.2kJ mol-1
反应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) K2，△H2=+90.1kJ mol-1
回答下列问题：
(1)反应HCOOCH3(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H3= kJ mol-1，K3= (用K1、K2表示)。
(2)对于反应Ⅰ：增大压强，平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)。保持压强不变，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施是 、 。
(3)在400kPa、铜基催化剂存在下，向密闭容器中通入CH3OH进行Ⅰ、Ⅱ两个反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①随温度升高，CH3OH的平衡组成比例呈现如图所示趋势的原因是 。
②550K时，反应2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)的平衡常数Kp= kPa，CH3OH的平衡转化率为 。
③研究表明，在700K以后升高体系温度，HCOOCH3的产率下降，可能的原因是 。
13．（2019上·广西柳州·高二校考期中）人们利用原电池原理制作了多种电池，以满足日常生活、生产和科学技术等方面的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。
（1）铅蓄电池在放电时的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O，则其正极上的电极反应为 。
（2）FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板时发生反应：2FeCl3+Cu==2FeCl2+ CuCl2。若将此反应设计成原电池，则负极所用的电极材料为 ；电极反应式： 。
（3）用Fe做阳极，KOH溶液做电解质溶液，进行电解，在阳极得到FeO，写出阳极的电极反应式
（4）已知甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时，b口通入的物质为 ，该电池正极上的电极反应式为 ；当6.4g甲醇(CH3OH)完全反应生成CO2时，有 mol电子发生转移。
14．（2020上·广东江门·高二台山市华侨中学校考期中）I．将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式： 。
II．甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。
(1)在一容积为2L的密闭容器内，充入0.2mol CO与0.4mol H2发生反应，CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。
①A、B两点对应的压强大小关系是PA PB(填“＞、＜、=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是 。
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是 (填代号) 。
a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍
b．CH3OH的体积分数不再改变
c．混合气体的密度不再改变
d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
(2)在P1压强、T1℃时，该反应的平衡常数K= ，再加入1.0mol CO后重新到达平衡，则CO的转化率 (填“增大，不变或减小”)。
(3)T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正) v(逆)(填“＞、＜或=”)。
15．（2022下·福建泉州·高三统考阶段练习）CO2加氢制化工原料对实现“碳中和”有重大意义。部分CO2加氢反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) ΔH1=+35.2kJ·mol 1
反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-24.7kJ·mol 1
反应Ⅲ：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3
反应IV：CO2(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4
回答下列问题：
(1)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH5=-483.6kJ·mol 1。
CH3OH(g)+O2(g) HCOOH(g)+H2O(g) ΔH6= kJ·mol 1。
(2)CO2催化加氢体系中，部分反应的lnKp与温度(T)关系如图1所示：
①300K时，反应进行趋势最大的是 (填“Ⅱ”、“Ⅲ”或“IV”)。
②图1中Q点时，反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)的Kp= 。
③实验测得CO2平衡转化率(曲线Y)和平衡时CH3OH的选择性(曲线X)随温度变化如图2所示。CO2加氢制CH3OH时，温度选择510~550K的原因为 。(已知：CH3OH的选择性=×100%)
