高考化學(xué)第二輪專項(xiàng)復(fù)習(xí)專題五　大題突破1　熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的綜合分析(A、B兩練)含答案或解析

熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的綜合分析(A)1.(10分)(2024·貴州，17)在無氧環(huán)境下，CH4經(jīng)催化脫氫芳構(gòu)化可以直接轉(zhuǎn)化為高附加值的芳烴產(chǎn)品。一定溫度下，CH4芳構(gòu)化時同時存在如下反應(yīng)：ⅰ.CH4(g)→C(s)+2H2(g)ΔH1=+74.6kJ·mol-1ΔS=+80.84J·mol-1·K-1ⅱ.6CH4(g)→C6H6(l)+9H2(g)ΔH2回答下列問題：(1)反應(yīng)ⅰ在1000K時(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。

(2)已知25℃時有關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表，則反應(yīng)ⅱ的ΔH2=kJ·mol-1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。

物質(zhì)CH4(g)C6H6(l)H2(g)ΔH/(kJ·mol-1)abc(3)受反應(yīng)ⅰ影響，隨著反應(yīng)進(jìn)行，單位時間內(nèi)甲烷轉(zhuǎn)化率和芳烴產(chǎn)率逐漸降低，原因是

。

(4)對催化劑在不同的pH條件下進(jìn)行處理，能夠改變催化劑的活性。將催化劑在5種不同pH條件下處理后分別用于催化CH4芳構(gòu)化，相同反應(yīng)時間內(nèi)測定相關(guān)數(shù)據(jù)如下表，其中最佳pH為，理由是

。

pHCH4平均轉(zhuǎn)化率/%芳烴平均產(chǎn)率/%產(chǎn)物中積碳平均含量/%2.49.605.3540.754.09.804.6045.857.09.254.0546.8010.010.456.4533.1012.09.954.1049.45(5)973K、100kPa下，在某密閉容器中按n(C6H6)∶n(CH4)=1∶5充入氣體，發(fā)生反應(yīng)C6H6(g)+CH4(g)→C7H8(g)+H2(g)，平衡時C6H6與C7H8的分壓比為4∶1，則C6H6的平衡轉(zhuǎn)化率為，平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，列出計(jì)算式即可)。

(6)引入丙烷可促進(jìn)甲烷芳構(gòu)化制備苯和二甲苯，反應(yīng)如下：(兩個反應(yīng)可視為同級數(shù)的平行反應(yīng))對于同級數(shù)的平行反應(yīng)有v1v2=k1k2=A1A2e(Ea，2?Ea，1RT)，其中v、k分別為反應(yīng)速率和反應(yīng)速率常數(shù)，Ea為反應(yīng)活化能，A12.(10分)(2023·遼寧，18)硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。(1)我國古籍記載了硫酸的制備方法——“煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”。借助現(xiàn)代儀器分析，該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況，數(shù)值已省略)如圖1所示。700℃左右有兩個吸熱峰，則此時分解生成的氧化物有SO2、和(填化學(xué)式)。

(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下)，副產(chǎn)物為亞硝基硫酸，主要反應(yīng)如下：NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2ⅰ.上述過程中NO2的作用為。

ⅱ.為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的需求，鉛室法最終被接觸法所代替，其主要原因是

(答出兩點(diǎn)即可)。

(3)接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化：SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol-1ⅰ.為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度，繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略去)與溫度的關(guān)系如圖2所示，下列說法正確的是。

a.溫度越高，反應(yīng)速率越大b.α=0.88的曲線代表平衡轉(zhuǎn)化率c.α越大，反應(yīng)速率最大值對應(yīng)溫度越低d.可根據(jù)不同α下的最大速率，選擇最佳生產(chǎn)溫度ⅱ.為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學(xué)家對其進(jìn)行了改良。不同催化劑下，溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖3所示，催化性能最佳的是(填標(biāo)號)。

ⅲ.設(shè)O2的平衡分壓為p，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為αe，用含p和αe的代數(shù)式表示上述催化氧化反應(yīng)的Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算)。

3.(14分)(2024·山東，20)水煤氣是H2的主要來源，研究CaO對C-H2O體系制H2的影響，涉及主要反應(yīng)如下：C(s)+H2O(g)CO(g)＋H2(g)(Ⅰ)ΔH1>0CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(Ⅱ)ΔH2<0CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)(Ⅲ)ΔH3<0(1)C(s)+CaO(s)+2H2O(g)CaCO3(s)+2H2(g)的焓變ΔH=(用代數(shù)式表示)。

