安徽省高考化學(xué)三年（2021-2023）模擬題匯編-17化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（2）（含解析 ）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁安徽省高考化學(xué)三年（2021-2023）模擬題匯編-17化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡（2）一、單選題1．（2022·安徽淮北·統(tǒng)考一模）向的和3mL30%的的混合溶液中加入經(jīng)處理過的鐵絲，鐵絲表面產(chǎn)生氣泡，隨后消失，再產(chǎn)生氣泡，再消失，周而往復(fù)，振蕩周期(現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)的時間間隔)為20s左右，可維持?jǐn)?shù)小時。一種可能的反應(yīng)機(jī)理為：(a)(b)(c)(d)下列說法錯誤的是A．該振蕩反應(yīng)與濃度的變化有關(guān) B．、為中間產(chǎn)物C．冰水浴比室溫條件下的振蕩周期要短 D．由該機(jī)理可知：產(chǎn)生的氣體是2．（2022·安徽銅陵·統(tǒng)考二模）甲酸(HCOOH)在催化劑表面分解的微觀歷程與能量變化關(guān)系如圖所示：下列說法正確的是A．甲酸分解過程吸收能量B．甲酸分解速率由步驟Ⅳ→Ⅴ決定C．反應(yīng)過程存在非極性鍵的斷裂和生成D．使用高效催化劑可使步驟Ⅰ和Ⅴ之間差值增大3．（2022·安徽宣城·二模）2021年9月24日《科學(xué)》雜志發(fā)表了中國科學(xué)家的原創(chuàng)性重大突破——首次在實(shí)驗室實(shí)現(xiàn)到淀粉的全合成。其部分合成路線如下。下列說法正確的是A．DHA和淀粉中碳原子的成鍵方式完全相同B．反應(yīng)①中有極性鍵和非極性鍵的斷裂與生成C．升高溫度一定會加快反應(yīng)②的反應(yīng)速率D．反應(yīng)③屬于加成反應(yīng)4．（2022·安徽蚌埠·統(tǒng)考模擬預(yù)測）CO與N2O在鐵催化劑表面進(jìn)行如下兩步反應(yīng)：第一步：Fe*+N2O=FeO*+N2第二步：FeO*+CO=Fe*+CO2其相對能量與反應(yīng)歷程如下圖所示，下列說法不正確的是A．總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，化學(xué)方程式為CO+N2OCO2+N2B．在反應(yīng)過程中，有極性鍵和非極性鍵的斷裂和生成C．總反應(yīng)的反應(yīng)速率由第一步反應(yīng)決定D．Fe*為反應(yīng)的催化劑，F(xiàn)eO*為中間產(chǎn)物5．（2022·安徽淮北·統(tǒng)考二模）ICl與H2能發(fā)生的總反應(yīng)為H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)

△H<0。已知：①該反應(yīng)分兩步完成，第一步為②兩步反應(yīng)的活化能分別為Ea1、Ea2，且Ea1>Ea2下列判斷正確的是A．總反應(yīng)中I2為氧化產(chǎn)物B．第一步的化學(xué)反應(yīng)速率大于第二步的化學(xué)反應(yīng)速率C．已知鍵能：，可推知鍵能H-Cl<I-ClD．第二步的化學(xué)方程式可能為6．（2022·安徽合肥·統(tǒng)考三模）最近科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)銥元素(Ir)形成的復(fù)雜陰離子[Ir(CO)2I2]-能催化甲醇的羰基化反應(yīng)，催化過程中各步基元反應(yīng)如圖所示，其中M→N的反應(yīng)速率較快，N→Y→X的反應(yīng)速率較慢，下列有關(guān)說法正確的是A．催化過程中基元反應(yīng)M→N的活化能最大B．反應(yīng)過程中Ir元素的化合價保持不變C．存在反應(yīng)：CH3COOH+HI→CH3COI+H2OD．甲醇的羰基化反應(yīng)原子利用率為100%7．（2022·安徽黃山·統(tǒng)考二模）下列操作能達(dá)到實(shí)驗?zāi)康牡氖茿．依據(jù)褪色時間的長短比較反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響B(tài)．探究濃硫酸的脫水性和氧化性C．檢驗該條件下鐵發(fā)生了析氫腐蝕D．驗證該裝置產(chǎn)生乙烯A．A B．B C．C D．D二、原理綜合題8．（2022·安徽池州·統(tǒng)考模擬預(yù)測）已知：4HBr(g)+O2(g)?2H2O(g)+2Br2(g)ΔH。v正=k正ca(HBr)·cb(O2)，v逆=k逆cc<(H2O)·cd(Br2)(v正為正反應(yīng)速率，v逆為逆反應(yīng)速率，k正為正反應(yīng)速率常數(shù)，k逆是逆反應(yīng)速率常數(shù)，只與溫度和催化劑有關(guān)，與濃度和接觸面積無關(guān)；a、b、c、d是反應(yīng)級數(shù)，可取整數(shù)和分?jǐn)?shù))。(1)已知幾種共價鍵鍵能數(shù)據(jù)如下所示：共價鍵H-BrO=OH-OBr-Br鍵能(kJ·mol-1)363498467193上述反應(yīng)中，ΔH=_______kJ·mol-1。(2)下列關(guān)于k正和k逆的說法正確的是_______(填字母)。A．增大壓強(qiáng)，k正增大，k逆減小 B．升高溫度，k正和k逆都增大C．加入催化劑，k正和k逆都增大 D．增大接觸面積，k正和k逆都減小(3)為了測定反應(yīng)級數(shù)，設(shè)計實(shí)驗，測定結(jié)果如表所示：實(shí)驗序號c(HBr)/mol·L-1c(O2)/mol·L-1正反應(yīng)速率10.10.1v20.10.22v30.20.48v40.4x32v①x=_______，a=_______，b=_______。②有人提出如下反應(yīng)歷程：(I)HBr+O2→HO-OBr(慢反應(yīng))(II)HO-OBr+HBr→H2O+BrOBr(較快反應(yīng))(III)BrOBr+HBr→BrOH+Br2(快反應(yīng))(IV)BrOH+HBr→Br2+H2O(快反應(yīng))活化能最大的反應(yīng)是_______(填代號)。(4)在密閉容器中充入HBr和O2，發(fā)生上述反應(yīng)，在相同時間里，測得HBr的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖。隨著溫度升高，三種不同壓強(qiáng)下HBr的轉(zhuǎn)化率趨向相等，其原因是_______。(5)在一定溫度下，向恒容密閉容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g)，測得起始的壓強(qiáng)為10akPa，發(fā)生上述反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體壓強(qiáng)為起始壓強(qiáng)的。該溫度下，平衡常數(shù)Kp=_______(kPa)-1(用含a的代數(shù)式表示)。(6)常溫下，如果將上述反應(yīng)設(shè)計成酸性燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為_______。