④510K时，往刚性容器中通入nmolCO2和一定量H2，tmin达到平衡，tmin内CH3OH的平均生成速率为 mol·min 1。
(3)我国科学家以Bi为电极在酸性水溶液中可实现电催化还原CO2，两种途径的反应机理如下图所示，其中，TS表示过渡态、数字表示微粒的相对总能量。
①途径一，CO2电还原经两步反应生成HCOOH：第一步为CO2+e +H+=HCOO*(*表示微粒与Bi的接触位点)；第二步为 。
②CO2电还原的选择性以途径一为主，理由是 。
16．（2023上·广东惠州·高二博罗中学校考阶段练习）填空。
(1)在25℃、下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量，其燃烧生成的用过量饱和石灰水吸收可得沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为 。
(2)如图1是反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1 (填“>”“<”或“=”)K2。在T1温度下，往体积为1L的密闭容器中，充入和，经测得CO和的浓度随时间变化如图2所示。则0～3min内，以CO表示的该反应速率 (保留两位小数)，达平衡时CO的转化率为 ，该反应的平衡常数为 。
②若容器容积不变，下列措施可增加CO转化率的是 (填字母)。
a．升高温度
b．将从体系中分离
c．使用合适的催化剂
d．充入He，使体系总压强增大
③在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为)与CO平衡转化率的关系，曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1、K2、K3的大小关系为。 。
17．（2023·重庆·统考三模）运用催化转化法实现二氧化碳的碳捕集和碳利用有利于实现“碳达峰、碳中和”。
I．利用温室气体CO2和CH4制备合成气，计算机摸拟单个CO2分子与CH4分子的反应历程如图1所示：
已知：为1电子伏特，表示一个电子经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)制备合成气总反应的热化学方程式为
(2)向密闭容器中充入等体积的和，测得平衡时压强对数和的关系如图2所示。(压强的单位为MPa)
① (填“>”“<"或“=”)。
②温度为时，该反应的压强平衡常数 。
Ⅱ．合成气制取甲醇。在时，体积为的恒容容器中充入物质的量之和为的和，反应达到平衡时的体积分数()与的关系如图3所示。
(3)当起始，经过达到平衡，内平均反应速率，则该条件CO的平衡转化率为 ；若其它条件不变，在下达到平衡时的体积分数可能是 (填标号)。
A． B． C． D． E．
(4)当时，达到平衡状态后，的体积分数可能是图像中的 点(选填“D”“E”或“F”)。
Ⅲ．电化学法制备甲醇的工作原理如图4所示：
(5)通入的一端发生的电极反应式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1． 大于 b bd a ③
【分析】由表格可知，3s、4s、5s时n(NO)相同，则3s时反应已达平衡；2L容器，NO起始物质的量为0.020mol，则开始时NO的浓度为0.020mol÷2L=0.01mol/L，因此曲线c代表NO，结合反应方程式可知相同时间内NO、O2、NO2浓度变化量之比为2:1:2，因此曲线d代表O2；曲线b代表NO2。
【详解】(1)A点反应未平衡，反应正向进行，因此A点处v正大于v逆；
(2)由分析可知图中表示变化的曲线是b；平衡时的转化率为×100%=65%；
(3)在密闭容器中，时，进行反应：
a.未指明正逆反应速率，则不能说明反应已达平衡，a不符题意；
b.已指明正逆反应速率，且反应速率之比=计量数之比，因此说明反应已达平衡，b符合题意；
c.反应的体积不变，气体总质量不变，容器内的密度始终保持不变，因此容器内的密度保持不变不能说明反应是否达到平衡，c不符题意；
d.恒容，且该反应是气体总物质的量减小的反应，因此未平衡时容器内压强减小，因此当容器内压强保持不变，说明反应已达平衡，d符合题意；
选bd；
(4)a.及时分离出气体，NO2浓度减小，逆反应速率减小，同时平衡正向移动，NO和O2浓度均较小，反应速率减小，a符合题意；
b.适当升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，b不符合题意；
c.氧气是反应物，增大的浓度，反应速率增大，c不符合题意；
d.选择高效的催化剂，反应速率增大，d不符题意；
选a；
(5)将反应速率用同一种物质表示：
①时，0.5×=3；
②
③时，0.5×=0.075=0.075×60=4.5；
显然，反应速率最快的是③。
2．(1)C
(2)CD
(3) 增大 M端出现蓝色沉淀，N端产生无色气泡
(4)CH4-8e-+10OH-=+7H2O
(5)增大
(6)Fe-6e-+8OH-=+4H2O
【分析】Ⅰ．图甲中，左边装置是原电池，较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，如果要找电极材料代替铜，所找材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，M是阳极，N是阴极，电解池中阴极上阳离子得电子发生还原反应，原电池放电时，阴离子向负极移动；