(2)壓力p下，C-H2O-CaO體系達(dá)平衡后，圖示溫度范圍內(nèi)C(s)已完全反應(yīng)，CaCO3(s)在T1溫度時完全分解。氣相中CO、CO2和H2摩爾分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示，則a線對應(yīng)物種為(填化學(xué)式)。當(dāng)溫度高于T1時，隨溫度升高c線對應(yīng)物種摩爾分?jǐn)?shù)逐漸降低的原因是

。

(3)壓力p下、溫度為T0時，圖示三種氣體的摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.50、0.15、0.05，則反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)Kp=；此時氣體總物質(zhì)的量為4.0mol，則CaCO3(s)的物質(zhì)的量為_____________mol；若向平衡體系中通入少量CO2(g)，重新達(dá)平衡后，分壓p(CO2)將(填“增大”“減小”或“不變”)，p(CO)將(填“增大”“減小”或“不變”)。

4.(16分)二氧化碳、甲烷等是主要的溫室氣體。研發(fā)二氧化碳和甲烷的利用技術(shù)對治理生態(tài)環(huán)境具有重要意義。已知：常溫常壓下，一些物質(zhì)的燃燒熱如表所示。物質(zhì)CH4(g)H2(g)CO(g)ΔH/(kJ·mol-1)-890.3-285.8-283.0(1)在催化劑作用下，甲烷的催化重整是制備合成氣的重要方法，寫出CH4(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式：

。

(2)在恒溫恒容密閉容器中，通入一定量的CH4、CO2發(fā)生催化重整反應(yīng)。①下列能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化B.v正(CH4)=2v逆(CO)C.CO與H2濃度的比值不再變化D.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化②當(dāng)投料比n(CH4)n(CO2)=1.0時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、初始壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。由圖可知：壓強(qiáng)p1(填“>”“<”或“=”)2MPa；當(dāng)溫度為T3K、初始壓強(qiáng)為2MPa時，a點(diǎn)的v逆(填“>”“<”或“=”)v正。起始時向1L恒容容器中加入2molCH4和2molCO2，在溫度為T(3)我國科學(xué)家對甲烷和水蒸氣催化重整反應(yīng)機(jī)理也進(jìn)行了廣泛研究，通常認(rèn)為該反應(yīng)分兩步進(jìn)行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳(或碳?xì)湮锓N)，其中碳(或碳?xì)湮锓N)吸附在催化劑上，如CH4→Cads/[C(H)n]ads+(2-n2)H2；第二步：碳(或碳?xì)湮锓N)和H2O反應(yīng)生成CO2和H2，如Cads/[C(H)n]ads+2H2O→CO2+(2+n2)H判斷過程(填序號)加入了催化劑，原因是

。

控制整個過程②反應(yīng)速率的是第Ⅱ步，其原因?yàn)椤?/p>

熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的綜合分析(B)1.(10分)(2024·湖南益陽高三模擬)煤的間接液化是煤的綜合利用的一種重要方法。首先是煤燃燒生成CO2，再在鉬系催化劑的催化作用下與H2O反應(yīng)，最終生成C2H5OH。過程中主要發(fā)生如下反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)+2H2O(g)=C2H4(g)+3O2(g)ΔH2=+1323kJ·mol-1反應(yīng)Ⅲ：C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(l)ΔH3=-88.2kJ·mol-1(1)已知H2O(l)=H2O(g)ΔH4=+44.0kJ·mol-1，C2H5OH的燃燒熱ΔH5=kJ·mol-1。

(2)為更好地研究煤的液化過程，某學(xué)習(xí)小組對反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在一個2L的剛性容器中加入2molCO2氣體及4mol水蒸氣，在500℃及鉬系催化劑(固體)存在條件下只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ。①下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.CO2的體積分?jǐn)?shù)不再改變B.n(CO2)∶n(H2O)不再改變C.容器的總壓不再改變D.容器中氣體的密度不再改變②如圖為平衡時四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線。圖中曲線b表示的物質(zhì)是，原因是

。

③T1K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為。

④T1K時，某同學(xué)在該容器中加入mmolCO2和nmolH2O(g)，同時加入了1molC2H4和3molO2，達(dá)到平衡后CO2的體積分?jǐn)?shù)仍與N點(diǎn)相同，則n=(用含m的代數(shù)式表示)。