9．（2022·安徽宣城·統(tǒng)考二模）大連化學(xué)物理研究所開發(fā)的DMTO技術(shù)曾獲得國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明一等獎。該技術(shù)以煤為原料，經(jīng)過煤→CO、H2→CH3OH→C2H4、C3H6等一系列變化可獲得重要的化工產(chǎn)品乙烯和丙烯?；卮鹣铝袉栴}：(1)煤氣化包含一系列化學(xué)反應(yīng)，熱化學(xué)方程式如下：①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H1=+131kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2=akJ·mol-1③C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172kJ·mol-1，則a=_______。(2)已知某密閉容器中存在可逆反應(yīng)：2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H，測得其他條件相同時，CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率隨著溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的變化如圖1所示，平衡常數(shù)K與溫度T關(guān)系如圖2所示。①該反應(yīng)的△H_______(填“>”或“<”，下同)0，N點(diǎn)v(CH3OH)正_______M點(diǎn)v(CH3OH)逆。②T1后升高溫度，則B、C、D三點(diǎn)中能正確表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨著溫度T改變而變化的點(diǎn)是_______(填字母)。(3)在一定溫度和適當(dāng)催化劑存在下，將1molCO、2molH2通入恒容密閉容器中，使其發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-91kJ·mol-1，測得開始時容器內(nèi)總壓為3×105Pa，反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡且平衡時體系壓強(qiáng)降低了，則該溫度下的平衡常數(shù)Kp=_______Pa-2(Kp為分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)某乙烯熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖3所示，則負(fù)極上電極反應(yīng)式為_______；若要維持電池持續(xù)穩(wěn)定工作，則從理論上講，進(jìn)入石墨Ⅱ電極上的CO2與石墨Ⅰ電極上生成的CO2的物質(zhì)的量之比是_______。10．（2022·安徽合肥·統(tǒng)考三模）甲烷催化裂解是工業(yè)上制備乙炔的方法之一?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-885kJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-2600kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3=-572kJ/mol則2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)ΔH=_______kJ/mol(2)①若用分別表示CH4、CH2、H2和固體催化劑，在固體催化劑表面CH4的裂解過程如圖所示，從吸附到解吸的過程中，能量狀態(tài)最高的是_______(填標(biāo)號)。②在恒容密閉容器中充入amol甲烷，測得單位時間內(nèi)在固體催、化劑表面CH4的轉(zhuǎn)化率[α(CH4)]與溫度(t℃)的關(guān)系如圖所示，t0℃后CH4的轉(zhuǎn)化率突減的原因可能是_______。(3)甲烷分解體系中幾種氣體的平衡分壓(p/Pa)與溫度(t/℃)的關(guān)系如圖所示。①T℃時，化學(xué)反應(yīng)2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K=_______Pa2。②在某溫度下，向VL恒容密閉容器中充入0.12molCH4只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g)，達(dá)到平衡時，測得p(H2)=p(CH4)。CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(4)甲烷除裂解反應(yīng)外還能發(fā)生水蒸氣重整反應(yīng)，涉及以下反應(yīng)方程式：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；在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的CH4和H2O(g)發(fā)生水蒸氣重整反應(yīng)。①壓強(qiáng)為P0kPa時，分別在加CaO和不加CaO時，平衡體系H2的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示。溫度低于700℃時，加入CaO可明顯提高混合氣中H2的量，原因是_______②500℃時，反應(yīng)相同時間后測得CH4的轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)的變化如圖所示。則圖中E點(diǎn)和G點(diǎn)CH4的濃度大小關(guān)系為c(G)_______(填“>”“＜”或“=”)c(E)。11．（2022·安徽·模擬預(yù)測）CO2的綜合利用有利于碳達(dá)峰、“碳中和”目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)。催化CO2和H2能夠制取甲醇。Ⅰ.在催化劑作用下，CO2、H2同時發(fā)生如下反應(yīng)：反應(yīng)1(主反應(yīng))：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(g)△H=-86.9kJ·mol-1反應(yīng)2(副反應(yīng))：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ·mol-1(1)反應(yīng)2的發(fā)生不利于反應(yīng)1中CH3OH(l)生成的原因是_______；一定溫度、壓強(qiáng)下，為了提高反應(yīng)速率和CH3OH(1)的選擇性，應(yīng)當(dāng)_______。(2)假設(shè)某溫度下，反應(yīng)1的速率大于反應(yīng)2的速率，則下列反應(yīng)過程中的能量變化示意圖正確的是_______(填字母)。A． B． C． D．(3)若在絕熱恒容的密閉體系中進(jìn)行上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)1達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填序號)。①v(CO2)正和v(H2)逆的比值為1：2