Ⅱ．该电解池中，阳极材料是活泼金属，则电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，同时氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上氢离子得电子发生还原反应，根据阴阳极上转移电子数相等计算铁反应的质量，在碱性锌电池中，正极上得电子发生还原反应。
【详解】（1）已知图甲中，左边装置是原电池，较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，M是阳极，N是阴极，故图甲中电子的流向为：由Zn沿导线流向N，由M沿导线流向Cu，故答案为：C；
（2）在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，镁、铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选：AB；
（3）由分析可知，图甲中锌为负极，铜为正极，故硫酸根离子向负极移动，即甲池左侧的硫酸根离子浓度增大，M与正极相连为阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，生成的铜离子与氢氧根反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，N与负极相连为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故滤纸上可以看到的现象为：M端出现蓝色沉淀，N端产生无色气泡，故答案为：增大；M端出现蓝色沉淀，N端产生无色气泡；
（4）碱性甲烷燃料电池中负极发生氧化反应，根据电解质溶液和得失电子数可知，该电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O，故答案为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O；
（5）电解的过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则阴极附近氢氧根离子浓度增大，X极附近溶液的碱性增强，故答案为：增强；
（6）铁是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-=+4H2O和4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：Fe-6e-+8OH-=+4H2O。
3．(1)
(2) 8.3或8.33或25/3
(3)AC
(4)温度高于，增大压强，主反应⑤平衡正向移动，浓度增大，和浓度减小，导致副反应②平衡逆向移动；副反应②逆向移动的程度大于主反应⑤正向移动的程度，则二氧化碳的平衡转化率下降
(5)
(6)
【详解】（1）根据盖斯定律可得反应④=得到，方程式为C2H6(g)= C2H4(g)+2H2(g) △H== +136kJ/mol；故该反应的热化学方程式为：C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) △H=+136kJ/mol。
（2）设反应平衡时消耗C2H6(g)的物质的量为xmol，列三段式，则，解得x=0.25，则平衡时C2H6、 C2H4、H2的物质的量分别为0.75mol、0.25mol、0.25mol，则v(C2H4)=；反应前后体积、温度不变，根据阿伏伽德罗定律推论可知反应前后压强和物质的量成正比，设平衡时压强为ykPa，则，解得y=125kPa，该温度下反应的压强平衡常数Kp== =(8.33或8.3) kPa。
（3）A．根据CO2的平衡转化率与温度的关系图1，温度升高平衡转化率降低，可知正反应为放热反应，正反应活化能小于逆反应活化能，A错误；
B．相同条件下，氢碳比越大，CO2的平衡转化率越大，图1中，氢碳比：ⅰ>ⅱ，B正确；
C．图1中，当氢碳比为2.0时，Q点转化率小于P点的转化率，故反应向正反应方向进行，v(正)＞v(逆)，C错误；
D．图1中，当反应处于P点状态时，反应达到平衡，形成1mol碳碳双键生成1molC2H4，则消耗2molCO2，同时断裂4mol碳氧双键，D正确；
故答案为：AC。
（4）CO2和H2在铁系催化剂作用下发生化学反应⑤，会有副反应②发生，温度高于800℃，增大压强，主反应⑤2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)平衡正向移动，H2O(g)浓度增大，CO2(g)和H2(g)浓度减小，导致副反应②H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)平衡逆向移动；副反应②逆向移动的程度大于主反应⑤正向移动的程度，则二氧化碳的平衡转化率下降；。
（5）根据反应前后碳原子守恒，反应平衡时n(CH3I) +2n(C2H4)+3n(C3H6)+4n(C4H8) =1mol，则平衡时剩余的CH3I的物质的量为n(CH3I)=1mol-2n(C2H4)-3n(C3H6)-4n(C4H8) =0.04mol，则平衡时CH3I的转化率为=96%。
（6）810K时，平衡常数K== ，则，K为常数，A为常数，则x(HI)一直不变，反应平衡时，CH3I转化率为96%，则消耗的物质的量n(CH3I)=1mol×96%=0.96mol，根据方程式可知生成的HI的物质的量为n(HI)=n(CH3I) =0.96mol，平衡时容器内总物质的量为0.04mol+0.14mol+0.14mol+0.065mol+0.96mol=1.345mol，则x(HI)=，则图像为。
4．(1)吸收 180
(2) NiO
(3) Ⅰ和Ⅲ 乙
(4)CD
【分析】（1）N2（g）+O2（g）=2NO（g），根据能量变化图计算反应热，反应热=反应物断键吸收的能量-生成物形成释放出的能量；（2）根据图知有外接电源，这是一个电解装置，用O2-的运动方向判断出NiO电极是阳极，阳极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，发生氧化反应，铂电极是阴极，氧气得到电子，发生还原反应，据此解答；（3）（4）
【详解】（1）反应物总键能-生成物总键能=(946+498)kJ/mol-(2×632)kJ/mol=+180kJ/mol；故答案为：吸收180；
（2）根据图知有外接电源，这是一个电解装置，用O2-为阴离子移动向阳极，失去电子发生氧化反应，NiO电极是阳极；铂电极是阴极，氧气得到电子，发生还原反应生成O2-；故答案为：NiO；O2+4e =2O2 ；
（3）①验证温度对化学反应速率的影响，温度要不同，其他条件相同；故答案为：1.2×10 3 ；
②验证温度对化学反应速率的影响，只有实验Ⅰ和Ⅲ的温度不同，其他条件要相同；故答案为：Ⅰ和Ⅲ；
③催化积的比表面积大，反应速率快，达平衡的时间短；故答案为：乙；
（4）A．任何化学反应都伴有能量变化，则当温度不变，则反应达到平衡，A不符合题意；
B．反应前后气体系数和不等，则当压强保持不变，则说明反应达到平衡，B不符合题意；
C．当v正(NO)=2v逆(N2)，说明反应达到平衡，C符合题意；
D．，反应前后均为气体，则质量恒定，容积恒定，则密度始终恒定，密度不能作为判断平衡的条件，D符合题意；
故答案为：CD。
5．(1)-49.5 kJ·mol-1
(2) P3 >P2 > P1 反应I正向气体分子数减小，反应II正向气体分子数不变，相同温度下，增大压强反应I平衡正向移动，反应II平衡不动，则增大压强CO2的转化率增大，所以P3 >P2 > P1 反应I正向放热，反应II正向吸热，温度高于300℃之后，反应转化率主要由反应II决定 CO 0.1 0.016 0.1875
(3) CO2+2H++2e-= HCOOH 0.9
【解析】（1）根据盖斯定律可得，ΔH1=ΔH2-ΔH3=(+41.5kJ·mol-1)-(+91kJ·mol-1)=-49.5kJ·mol-1。
（2）①反应I的正反应为气体分子数减小的反应，反应II气体分子数不变，相同温度下，增大压强，反应I平衡正向移动，反应II平衡不动，则CO2的转化率增大，所以P3 ＞P2 ＞ P1；ΔH1＜0，ΔH2＞0，反应I的正反应为放热反应，反应II的正反应为吸热反应，温度高于300℃之后，反应转化率主要由反应II决定。②在温度为T℃下，将1mol CO2和3mol H2充入容积为5L的恒容密闭容器中，则H2的起始分压为1.5MPa，CO2的起始分压为0.5MPa；根据阿伏伽德罗定律的推论可知，恒容密闭的容器中，温度不变，气体压强与气体物质的量成正比，平衡时，P(H2)=0.8MPa，P(CO2)=0.2MPa，则n(H2)==1.6mol，n(CO2)==0.4mol，设转化为CH3OH的CO2的物质的量为x mol，转化为CO的CO2的物质的量为y mol，则有：则有，解得x=0.4，y=0.2，x+y=0.6，即平衡时n(CH3OH)=0.4mol，n(CO)=0.2mol，n(H2O)=0.6mol，则平衡时， P(CH3OH)= n(CH3OH)=0.4mol=0.2MPa，P(CO)= n(CO)=0.2mol=0.1MPa，P(H2O)= n(H2O)=0.6mol=0.3MPa，则图中已有CH3OH和H2O的分压变化，缺少的CO的分压变化，其平衡时的分压为0.1MPa；反应I中，Δn(H2)=1.2mol，v(H2)== =0.016mol·L-1·min-1；反应II的平衡常数KP===0.1875。
（3）该装置为电解池，Cu电极为阴极，则Cu电极上产生HCOOH的电极反应式为CO2+2H++2e-= HCOOH，Pt电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，CO2中的C呈+4价，C2H4中的C呈-2价，CH3OH中的C呈-2价，若Cu电极上只生成0.15mol C2H4和0.30mol CH3OH，则转移电子的物质的量为260.15mol+60.30mol=3.6mol，故Pt电极上产生O2的物质的量为3.6mol=0.9mol。
6．(1)＜
(2) 4 CH=C+H
(3)甲
(4) 1mol ＜ 升高温度，减小压强、分离出生成物等
【详解】（1）歧化积炭反应为熵减反应，若在低温下能自发进行，则＜0。
（2）由图可知，该历程分4步进行，第4步的活化能最大，反应速率最慢，故决定裂解反应快慢的基元反应是CH=C+H。
（3）裂解积炭反应为气体物质的量增大的反应，加压平衡逆向移动，积炭量减小，由图可知，表示温度和压强对裂解积炭反应中平衡积炭量影响的是图甲。
（4）容器i，达到平衡时体系吸收热量，结合热化学方程式可知，参加反应的甲烷物质的量为0.5mol，
①容器中反应达到平衡时，参加反应的甲烷物质的量为0.5mol，则生成的物质的量为1mol；容器ii相对于容器i来说，相当于加压，若平衡不移动，吸收的热量，该反应为气体物质的量增大的反应，加压平衡逆向移动，则吸收的热量＜。
②，则平衡时气体总的物质的量为4mol，温度T时该反应的平衡常数。
③该反应的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，欲提高的平衡转化率，可采取的措施有升高温度，减小压强、分离出生成物等。
7．(1) < B
(2) 1 0.22
(3) 0.7 1.4(或) 向逆反应方向进行