②CO2和H2O的物質(zhì)的量相等③H2的百分含量不變

④容器的溫度恒定不變Ⅱ.工業(yè)上常用甲醇脫氫制重要的化工產(chǎn)品“萬能中間體HCOOCH3”，具有工藝流程短、原料單一、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。該工藝過程涉及如下反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)△H1反應(yīng)Ⅱ：HCOOCH3(g)2CO(g)+2H2(g)△H2反應(yīng)Ⅲ：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)△H3(4)反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ的能量變化如圖所示，則△H2=_______kJ·mol-1(5)一定溫度下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCH3OH(g)發(fā)生上述反應(yīng)，tmin達(dá)到平衡時，容器中HCOOCH3為amol，CO為bmol，0~tmin內(nèi)v(CH30H)=_______mol·L-1·min-1(用含a、b、V、t的代數(shù)式表示)，該溫度下，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K=_______(用含a、b、V的代數(shù)式表示)。12．（2022·安徽蕪湖·統(tǒng)考三模）為實(shí)現(xiàn)我國政府提出的2060年碳中和目標(biāo)，須控制CO2的排放。(1)請寫出CO2與C反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式_______。已知：①4CO(g)+Fe3O4(s)=3Fe(s)+4CO2(g)ΔH=-14kJ·mol-1②3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s)ΔH=-1118kJ·mol-1③C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·mol-1若在恒溫密閉容器中發(fā)生反應(yīng)①，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后充入CO2，重新達(dá)到平衡后容器中的變化情況是_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。反應(yīng)②在_______(填“低溫”或“高溫”)條件下更有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行。(2)已知：CO2(g)+CH4(g)→2CO(g)+2H2(g)，為研究溫度、壓強(qiáng)變化對此反應(yīng)的影響，某科研小組的研究人員向某密閉容器中充入amolCH4、bmolCO2，測得反應(yīng)過程中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(K)、壓強(qiáng)(kPa)的關(guān)系如圖所示。欲使X點(diǎn)時CH4的轉(zhuǎn)化率>60％，則a_______b(填“>”、“=”或“<”)；若兩種壓強(qiáng)下通入氣體的量相同，則正反應(yīng)速率v(Y)_______v(X)，ΔH_______0(填“>”、“=”或“<”)。(3)CO2在Cu-ZnO催化下，可同時發(fā)生如下反應(yīng)I和II。I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)在Cu-ZnO存在的條件下，保持溫度T不變，在一剛性密閉容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及達(dá)平衡時，容器內(nèi)各氣體物質(zhì)的量如下表：CO2H2CH3OHCOH2O(g)總壓/kPa起始/mol5.07.0000p0平衡/moln1n2p若反應(yīng)I、II均達(dá)平衡時，p0=1.2p，則表中n1=_______；若此時n2=3，則反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=_______(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計算結(jié)果用含總壓p的最簡分式表示)。13．（2022·安徽淮南·統(tǒng)考二模）CO2減排策略主要有三種：減少排放，捕集封存，轉(zhuǎn)化利用。其中CO2轉(zhuǎn)化利用，生產(chǎn)高能燃料和高附加值化學(xué)品，有利于實(shí)現(xiàn)碳資源的有效循環(huán)。由CO2轉(zhuǎn)化制甲醇具有重要的經(jīng)濟(jì)效益。(1)高效催化劑對CO2加氫制甲醇的反應(yīng)速率影響很大。通過計算機(jī)分析，CO2加氫制甲醇在不同催化條件下存在兩種反應(yīng)路徑的勢能圖如下圖所示。①CO2加氫制甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=_______eV/mol(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)；②_______(填“甲酸鹽”或“羧酸”)路徑更有利于CO2加氫制甲醇反應(yīng)，對該路徑的反應(yīng)速率影響最大的一步反應(yīng)是_______；③根據(jù)勢能圖，下列說法合理的是_______(填標(biāo)號)。A．CO2分壓越大，催化劑表面積越大，CO2在催化劑表面的吸附速率越大B．不考慮H3COH*，兩種路徑中產(chǎn)生的含碳中間體種類均有5種C．中間體HCOO*比COOH*更穩(wěn)定D．使用高活性催化劑可降低反應(yīng)焓變，加快反應(yīng)速率(2)CO2催化加氫制甲醇反應(yīng)歷程中某一步基元反應(yīng)的Arthenius經(jīng)驗公式的實(shí)驗數(shù)據(jù)如圖所示，已知Arrhenius經(jīng)驗公式為(其中Ea為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù))。①該反應(yīng)的活化能Ea=________kJ/mol；②當(dāng)使用更高效的催化劑時，在圖中畫出Rlnk與關(guān)系的示意圖_______。(3)在CO2催化加氫制甲醇過程中也存在競爭反應(yīng)CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH>0，在恒溫密閉容器中，維持壓強(qiáng)和投料比不變，將CO2和H2按一定流速通過反應(yīng)器，CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性[x(CH3OH)%=]隨溫度變化關(guān)系如下圖所示：

CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性隨溫度的變化曲線①若233-251℃時催化劑的活性受溫度影響不大，分析235℃后圖中曲線下降的原因_______。②在壓強(qiáng)為P的恒溫恒壓密閉容器中，加入1molCO2和3molH2反應(yīng)并達(dá)到平衡狀態(tài)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率為20%，甲醇的選擇性為50%，計算CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)在該溫度下的平衡常數(shù)Kp=_______。(列出計算式)14．（2022·安徽蚌埠·統(tǒng)考模擬預(yù)測）二氧化碳加氫可轉(zhuǎn)化為二甲醚(CH3OCH3)，既可以降低二氧化碳排放量，也可以得到性能優(yōu)良的燃料，是實(shí)現(xiàn)碳中和的有效手段之一、回答下列問題：(1)已知：①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)?H1=-49.0kJ?mol-1②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)?H2=-23.5kJ?mol-1用二氧化碳和氫氣反應(yīng)制取二甲醚的熱化學(xué)方程式為_______。(2)一定條件下，向體積為2L的恒容閉容器中通入2molCO2和6molH2發(fā)生上述反應(yīng)。①下列有關(guān)敘述正確的是_______(填字母序號)。a．容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生改變，說明反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)b．使用合適的催化劑可以提高單位時間內(nèi)CH3OCH3的產(chǎn)率c．反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡后，向容器內(nèi)通入少量氦氣，則平衡向正反應(yīng)方向移動d．反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)后向容器內(nèi)再通入1molCO2和3molH2，重新達(dá)平衡后CH3OCH3體積分?jǐn)?shù)增大②升高溫度，二甲醚的平衡產(chǎn)率_______(填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是_______。③CO2與H2混合氣體以一定的比例和一定流速分別通過填充有催化劑I和催化劑II的反應(yīng)器，CO2轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖。a點(diǎn)的CO2轉(zhuǎn)化率_______(填“是”或“不是”)平衡轉(zhuǎn)化率，在催化劑I作用下，溫度高于T1時，CO2轉(zhuǎn)化率下降的原因可能是_______(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為20％CO2(g)、60％H2(g)和20％N2(g)(N2不參與反應(yīng))的氣體通入反應(yīng)器，在一定溫度和p=2.0MPa的條件下發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)。平衡時，若CO2(g)轉(zhuǎn)化率為50％，則H2O(g)的分壓為_______MPa，反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______(MPa)-2(保留兩位有效數(shù)字，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。15．（2022·安徽馬鞍山·統(tǒng)考三模）甲醇是一種重要的液體清潔燃料，工業(yè)上有多種制備甲醇的方法。Ⅰ.利用H2O2來氧化CH4制取液體燃料甲醇。(1)已知：2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(l)?H12H2O2(l)=O2(g)+2H2O(l)△H2則H2O2氧化CH4的熱化學(xué)方程式為_______(用?H1和?H2來表示?H)。(2)該方法采用的溫度為70℃，不選擇更低或更高溫度的原因是_______。Ⅱ.工業(yè)。上也常使用CO2和H2在高溫條件下制備甲醇，發(fā)生的反應(yīng)為主反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CHOH(g)+H2O(g)?H<0副反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H<0起始投料為=3。i.當(dāng)反應(yīng)只按主反應(yīng)進(jìn)行時，研究不同溫度、壓強(qiáng)下，平衡時甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[x(CH3OH)]的變化規(guī)律，如下圖所示。其中，x(CH3OH)-p圖在t=250℃下測得，x(CH3OH)-t圖在p=5×105Pa下測得。(3)圖中等壓過程的曲線是_______(填“a”或“b”)，判斷的依據(jù)是_______。(4)當(dāng)x(CH3OH)=0.10時，反應(yīng)條件可能為_______或_______。ii.當(dāng)兩個反應(yīng)同時發(fā)生時，在T℃，恒壓為1×106Pa條件下達(dá)平衡時：x(CH3OH)=0.125，x(CO)=0.0625。(5)該條件下CO2的總轉(zhuǎn)化率=_______；副反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______(保留3位有效數(shù)字，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。16．（2022·安徽淮北·統(tǒng)考二模）煤、石油等傳統(tǒng)能源使用時污染嚴(yán)重，且日漸枯竭，科學(xué)家們尋找其他清潔能源作為替代品，其中甲烷的開發(fā)利用成為一個熱點(diǎn)。以下是甲烷水蒸氣重整的應(yīng)用：已知：①②(1)甲烷水蒸氣重整原理CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H3，則△H3=_______kJ/mol。(2)向恒容容器中加入1molCH4和2molH2O，在恒定的溫度，初始壓強(qiáng)aMPa下進(jìn)行反應(yīng)，①當(dāng)分離出0.8molH2時，分離比η=_______。(分離比，實(shí)際分離量與CH4完全轉(zhuǎn)化時得到的H2量的比例，體現(xiàn)H2分離的程度)。②下圖是甲烷平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、H2分離比的關(guān)系，其中η1、η2、η3的由大到小的關(guān)系是_______。③η3=0.25時，A點(diǎn)氣體的總壓p(總)_______aMPa(填“>”、“=”、“<”)；H2的分壓p(H2)=_______MPa；平衡常數(shù)Kp=_______(MPa)2。(3)從反應(yīng)體系中分離出H2、CO2需要消耗能量(分離能耗)，不同的分離方式需要的分離能耗與甲烷平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如下圖所示：在提供相同的分離能量時，哪種分離方式更有利于提高甲烷平衡轉(zhuǎn)化率_______。17．（2022·安徽宣城·二模）碳化學(xué)是以分子中只含一個碳原子的化合物為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的方法。合成氣(CO和的混合氣體)是一碳化學(xué)的重要原料，焦炭與水蒸氣在剛性密閉容器中會發(fā)生如下兩個反應(yīng)：Ⅰ：Ⅱ：下表是幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(由對應(yīng)穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某種物質(zhì)的焓變叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱)。物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)生成熱0.00.0(1)反應(yīng)Ⅰ的焓變_______，、分別表示該反應(yīng)正、逆反應(yīng)的活化能，則－_______0(填“>”或“<”或“=”)。(2)若在絕熱恒容容器中僅發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，則下列事實(shí)能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。A．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變 B．容器內(nèi)溫度不變C．容器內(nèi)氣體的密度不再改變 D．容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變(3)已知反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率，、分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，(k表示或)與溫度的關(guān)系如圖所示，其中直線a、b分別表示、隨溫度的變化。升高溫度，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K_______(填“變大”或“變小”或“不變”)。(4)在上圖A點(diǎn)對應(yīng)的溫度下，向某剛性密閉容器中加入足量焦炭和一定量水蒸氣，同時發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，已知起始時容器內(nèi)壓強(qiáng)為80kPa，10分鐘后體系達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)?00kPa。①平衡時CO的分壓_______kPa，平衡時水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為_______%。②進(jìn)一步提高水蒸氣平衡轉(zhuǎn)化率的方法有_______、_______(寫兩種不同的方法)。18．（2022·安徽黃山·統(tǒng)考二模）CO2的資源化可以推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善，回答下列問題：(1)CO2和乙烷反應(yīng)制備乙烯。常溫常壓時，相關(guān)物質(zhì)的相對能量如下圖所示：已知：H2O(g)=H2O(l)的△H計算如下：△H=-286kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)=-44kJ·mol-1。則CO2和乙烷反應(yīng)生成乙烯、CO和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為___________。(2)CO2和M2CO3反應(yīng)制備MHCO3，某學(xué)習(xí)興趣小組為了研究該反應(yīng)，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：。反應(yīng)達(dá)平衡時體系的總壓為50kPa，保持溫度不變，開始時在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5kPa，則CO2(g)的初始壓強(qiáng)應(yīng)大于___________kPa。(3)CO2和H2制備甲醇，反應(yīng)體系中涉及以下兩個反應(yīng)：I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1＜0II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2＞0將CO2和H2按物質(zhì)的量之比1：3混合通入剛性密閉容器中，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)II，在相同的時間內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。已知：CH3OH的選擇性=×100%①在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是___________。A．210℃