【详解】（1）反应i的平衡常数K1和T关系为InK= x+ ，随着T增大，K1减小，则反应i为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，则活化能Ea(正)
（3）对比实验①、③得，n=1，氮气浓度不再变化且c(N2)= 0.1mol/L时，则反应b消耗c(CO) = 0.2mol/L，设反应a消耗c(CO)= c(NO2) = xcmol/L，则平衡时c(CO)=(1- 0.2 - x)mol/L，c(NO2)= (1 - x)mol/L，代入则反应速率v正=0.22(1-0.2- x)(1- x)= 3.310-2，x=0.5，则平衡时消耗总c(CO)=(0.2+0.5)mol/L=0.7mol/L，根据碳原子守恒知，生成的c(CO2)等于消耗的c(CO)为0.7mol/L；该可逆反应：
反应b中消耗c(CO)等于消耗的c(NO)为0.2mol/L，生成的c(CO2)等于生成的c(N2)的2倍，为0.2mol/L，则平衡时c(CO)=(1- 0.2 – 0.5)mol/L=0.3mol/L，c(NO2)为0.5mol/L，c(NO)=(0.5-0.2)mol/L=0.3mol/L，c(CO2)= (0.5+0.2)mol/L=0.7mol/L，混合气体总物质的量=，则物质的量分数商=，则平衡向逆反应方向进行，故答案为0.7；1.4(或)；向逆反应方向进行。
8．(1) 180
(2)a
(3)
(4)
(5)
(6)①提高了电流效率；②能耗低，能降低运行成本；③粒子电极表面会生成许多强氧化活性物种，提高了氧化效率(任答出一种，合理即可)
【详解】（1）已知：① ；② ，根据盖斯定律，将 (① ②)，整理可得③ ；故答案为： 180。
（2）a．反应①的，，故反应①在任何温度下均能自发进行，故a正确；b．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，反应混合物都是气体，气体的质量不变，则反应前后混合气体的密度始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，故b错误；c．压强增大，平衡逆向移动，不利于的生成，故c错误综上所述，答案为：a。
（3）根据题意知，起始充入4mol和3mol，反应平衡时，的物质的量为a mol，的物质的量为b mol，则反应的总共为(4 a)mol，而根据反应①②可知，与的化学计量数之比都是4：6，所以生成的为1.5(4 a)mol，根据氮元素守恒可知，平衡时NO的物质的量为(4 a 2b)mol，再根据氧元素守恒，可知平衡时的物质的量为，因为③反应前后气体分子数之和不变，因此其平衡常数；故答案为：1.5(4 a)；。
（4）由图可知，阳极的电极反应式为、；故答案为：。
（5）由图可知·OH可以将溶液中氧化为，则·OH去除的离子反应方程式为；故答案为：。
（6）相比于传统的二维电极反应系统，三维电极的电极比表面积增大，粒子电间距小，提高了电流效率；三维电极能耗低，能降低运行成本，粒子电极表面会生成许多强氧化活性物种，提高了催化效率，没有电催化氧化对阳极的严格要求；故答案为：①提高了电流效率；②能耗低，能降低运行成本；③粒子电极表面会生成许多强氧化活性物种，提高了氧化效率(任答出一种，合理即可)。
9．(1)A
(2) 不变 减小
(3) 0.25mol 0.375
(4)>
【详解】（1）A．由题干信息可知，整个反应体系的物质均为气体，恒容下反应体系气体密度一直保持不变，故气体密度不变不能说明达到化学平衡，A符合题意；
B．化学平衡的特征之一为各组分的百分含量保持不变，故CO2百分含量保持不变说明反应达到平衡状态，B不合题意；
C．由于反应体系中反应I和II均生成了H2O，且反应II中H2O与CO的比值为1:1，故H2O与体积比保持不变说明反应达到化学平衡，C不合题意；
D．化学平衡的特征之一为各组分的百分含量保持不变，故CH3OH的体积分数保持不变，说明化学反应达到平衡状态，D不合题意；
故答案为：A；
（2）已知反应Ⅰ的正反应速率方程，逆反应速率方程为，其中、分别为正逆反应速率常数，达到平衡后，若加入高效催化剂，化学平衡不移动，，故将不变，仍然等于1，根据平衡时即，则==K(反应I)，若升高温度，反应平衡逆向移动，故减小，故答案为：不变；减小；
（3）根据三段式分析：，，则有：x+y=0.3mol，，解得：x=0.25mol，y=0.05mol，故平衡时的物质的量为0.25mol，则平衡时：CO的物质的量为0.05mol，H2O的物质的量为：0.3mol，CO2的物质的量为：0.5-x-y=0.5mol-0.25mol-0.05mol=0.2mol，H2的物质的量为：1-3x-y=1mol-3×0.25mol-0.05mol=0.2mol，温度T时反应Ⅱ的化学平衡常数为K==0.375；
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1，Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2，反应Ⅱ不会引起压强变化，反应前后压强变化是反应Ⅰ进行引起，起始气体总物质的量为1.5mol，压强pkPa，平衡状态压强，气体总物质的量为1mol，结合反应Ⅰ的定量关系计算得到，生成甲醇物质的量0.25mol，甲醇分压p(CH3OH)=pkPa=kPa，甲醇表示的反应速率(CH3OH)==kPa/min，故答案为：0.25mol；0.375；；
（4）由(3)分析可知，在温度T时，反应II的平衡常数为：K=0.375，若向加入催化剂的密闭容器中充入、、和 ，则Qc==0.25
10．(1)CO2+2H++2e-=CO+H2O
(2)2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(3) 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O O2+2CO2+4e-=2 CO2 负极反应产物
【解析】（1）
根据装置图，N极为电子流入的极，在该电极，CO2→CO，则CO2得电子生成CO，电极反应式为CO2+2H++2e-=CO+H2O。答案为：CO2+2H++2e-=CO+H2O；
（2）
依据装置图中的电子流向分析，铂电极作原电池正极，水得电子生成H2和OH-，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。答案为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；
（3）
①该燃料电池中，丁烷为燃料，以空气中的氧气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极，丁烷和氧气反应生成二氧化碳和水，则总反应式为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。
②正极上氧气得电子产物与二氧化碳反应生成，电极反应式为O2+2CO2+4e-=2。
③由该电极的正极反应式O2+2CO2+4e-=2可知加入的物质是CO2，由负极反应式2C4H10+26-52e-=34CO2+10H2O可知，CO2来源于负极反应产物。答案为：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O；O2+2CO2+4e-=2；CO2；负极反应产物。
【点睛】书写电极反应式时，应注意电解质中参加电极反应的物质。
11． AD 0.125 升温 加压 K=K2＞K1
【详解】(1) A．该反应是反应前后气体体积改变的反应，若容器内的压强保持不变，则反应达到平衡状态，A正确；
B．容器中CH3OH浓度与CO2浓度相等反应可能处于平衡状态，也可能不是平衡状态，B错误；
C．在恒温恒容的容器内进行该反应，气体的体积不变，反应混合物都是气体，气体的质量不变，因此在任何情况下气体的密度都不变，因此不能根据容器中混合气体的密度保持不变判断反应是否处于平衡状态，C错误；
D．CO2和H2O一种是反应物，一种是生成物，在化学方程式中计量数相同，则CO2的生成速率与H2O的生成速率相等可据此判断反应处于平衡状态，D正确；
故合理选项是AD；
(2)①根据图示可知在0～8 min内H2的物质的量变化了6 mol，反应时间是8 min，容器的容积为2 L，则v(H2)= mol/(L·min)，根据方程式CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH (g)+H2O (g)可知v(CO2)= v(H2)=× mol/(L·min)=0.125 mol/(L·min)；
②反应CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH (g)+H2O (g)的化学平衡常数K=；
③该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，改变条件时，虚线Ⅰ中，反应到达平衡时间缩短，氢气的含量升高，说明平衡逆向移动，且反应速率增大，应该是升高温度；虚线Ⅱ中，氢气含量减小、缩短反应到达平衡时间，说明平衡正向移动且反应速率增大，改变的条件是增大压强；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，升高温度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，所以K、K1和K2的大小关系是K=K2＞K1。
【点睛】本题考查可化学平衡状态的判断及平衡移动因素的分析、化学反应速率和化学平衡计算，明确反应速率的概念及关系、平衡状态的特征及平衡移动原理是解题关键。要结合有关知识分析解答。
12．(1) +129.0
(2) 向左 升高温度 改良催化剂
(3) 反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应，升高温度，平衡均向正反应方向移动 64 47.4% 反应Ⅰ的选择性下降
【详解】（1）根据盖斯定律反应Ⅲ=2×反应Ⅱ-反应I，△H3=2△H2-△H1=2×(+90.1kJ mol-1)-( +51.2kJ mol-1)= +129.0 kJ mol-1；K3=；
（2）对于反应Ⅰ：增大压强，平衡气体体积减少的方向移动即向左移动；保持压强不变，要缩短反应达到平衡的时间，就是加快反应速率，可以采用升高温度和改良催化剂的措施；
（3）①反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应，升高温度，平衡均向正反应方向移动，CH3OH的平衡组成比例下降；
②在400kPa铜基催化剂存在下，密闭容器中发生反应Ⅰ：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g)和反应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)，550K时CH3OH的物质的量分数等于H2的物质的量分数等于0.4，CO的物质的量分数为0.04，则HCOOCH3的物质的量分数等于1-0.4-0.4-0.04=0.16，==0.4×400=160kPa，P(CO)=0.04×400=16 kPa，=0.16×400=64 kPa，Kp==；根据碳原子守恒，CH3OH的平衡转化率=；在700K以后升高体系温度，HCOOCH3的产率下降，可能的原因是反应Ⅰ的选择性下降。