B．230℃

C．催化CZT

D．催化劑CZ(Zr-1)T②230℃以上，升高溫度導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率增大，甲醇的產(chǎn)率降低。可能的原因是___________。③230℃時，容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時間的變化如下表所示：時間/min020406080壓強(qiáng)/MPaP00.95P00.92P00.90P00.90P0反應(yīng)I的速率可表示為v=k·P(CO2)·P3(H2)(k為常數(shù))，平衡時P(H2O)=0.15P0，則反應(yīng)在60min時v=___________(用含P0、k的式子表示)。達(dá)平衡時CH3OH的選擇性=___________，反應(yīng)II的Kc=___________。三、工業(yè)流程題19．（2022·安徽·模擬預(yù)測）磷酸鋅[Zn3(PO4)2]在水中幾乎不溶，其在水中的溶解度隨溫度的升高而降低，常用作氯化橡膠合成高分子材料的阻燃劑。工業(yè)上利用燒渣灰(主要含ZnO，還含少量FeO、Al2O3、CuO及SiO2等)為原料制取磷酸鋅的工藝流程如圖所示：已知：Ⅰ.加入NH4HCO3溶液的目的是沉錳。Ⅱ.幾種金屬離子開始沉淀與沉淀完全的pH如下表所示：金屬離子Al3+Fe3+Cu2+Zn2+開始沉淀的pH3.02.25.46.5沉淀完全的pH5.03.66.78.5(1)用硫酸酸浸燒渣灰，為提高酸浸時鋅的浸出率，可以采取的措施是_______(填一條)。(2)加入MnO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______；經(jīng)過濾2得到的濾渣的主要成分是_______(填化學(xué)式)。(3)沉錳反應(yīng)的離子方程式是_______。(4)水洗時，用熱水洗滌磷酸鋅沉淀比用冷水洗滌損耗更少，說明原因：_______。(5)通入H2S是為了除銅離子，25℃時，當(dāng)通入H2S達(dá)到飽和時測得溶液的pH=1，c(H2S)=0.1mol·L-1，此時溶液中c(Cu2+)=6×10-17mol·L-1，則CuS的溶度積Ksp=_______[已知：25℃時，H2S的電離平衡常數(shù)Ka1=1×10-7，Ka2=1×10-15]。(6)利用膜技術(shù)電解經(jīng)凈化的含磷酸鈉的廢液，可以得到所需的工業(yè)產(chǎn)品磷酸和氫氧化鈉等，電解裝置如圖所示：則M為電源的_______(填“正極”或“負(fù)極”)，d為_______(填“陰”或“陽”)離子交換膜，電解總反應(yīng)式為_______。20．（2022·安徽馬鞍山·統(tǒng)考三模）合理處理金屬垃圾既可以保護(hù)環(huán)境又可以節(jié)約資源。利用廢舊鍍錫銅線制備膽礬并回收錫的流程如下：已知Sn2+容易水解?；卮鹣铝袉栴}：(1)加快“脫錫”速率的措施有_______(寫出一點(diǎn))?！安僮鱅”包含_______、_______、過濾、洗滌、干燥。(2)“脫錫”過程中加入少量稀硫酸調(diào)控溶液pH，其目的是_______；硫酸銅濃度與脫錫率的關(guān)系如圖所示，當(dāng)濃度大于120g·L-1時，脫錫率下降的原因_______。(3)“脫錫液”中含有的離子主要為Cu2+、Sn2+、H+、SO，以石墨為電極，通過控制溶液pH、電解時電壓，可以依次回收銅、錫。電解時陽極反應(yīng)式為_______；當(dāng)陰極出現(xiàn)_______的現(xiàn)象時，說明電解回收錫結(jié)束。(4)“脫錫渣”溶于硫酸的離子方程式為_______。(5)稱量純凈的膽礬2.50g進(jìn)行熱重分析，實(shí)驗測得膽礬的熱重曲線如圖所示。則120℃時所得固體的化學(xué)式為_______。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C【詳解】A．四步反應(yīng)的總反應(yīng)為，反應(yīng)物濃度影響反應(yīng)速率，故該振蕩反應(yīng)與濃度的變化有關(guān)，A正確；B．、在反應(yīng)中生成又消耗，為中間產(chǎn)物，B正確；C．溫度越低，反應(yīng)速率越慢，則冰水浴比室溫條件下的振蕩周期要長，C錯誤；D．由該機(jī)理可知：產(chǎn)生的氣體只能是，D正確；故選C。2．B【詳解】A．由圖知甲酸分解為放熱，A項錯誤；B．步驟Ⅳ→Ⅴ活化能大，反應(yīng)速率慢，故甲酸分解速率由步驟Ⅳ→Ⅴ決定，B項正確；C．反應(yīng)過程無非極性鍵的斷裂，C項錯誤；D．催化劑不能改變反應(yīng)的，D項錯誤；故選B。3．D【詳解】A．DHA中雙鍵上C為sp2雜化，另外2個C為sp3雜化，而淀粉中C均為sp3雜化，則碳原子的成鍵方式不完全相同，A錯誤；B．反應(yīng)①中，C=O極性鍵斷裂、H-H非極性鍵斷裂，無非極性鍵的生成，只有極性鍵的生成，B錯誤；C．溫度太高，可使酶失去活性，則升高溫度，不一定會加快反應(yīng)②的反應(yīng)速率，C錯誤；D．3分子HCHO生成DHA，產(chǎn)物只有一種，不飽和度減小，該反應(yīng)為加成反應(yīng)，D正確；故選：D。4．B【詳解】A．由題干反應(yīng)歷程圖可知，該反應(yīng)的總反應(yīng)化學(xué)方程式為CO+N2OCO2+N2，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，則是放熱反應(yīng)，A正確；B．由題干反應(yīng)歷程圖可知，在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物中CO和N2O中的C-O、N-O極性鍵斷裂，CO2中有C-O極性鍵形成，即整個過程中沒有非極性鍵的斷裂和生成，B錯誤；C．總由題干反應(yīng)歷程圖可知，第一步反應(yīng)的活化能大于第二步反應(yīng)，即第一步反應(yīng)為慢反應(yīng)，則整個反應(yīng)的反應(yīng)速率由第一步反應(yīng)決定，C正確；D．由題干反應(yīng)歷程圖可知，F(xiàn)e*反應(yīng)過程中參與反應(yīng)，但反應(yīng)前后不變，即Fe*為反應(yīng)的催化劑，F(xiàn)eO*為中間產(chǎn)物，D正確；故答案為：B。5．D【詳解】A．ICl中I為+1價，故I2為還原產(chǎn)物，A錯誤；B．Ea1>Ea1，活化能大的反應(yīng)速率慢，故第一步的化學(xué)反應(yīng)速率小于第二步的化學(xué)反應(yīng)速率，B錯誤；C．H-Cl鍵長小于I-Cl鍵鍵長，鍵長越短，鍵能越大，故鍵能H-Cl>I-Cl，C錯誤；D．總反應(yīng)方程式減去第一步反應(yīng)方程式可得第二步化學(xué)方程式，所給方程式正確，D正確；故選D。6．D【詳解】A．因為M→N的反應(yīng)速率較快，所以該催化過程中基元反應(yīng)M→N的活化能較小，A不正確；B．從反應(yīng)過程中配合物的組成可以看出，Ir元素的化合價發(fā)生改變，B不正確；C．從轉(zhuǎn)化關(guān)系看，存在反應(yīng)：CH3COI+H2O→CH3COOH+HI，C不正確；D．反應(yīng)的總反應(yīng)為CH3OH+CO→CH3COOH，所以甲醇的羰基化反應(yīng)原子利用率為100%，D正確；故選D。7．B【詳解】A．由于反應(yīng)中生成的錳離子對反應(yīng)起催化作用，所以不能依據(jù)褪色時間的長短比較反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響，A錯誤；B．蔗糖和濃硫酸混合發(fā)生炭化，體現(xiàn)濃硫酸的脫水性，生成的碳繼續(xù)被氧化，還原產(chǎn)物二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以可探究濃硫酸的脫水性和氧化性，B正確；C．溶液顯中性，發(fā)生的吸氧腐蝕，C錯誤；D．揮發(fā)出的乙醇也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，不能驗證該裝置產(chǎn)生乙烯，D錯誤；答案選B。8．(1)-304(2)BC(3)0.811I(4)隨著溫度升高，壓強(qiáng)對平衡的影響逐漸減弱(5)(6)2Br--2e-=Br2【解析】(1)反應(yīng)4HBr(g)+O2(g)?2H2O(g)+2Br2(g)中，ΔH=363kJ/mol×4+498kJ/mol-（467kJ/mol×4+193kJ/mol×2）=-304kJ·mol-1。故答案為：-304；(2)A.k正為正反應(yīng)速率常數(shù)，k逆是逆反應(yīng)速率常數(shù)，只與溫度和催化劑有關(guān)，增大壓強(qiáng)k正、k逆均不變，故A錯誤；B.升高溫度，正逆反應(yīng)速率均增大，k正和k逆都增大，故B正確；C.加入催化劑，正逆反應(yīng)速率均增大，k正和k逆都增大，故C正確；D.k正為正反應(yīng)速率常數(shù)，k逆是逆反應(yīng)速率常數(shù)，只與溫度和催化劑有關(guān)，增大接觸面積，k正和k逆都不變，故答案為：BC；(3)①結(jié)合實(shí)驗1、2，v正=k正ca(HBr)·cb(O2)，b=1，再對比實(shí)驗1和3，得a=1，結(jié)合實(shí)驗3、4，得x=0.8，a=1，b=1。故答案為：0.8；1；1；②決定反應(yīng)O2（g）+4HBr（g）?2Br2（g）+2H2O（g）速率快慢的基元反應(yīng)是反應(yīng)Ⅰ，反應(yīng)Ⅰ的活化能最大，活化能最大的反應(yīng)是I(填代號)。故答案為：I；(4)根據(jù)HBr的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系圖，隨著溫度升高，三種不同壓強(qiáng)下HBr的轉(zhuǎn)化率趨向相等，其原因是隨著溫度升高，壓強(qiáng)對平衡的影響逐漸減弱。故答案為：隨著溫度升高，壓強(qiáng)對平衡的影響逐漸減弱；(5)在一定溫度下，向恒容密閉容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g)，，測得起始的壓強(qiáng)為10akPa，發(fā)生上述反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體壓強(qiáng)為起始壓強(qiáng)的，，x=0.5。該溫度下，平衡常數(shù)Kp===(kPa)-1(用含a的代數(shù)式表示)。故答案為：；(6)常溫下，如果將上述反應(yīng)設(shè)計成酸性燃料電池，負(fù)極溴離子放電，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成溴單質(zhì)，反應(yīng)式為2Br--2e-=Br2，故答案為：2Br--2e-=Br2。9．(1)-41(2)<>C(3)1×10-10(4)C2H4+6CO-12e-=8CO2+2H2O3∶4【詳解】（1）根據(jù)蓋斯定律可知，①－③得出ΔH2=[(＋131)－(＋172)]kJ·mol－1=－41kJ·mol－1，故答案為－41；（2）根據(jù)圖1，隨著溫度升高，CH3OH的轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)ΔH＜0；該反應(yīng)為物質(zhì)的量增大反應(yīng)，相同條件下，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，CH3OH轉(zhuǎn)化率降低，因此p2＞p1，壓強(qiáng)增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快，即N點(diǎn)v(CH3OH)正＞M點(diǎn)v(CH3OH)逆；故答案為＜；＞；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，K減小，根據(jù)圖2，推出C點(diǎn)符合題意；故答案為C；（3）容器為恒容，總壓為3×105Pa，開始時充入1molCO和2molH2，則開始時P(CO)=1×105Pa，P(H2)=2×105Pa，令達(dá)到平衡時消耗CO的分壓為xPa，則達(dá)到平衡時的總壓為(1×105－x)＋(2×105－2x)+x=3×105－3×105×，解得x=0.5×105，達(dá)到平衡時Kp==1×10－10；故答案為1×10－10；（4）根據(jù)裝置圖，石墨Ⅰ上C2H4轉(zhuǎn)化成CO2和H2O，C的化合價由－2價升高為＋4價，根據(jù)原電池工作原理，該電極為負(fù)極，熔融碳酸鹽作電解質(zhì)，碳酸根需要在負(fù)極上參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C2H4＋6CO－12e－=8CO2＋2H2O；石墨Ⅱ為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2CO，電路中得失電子數(shù)目守恒，進(jìn)入石墨Ⅱ電極上的CO2與石墨Ⅰ電極上生成的CO2的物質(zhì)的量之比是6∶8=3∶4；因此故答案為C2H4＋6CO－12e－=8CO2＋2H2O；3∶4。10．(1)+388(2)B溫度過高，催化劑活性降低(3)104.766.7%(4)加入CaO的體系與二氧化碳反應(yīng)，使反應(yīng)I、II的化學(xué)平衡正向移動，氫氣含量增大>【解析】(1)已知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-885kJ/mol②2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-2600kJ/mol③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3=-572kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，由①-②-③得反應(yīng)2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)ΔH=(-885kJ/mol)-(-2600kJ/mol)-(-572kJ/mol)=+388kJ/mol；(2)因為A→B吸收能量，B→C放出能量，所以B點(diǎn)能量最高，答案為B；t0℃后CH4的轉(zhuǎn)化率突減的原因可能是溫度過高，催化劑活性降低；(3)①將該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，將氣體的平衡濃度換為平衡分壓，t3℃時,化學(xué)反應(yīng)2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)的氣體分壓為:p(CH4)=103、p(H2)=104、p(C2H2)=10-1.3，壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp===104.7；②設(shè)CH4的開始濃度為0.3mol/L，轉(zhuǎn)化濃度為xmol/L，根據(jù)反應(yīng)方程式2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g)中物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時c(CH4)=(0.3-x)mol/L，c(C2H4)=mol/L，c(H2)=xmol/L，達(dá)到平衡時，測得p(C2H4)=p(CH4)，由于容器的容積不變，氣體的物質(zhì)的量的比等于壓強(qiáng)的比，可知:0.3-x=，所以x=0.2mol/L，故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率=100%=66.7%；(4)①CaO為堿性氧化物，加入CaO的體系與二氧化碳反應(yīng)，使反應(yīng)II的化學(xué)平衡正向移動，CO濃度降低，反應(yīng)I的平衡也正向移動，使氫氣含量增大，故答案為:加入CaO的體系與二氧化碳反應(yīng)，使反應(yīng)I、II的化學(xué)平衡正向移動，氫氣含量增大；②500℃時，E點(diǎn)壓強(qiáng)低于G點(diǎn)壓強(qiáng)，G點(diǎn)甲烷濃度大，答案為>。11．(1)反應(yīng)2消耗CO2、H2，且有H2O(g)生成，CO2、H2濃度減小和H2O(g)濃度增大都使反應(yīng)1逆向進(jìn)行選擇性催化劑（選擇CH3OH的催化劑）(2)A(3)③④(4)76.6(5)【分析】當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些物理量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；根據(jù)圖象判斷反應(yīng)熱，根據(jù)蓋斯定律，計算反應(yīng)熱；根據(jù)反應(yīng)速率的計算公式，根據(jù)元素守恒可知反應(yīng)中的各物質(zhì)的量，從而計算出反應(yīng)Ⅲ的K值，以此來解析；【詳解】（1）反應(yīng)2消耗CO2、H2，且有H2O(g)生成，CO2、H2濃度減小和H2O(g)濃度增大都使反應(yīng)1逆向進(jìn)行；根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素，一定溫度、壓強(qiáng)下，溫度壓強(qiáng)不能改變，可以利用催化劑，可以用選擇性催化劑，選擇生成CH3OH的催化劑；（2）②反應(yīng)1為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，反應(yīng)2為吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，BC錯誤；反應(yīng)1的速率大于反應(yīng)2的速率，說明反應(yīng)1的活化能小于反應(yīng)2，D錯誤，則A正確；故選A。（3）①．v(CO2)正和v(H2)逆的比值為1：3，才能證明正逆反應(yīng)速率相等，此時給定的條件不能判斷平衡，①不符合題意；②．CO2和H2O的物質(zhì)的量相等，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，不能表明反應(yīng)已達(dá)到平衡，②不符合題意；③．H2的百分含量為一個變量，當(dāng)H2的百分含量不變時，說明正逆反應(yīng)速率相等，則反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，③符合題意；④．反應(yīng)1為放熱反應(yīng)，容器為恒容絕熱，容器的溫度會隨著反應(yīng)的溫度發(fā)生改變，溫度為一個變量，當(dāng)容器的溫度恒定不變時，說明正逆反應(yīng)速率相等，則反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，④符合題意；故選③④。（4）根據(jù)圖中信息可知反應(yīng)△H1=+135.4kJ·mol-1；△H3=+106.0kJ·mol-1；根據(jù)蓋斯定律可知2反應(yīng)Ⅲ-反應(yīng)Ⅰ=反應(yīng)Ⅱ，故△H2=2×△H3-△H1=2×106.0kJ·mol-1-135.4kJ·mol-1=76.6kJ·mol-1；（5）1molCH3OH(g)發(fā)生上述反應(yīng)，tmin達(dá)到平衡時，容器中HCOOCH3為amol，CO為bmol，根據(jù)C守恒可知，tmin時容器中n(CH3OH)=(1-2a-b)mol，反應(yīng)的甲醇的物質(zhì)的量為：(2a+b)mol，v(CH3OH)====mol·L-1·min-1；根據(jù)H守恒，可知tmin時容器中n(H2)==(2a+2b)mol，根據(jù)C守恒可知，tmin時容器中n(CH3OH)=(1-2a-b)mol，CO為bmol，該溫度下，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K===；12．(1)C(s)+CO2(g)=2CO(g)ΔH=+172kJ·mol-1不變低溫(2)<<>(3)1【解析】（1）①4CO(g)+Fe3O4(s)=3Fe(s)+4CO2(g)