13． PbO2+4H++SO42-+2e- = PbSO4+2H2O Cu Cu-2e－＝Cu2+ Fe－6e－＋8OH－＝FeO＋4H2O CH3OH O2+4H++4e－＝2H2O 1.2
【分析】根据原电池原理及总反应方程式书写电极反应式，判断正负极；根据电解池原理及放电顺序书写电极反应式；根据甲醇燃料电池的原理分析电池的正负极、电极反应式并根据反应式计算转移电子数。
【详解】（1）放电时，PbO2在正极发生还原反应，根据总反应分析得正极上的反应式为PbO2+4H++SO42-+2e- = PbSO4+2H2O，故答案为： PbO2+4H++SO42-+2e- = PbSO4+2H2O；
（2）反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2中，Cu失去电子发生氧化反应，Cu-2e－＝Cu2+，所以原电池中负极材料是Cu，故答案为：Cu；Cu-2e－＝Cu2+；
（3）铁作阳极失电子，发生氧化反应，生成FeO，根据电荷守恒判断，电解质溶液中OH-参加反应，则电极反应式为：Fe－6e－＋8OH－＝FeO＋4H2O；故答案为：Fe－6e－＋8OH－＝FeO＋4H2O；
（4）原电池中H+向正极移动，根据图中氢离子的移动方向可知c口一侧的电极为正极，所以b口一侧的电极是负极，甲醇在负极上发生氧化反应，故b口通入的是CH3OH；正极上氧气发生还原反应，得电子，与氢离子结合生成水，电极反应式为O2+4H++4e－＝2H2O；负极上的电极反应为CH3OH+H2O-6e-=6H++CO2，6.4g甲醇(CH3OH)的物质的量为，完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量为0.2mol×6=1.2mol，
故答案为：CH3OH；O2+4H++4e－＝2H2O；1.2。
14． C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1 ＜ KA=KB＞KC b 100 减小 ＞
【分析】I．根据盖斯定律①-②-③得：C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1 。II．达到化学平衡状态时各物质的浓度不变、正逆反应速率相等、各组分的百分含量不再发生变化，据此判断平衡状态，根据平衡常数的定义进行计算，根据浓度商判断反应进行的方向。
【详解】I．C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1，根据盖斯定律和以上数据，①-②-③得：C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1 。故答案为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1；
II．(1)①如图，CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，该反应为气体体积缩小的反应，增大压强，CO的转化率增大，则平衡正向移动，说明PA＜PB(填“＞、＜、=”)。故答案为：＜；
②化学平衡常数只受温度的影响，该反应放热，温度升高平衡逆向移动，K值减小，则A、B点温度相等且小于C点，A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是KA=KB＞KC。故答案为：KA=KB＞KC；
③a．只要反应发生就有H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍，不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；b．CH3OH的体积分数不再改变，说明各物质的量不变，反应达到化学平衡状态，故正确；c．恒容条件下气体的总质量和容器的体积不变，则混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变，可能平衡也可能未达到化学平衡，故错误。故答案为：b；
(2)在P1压强、T1℃时，CO的平衡转化率为0.5，则各反应物的浓度分别为0.05mol/L、0.1mol/L、0.05mol/L，该反应的平衡常数K=；再加入1.0molCO后重新到达平衡，增加CO的量，则CO的转化率减小；虽然平衡正向移动，但增加的CO的量远大于转化的量，故CH3OH的体积分数减小。故答案为：100；减小；
(3)T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时Q=，故平衡向正反应方向进行，此时v(正)＞v(逆)。故答案为：＞。
15．(1)-423.7
(2) IV 1 温度过低合成甲醇的速率较慢，温度过高甲醇的选择性急剧降低
(3) HCOO*+H++e-=HCOOH 途径一的活化能(能垒)更低
【详解】（1）①反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) ΔH1=+35.2kJ·mol 1
②反应Ⅱ：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-24.7kJ·mol 1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH5=-483.6kJ·mol 1。