ΔH1=-14kJ·mol-1②3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s)

ΔH2=-1118kJ·mol-1③C(s)+O2(g)=CO2(g)

ΔH3=-394kJ·mol-1由蓋斯定：③-×②-×①可得CO2與C反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為C(s)+CO2(g)=2CO(g)ΔH=+172kJ·mol-1；反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式K=，平衡后充入CO2，由于溫度不變，K不變，即不變，則不變，不變，則不變；自發(fā)過程要滿足熵增、放熱至少一個條件，只滿足熵增時需要高溫才能實(shí)現(xiàn)自發(fā)，只滿足放熱時需要低溫才能實(shí)現(xiàn)自發(fā)，熵增和放熱同時滿足在任何溫度下都自發(fā)，反應(yīng)②的正反應(yīng)是熵減的放熱反應(yīng)，則低溫條件下更有利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行；（2）X點(diǎn)CO2的轉(zhuǎn)化率=60％，則CO2(g)和CH4(g)的轉(zhuǎn)化量均為0.6bmol，CH4的轉(zhuǎn)化率=×100%，要使X點(diǎn)時CH4的轉(zhuǎn)化率>60％即×100%>60％，解得a<b；反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)→2CO(g)+2H2(g)是氣體體積增大的反應(yīng)，減小壓強(qiáng)，平衡正向移動，二氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率增大，則Y點(diǎn)壓強(qiáng)小于X點(diǎn)，由圖可知X點(diǎn)和Y點(diǎn)溫度相同，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，則v(Y)<v(X)；由圖可知壓強(qiáng)相同的條件下升高溫度，二氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正向移動，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH>0；（3）起始時氣體總物質(zhì)的量為12mol，反應(yīng)I、II均達(dá)平衡時，p0=1.2p，則12=1.2×n(n為平衡時氣體總物質(zhì)的量)，解得平衡時氣體總物質(zhì)的量為10mol，則氣體總物質(zhì)的量減小12mol-10mol=2mol，由于反應(yīng)II是氣體總物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，則減少的2mol為反應(yīng)I造成，平衡時H2的物質(zhì)的量為n1，則，則平衡時甲醇為1mol，即n1=1；此時n2＝3，即平衡時H2O(g)的物質(zhì)的量為3mol，則反應(yīng)II生2molH2O(g)，則，則平衡時CO2、H2、CH3OH、H2O、CO的物質(zhì)的量分別為2mol、2mol、1mol、3mol、2mol，CO2、H2、CH3OH、H2O、CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為、、、，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=。13．(1)-0.19NA甲酸鹽HCOO*+H*=H2COO*(或HCOO*+H*+2H2=H2COO*+2H2)BC(2)30.0或(3)主反應(yīng)放熱，副反應(yīng)吸熱。升溫使主反應(yīng)平衡逆向移動程度大于副反應(yīng)平衡正向移動程度，因而使CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性下降【詳解】（1）①由圖示可知，CO2加氫制甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-0.19NAeV/mol。②由圖示可知，甲酸鹽作為催化劑時，活化能更低，因此甲酸鹽路徑更有利于CO2加氫制甲醇反應(yīng)，對該路徑的反應(yīng)速率影響最大的一步反應(yīng)是慢反應(yīng)，即活化能最高的一步反應(yīng)，即HCOO*+H*=H2COO*(或HCOO*+H*+2H2=H2COO*+2H2)。③A．催化劑表面積越大，CO2在催化劑表面的吸附速率越大，但CO2分壓越大，CO2在催化劑表面的吸附速率不一定越大，A錯誤；B．由圖示可知，不考慮H3COH*，兩種路徑中產(chǎn)生的含碳中間體種類均有5種，B正確；C．由圖示可知，中間體HCOO*比COOH*勢能低，更穩(wěn)定，C正確；D．使用高活性催化劑可加快反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)焓變，D錯誤；答案選BC。（2）①根據(jù)圖象并結(jié)合公式有：63.0=-3.0Ea+C，33.0=-4.0Ea+C，聯(lián)立方程，解得Ea=30.0，C=153。②使用更高效的催化劑時，可降低反應(yīng)的活化能，則與Rlnk與關(guān)系的示意圖為：或。（3）①CO2催化加氫制甲醇為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，甲醇選擇性降低，二氧化碳轉(zhuǎn)化率降低，競爭反應(yīng)CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，二氧化碳轉(zhuǎn)化率升高，但升高溫度使CO2催化加氫制甲醇平衡逆向移動程度大于競爭反應(yīng)CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)平衡正向移動程度，因而使CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性下降。②CO2平衡轉(zhuǎn)化率為20%，二氧化碳的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化量為0.2mol，甲醇的選擇性為50%，代入x(CH3OH)%=，可得50%=，解得n(生成CH3OH)=0.1mol，列三段式：平衡時二氧化碳物質(zhì)的量為0.8mol，氫氣物質(zhì)的量為2.6mol，甲醇物質(zhì)的量為0.1mol，一氧化碳物質(zhì)的量為0.1mol，水蒸氣物質(zhì)的量為0.2mol，物質(zhì)總物質(zhì)的量為：0.8mol+2.6mol+0.1mol+0.1mol+0.2mol=3.8mol，二氧化碳分壓為，氫氣分壓為，甲醇分壓為，水蒸氣分壓為，則CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)在該溫度下的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=。14．(1)2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)

?H=-121.5kJ/mol(2)bd減小二甲醚的合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行不是催化劑的活性降低(3)0.250.59【解析】(1)已知：①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)?H1=-49.0kJ?mol-1②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)?H2=-23.5kJ?mol-1①×2+②即得到制取二甲醚的熱化學(xué)方程式2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)，根據(jù)蓋斯定律可得?H=(-49kJ/mol)×2+(-23.5kJ/mol)=-121.5kJ/mol；(2)①a．容器為恒容容器，氣體密度始終為不變量，氣體密度不再發(fā)生改變，不能說明反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，a錯誤；b．使用合適的催化劑，可以提高反應(yīng)速率，故單位時間內(nèi)CH3OCH3的產(chǎn)率增大，b正確；c．反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡后，向恒容容器內(nèi)通入少量不參與反應(yīng)的氦氣，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化，平衡不移動，c錯誤；d．向恒容容器內(nèi)再通入1molCO2和3molH2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，d正確；答案選bd；②二甲醚的合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，二甲醚的平衡產(chǎn)率減??；③a點(diǎn)時CO2轉(zhuǎn)化率最高，a點(diǎn)后CO2轉(zhuǎn)化率仍發(fā)生改變，即CO2的含量仍發(fā)生改變，故a點(diǎn)的CO2轉(zhuǎn)化率不是平衡轉(zhuǎn)化率，從圖中可以看出，在催化劑I作用下，溫度高于T1時，CO2轉(zhuǎn)化率下降，可能是催化劑對此反應(yīng)的催化效率降低，或有其它副反應(yīng)發(fā)生，即原因可能是催化劑的活性降低；(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為20％CO2(g)、60％H2(g)和20％N2(g)(N2不參與反應(yīng))的氣體通入反應(yīng)器，設(shè)起始時，CO2(g)、H2(g)和N2(g)的物質(zhì)的量分別為1mol、3mol和1mol，若CO2(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，列三段式為：平衡時，體系內(nèi)的總物質(zhì)的量為0.5mol+1.5mol+0.5mol+0.5mol+1mol=4mol，則此時H2O(g)的分壓為，反應(yīng)的平衡常數(shù)?！军c(diǎn)睛】第(3)小問為本題的易錯點(diǎn)，解答時需考慮，雖N2(g)不參與反應(yīng)，但N2(g)在體系中也有分壓，計算時不可忽略。15．(1)H2O2(l)+CH4(g)=CH3OH(l)+H2O(l)