利用盖斯定律，将反应①+③-②得：CH3OH(g)+O2(g) HCOOH(g)+H2O(g) ΔH6=(35.2+24.7-483.6)kJ·mol 1=-423.7 kJ·mol 1。答案为：-423.7；
（2）①因为纵坐标表示lnKp，数值越小，表示Kp越大，从图中可以看出，300K时，lnKp最小的是反应IV，所以反应进行趋势最大的是IV。
②图1中Q点时，Kp(反应Ⅱ)=Kp(反应IV)，则，从而得出，反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)的Kp=。
③从图中可以看出，平衡时CH3OH的选择性逐渐降低，但温度过低，会影响反应速率，所以温度选择510~550K的原因为温度过低合成甲醇的速率较慢，温度过高甲醇的选择性急剧降低。
④从图中可以看出，510K时，CO2的转化率为40%，CH3OH的选择性为80%，则往刚性容器中通入nmolCO2和一定量H2，tmin达到平衡，tmin内生成CH3OH的物质的量为，则CH3OH表示的平均生成速率为=mol·min 1。答案为：IV；1；温度过低合成甲醇的速率较慢，温度过高甲醇的选择性急剧降低；；
（3）①途径一，第二步的反应物HCOO*、H+，获得1个e-后生成HCOOH，则第二步反应为HCOO*+H++e-=HCOOH。
②在一个反应中，正反应的活化能越大，反应越困难，从图中可以看出，途径一反应的活化能比途径二低，所以CO2电还原的选择性以途径一为主，理由是途径一的活化能(能垒)更低。
答案为：HCOO*+H++e-=HCOOH；途径一的活化能(能垒)更低。
【点睛】比较反应进行的难易程度时，通常比较正反应的活化能，正反应的活化能越大，反应越困难。
16．(1)
(2) ＞ 75％ 12 b K1=K2
（2）① CO平衡转化率越大，表明反应正向进行程度越大，平衡常数K越大，；图像中反应物初始浓度为1mol/L，表示CO，0～3min内CO浓度变化0.5mol/L，则；，平衡时CO转化率：；平衡常数：；
②
a.根据图像可知，温度越高，CO转化率越小，a错误；
b.将CHOH(g)从体系中分离平衡向正反应方向移动，转化率增大，b正确；
c.加入催化剂不影响平衡，转化率不变，c错误；
d.充入He，由于不参于反应，且容器体积不变，故浓度不变，平衡不移动，d错误；
答案选b；
④根据以上推出该反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，故升高温度CO的转化率减小，所以最下面的一条线是温度最高的平衡线，故温度是270℃。平衡常数只于温度有关，且该反应是放热反应，故平衡常数与温度成反比，得出平衡常数大小关系: K1=K2
(2) ＞ 0.01或0.01(MPa)2
(3) 50% C
(4)D
(5)CO+4e-+4H+=CH3OH
【详解】（1）由图示可知该反应为吸热反应，生成物总能量高于反应物的总能量，而图示中是单个CO2分子与CH4分子的反应历程，△H=(E生-E反)=NAeV/mol，所以热化学方程式为：CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(E5-E1) NAeV/mol，故答案为：CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+(E5-E1) NAeV/mol；
（2）①由于反应吸热，温度越高，正向进行程度越大，p(H2)越大，所以T1＞T2，故答案为：＞；
②Kp=，温度为T1时，由b点可知，各气体分压为：p(CO)=p(H2)=1MPa，p(CO2)=p(CH4)=10MPa，p(CO2)=p(CH4)=10MPa，代入Kp表达式，可得Kp===0.01(MPa)2，故答案为：0.01或0.01(MPa)2；
（3）体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，起始=2，起始n(CO)=1mol，n(H2)=2mol，0～5min内平均反应速率(H2)=0.1mol L-1 min-1，则n(H2)=0.1mol L-1 min-1×5min×2L=1mol，根据方程式n(CO)=0.5mol，CO的平衡转化率=×100%=×100%=50%；在T1条件下，平衡时n(CO)=1mol-0.5mol=0.5mol，n(H2)=2mol-1mol=1mol，n(CH3OH)=0.5mol，平衡时CO的体积分数为=，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，说明平衡时CO的体积分数增大则＞，当生成物完成转化为生成物，则平衡时CO的体积分数为，但该反应是可逆反应，则在T2℃(T2＞T1)下达到平衡时CO的体积分数可能是～，故答案为：50%；C；
（4）当=2时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数最大，则当=3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图像中的D点，故答案为：D；
（5）该装置是原电池，根据总反应：CO+2H2=CH3OH可知，C元素的化合价降低，CO在正极得到电子，H元素的化合价升高，H2在负极失去电子，所以通入H2的一端是负极；通入CO的一端为正极，CO在酸性溶液中得到电子转变为CH3OH，电极反应式为：CO+4e-+4H+=CH3OH，故答案为：CO+4e-+4H+=CH3OH。
答案第1页，共2页
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