ΔH=(ΔH1+ΔH2)(2)低于70℃，反應(yīng)速率慢，高于70℃雙氧水分解(3)b壓強(qiáng)不變時，溫度升高，△H＜0，平衡逆向移動，x(CH3OH)降低(4)210℃，5×105Pa250℃，9×105Pa(5)60.0%或60%0.188【詳解】（1）已知：①2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(l)

?H1②2H2O2(l)=O2(g)+2H2O(l)

△H2根據(jù)蓋斯定律，由(①+②)得反應(yīng)H2O2(l)+CH4(g)=CH3OH(l)+H2O(l)

ΔH=(ΔH1+ΔH2)；（2）反應(yīng)時溫度低于70℃，反應(yīng)速率慢，高于70℃雙氧水分解,故該方法采用的溫度為70℃，不選擇更低或更高溫度；（3）圖中等壓線是b，壓強(qiáng)不變時，溫度升高，△H＜0，平衡逆向移動，x(CH3OH)降低；（4）根據(jù)上述分析可知:曲線b表示等壓過程中x(CH3OH)與溫度的關(guān)系，曲線a表示溫度為250℃，c(CH3OH)與壓強(qiáng)的關(guān)系，由圖示可知:當(dāng)x(C'H3OH)=0.10時，反應(yīng)條件可能是溫度為210℃，壓強(qiáng)為5×105Pa條件；或溫度為250℃，壓強(qiáng)為9×105Pa條件；故答案為:210℃，5×105Pa；250℃，9×105Pa；（5）假設(shè)反應(yīng)分步進(jìn)行，根據(jù)三段式可知：x(CH3OH)=0.125，解得x=0.4x(CO)==0.0625，解得y=0.2，該條件下CO2的總轉(zhuǎn)化率=；副反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp======0.188。16．(1)+165(2)0.2η3>η2>η1=(3)雙分離CO2和H2【詳解】（1）由蓋斯定律可知，目標(biāo)反應(yīng)式=①-2×②，因此△H3=△H1-2×△H2=+247kJ/mol-2×41kJ/mol=+165kJ/mol，故答案為+165；（2）①根據(jù)分離比的定義：分離比，指實(shí)際H2分離量與CH4完全轉(zhuǎn)化時得到的H2量的比例，所以當(dāng)分離出0.8molH2時，分離比，故答案為0.2；②根據(jù)甲烷平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、H2分離比的關(guān)系圖可知，當(dāng)溫度一定時，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越大，說明體系中生成的H2越多，分離出的H2越多，則分離比越大，所以η1、η2、η3的由大到小的關(guān)系是η3>η2>η1，故答案為η3>η2>η1；③當(dāng)η3=0.25時，可知從體系中分離出H2的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)圖象A點(diǎn)甲烷平衡轉(zhuǎn)化率為50%，所以三段式如下：，根據(jù)PV=nRT，可知當(dāng)T、V一定時，體系氣體的壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量成正比，反應(yīng)前n(氣體)=3mol，反應(yīng)平衡后由于從體系分離出1molH2，n(氣體)=0.5mol+1mol+0.5mol+2mol-1mol=3mol，所以A點(diǎn)氣體的總壓p(總)=aMPa；根據(jù)前面的分析可知，從體系中分離出H2的物質(zhì)的量為1mol，體系還剩余1molH2，所以H2的分壓p(H2)=MPa；平衡常數(shù)，故答案為：=，，；（3）通過圖象可知，在提供相同的分離能量時，雙分離CO2和H2這種方式更有利于提高甲烷平衡轉(zhuǎn)化率，故答案為雙分離CO2和H2。17．(1)+131.3>(2)AB(3)變小(4)840增大容器體積及時分離出或【詳解】（1）=+131.3；、分別表示該反應(yīng)正、逆反應(yīng)的活化能，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，＞，則－＞0；（2）Ⅱ：A.該反應(yīng)中氣體體積不變，氣體總物質(zhì)的量為定值，且在絕熱條件下，結(jié)合PV=nRT可知，混合氣體的壓強(qiáng)為變量，當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不變，表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；B.在絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)溫度為變量，當(dāng)容器內(nèi)溫度不變時，表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確C.混合氣體的質(zhì)量為定變量、容器容積不變，則混合氣體的密度為定量，當(dāng)混合氣體的密度不變時，不能表明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯誤；D.混合氣體的質(zhì)量為定量，混合氣體的物質(zhì)的量不變，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為定量，當(dāng)混合氣體的平均分子質(zhì)量不變時，不能表明達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯誤；故選AB；（3）直線a、b分別表示、隨溫度的變化，隨著溫度的降低增大，正逆反應(yīng)速率均減小，則降低相同溫度時lg減小更快，降低溫度平衡正向移動，升高溫度平衡逆向移動，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K變??；（4）①，，則有x-y+80-x-y+y++x+y=100，解得x=20kPa，A點(diǎn)時=，=，，由以上可知，(20-y)·(60-y)=(y)·(20+y)解得y=12kPa，平衡時CO的分壓20kPa-12kPa=8kPa，平衡時水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為；②進(jìn)一步提高水蒸氣平衡轉(zhuǎn)化率的方法有1.增大容器體積，2.及時分離出或，促進(jìn)平衡正向移動。18．(1)C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(l)ΔH=+133kJ·mol-1(2)120(3)BD溫度升高，反應(yīng)速率加快，相同時間內(nèi)消耗CO2量增多，故CO2轉(zhuǎn)化率增大；以反應(yīng)II為主，甲醇的選擇性降低，故甲醇的產(chǎn)率降低(其他合理答案均可給分)kP22.2%0.3【詳解】（1）ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，CO2和乙烷反應(yīng)生成乙烯、CO和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為C2H6(g)+CO2(g)=C2H4(g)+CO(g)+H2O(l)ΔH=-110kJ·mol-1-286kJ·mol-1+52kJ·mol-1+393kJ·mol-1+84kJ·mol-1=+133kJ·mol-1；（2）因為反應(yīng)溫度不變，故化學(xué)平衡常數(shù)K不變,化學(xué)反應(yīng)方程式為：，平衡常數(shù)，將足量MHCO3固體置于真空恒容容器中，反應(yīng)達(dá)平衡時體系總壓為50kPa，則p(CO2)=p(H2O)=25kPa，=25kPa×25kPa=625kPa2。設(shè)CO2(g)的初始壓強(qiáng)為xkPa，平衡時p(CO2)=(5+x)kPa，p(H2O)=5kPa，則有Kp=p(CO2)·p(H2O)=625kPa2=5kPa×(x+5)kPa，解得x=120。故要使平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5kPa，CO(g)的初始壓強(qiáng)應(yīng)大于120kPa；（3）①如圖可知合成甲醇的工業(yè)條件是230℃、催化劑CZ(Zr-1)T故選BD；②230℃以上，升高溫度導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率增大，甲醇的產(chǎn)率降低?？赡艿脑蚴牵簻囟壬?，反應(yīng)速率加快，相同時間內(nèi)消耗CO2量增多，故CO2轉(zhuǎn)化率增大；以反應(yīng)II為主，