2.(10分)(2023·遼寧撫順普通高中高三模擬)我國承諾在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰即二氧化碳的排放量不再增長。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)、降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。請回答下列問題：(1)以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下：反應(yīng)①：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)ΔHl=-159.5kJ·mol-1反應(yīng)②：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH2總反應(yīng)③：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH3=-87.0kJ·mol-1反應(yīng)②的ΔH2=kJ·mol-1。

(2)利用工業(yè)廢氣中的CO2可以制取甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，一定條件下往恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2，在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ與反應(yīng)Ⅲ，相同時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。①催化劑效果最佳的反應(yīng)是(填“反應(yīng)Ⅰ”“反應(yīng)Ⅱ”或“反應(yīng)Ⅲ”)。

②一定溫度下，下列不能說明上述反應(yīng)Ⅰ達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變B.反應(yīng)中CO2與H2的物質(zhì)的量之比為1∶3C.3v正(CO2)=v逆(H2)D.容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)不再變化E.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化③若反應(yīng)Ⅲ在a點(diǎn)時已達(dá)平衡狀態(tài)，a點(diǎn)CO2轉(zhuǎn)化率高于b點(diǎn)和c點(diǎn)的原因是

。

④c點(diǎn)時總壓強(qiáng)為0.1MPa，該反應(yīng)的平衡常數(shù)=MPa-2(用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算結(jié)果用最簡分式表示)。

3.(14分)(2024·江西九江高三二模)CO2與H2反應(yīng)合成HCOOH，是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的有效途徑。(1)已知：CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)ΔH=。

(2)在催化作用下，溫度為T1℃時，將一定量CO2和H2充入密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：主反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)K=α；副反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1。①如圖是不同催化劑電化學(xué)還原CO2生產(chǎn)HCOOH的催化性能及機(jī)理，并通過DFT計(jì)算催化劑表面該還原過程的物質(zhì)的相對能量，如圖所示(帶“*”表示物質(zhì)處于吸附態(tài))。電化學(xué)還原CO2生產(chǎn)HCOOH，使用作催化劑較優(yōu)。

②實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)Ⅰ：v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆c(HCOOH)，k正、k逆為速率常數(shù)。溫度為T2℃時，k正=0.8αk逆，則T2(填“大于”“小于”或“等于”)T1，判斷依據(jù)是

。

③實(shí)驗(yàn)測得平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率及HCOOH和CO的選擇性(產(chǎn)物的選擇性：生成的HCOOH或CO與轉(zhuǎn)化的CO2的比值)隨溫度變化如圖所示。曲線b表示，200~360℃，升高溫度曲線b對應(yīng)縱坐標(biāo)值減小的原因是。240℃時，平衡體系中氫氣的分壓為p0kPa，主反應(yīng)Ⅰ的Kp=kPa-1(用x、y、p0表示)。

4.(16分)CH4是重要的資源，CH4?H2O催化重整不僅可制得H2，還對溫室氣體的減排具有重要意義。工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)：Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH1=+205.8kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)ΔH2=-41.2kJ·mol-1總反應(yīng)：Ⅲ.CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH3(1)反應(yīng)Ⅲ的ΔH3=；該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是。

(2)常向反應(yīng)體系中通入一定比例的O2，有利于重整反應(yīng)。試從能量角度分析其原因：

；

進(jìn)料中氧氣量不能過大，原因是

。

(3)生產(chǎn)中向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO，其優(yōu)點(diǎn)是。

(4)在8MPa、840℃條件下，甲烷水蒸氣重整反應(yīng)達(dá)到平衡時體系中各組分摩爾分?jǐn)?shù)與投料水碳比[n(H2O)n(C①曲線②④分別代表體系中、的變化曲線(填化學(xué)式)。

②投料水碳比為4時，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kp=(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

答案精析A1.(1)能(2)6a-b-9c(3)反應(yīng)ⅰ有積炭生成，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的積炭逐漸增多，覆蓋在催化劑表面，使催化劑催化性能逐漸降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小(4)10.0pH=10.0時，產(chǎn)物中積炭平均含量最低，CH4平均轉(zhuǎn)化率最大，芳烴平均產(chǎn)率最高(5)20%0.26×100kPa2(6)適當(dāng)降低溫度，加入合適的催化劑(合理即可)解析(1)反應(yīng)ⅰ.CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH1=+74.6kJ·mol-1ΔS=+80.84J·mol-1·K-1，在1000K時，ΔG=ΔH-TΔS=+74.6kJ·mol-1-1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1=-6.24kJ·mol-1<0，故反應(yīng)ⅰ在1000K時能自發(fā)進(jìn)行。(2)ⅱ.6CH4(g)C6H6(l)+9H2(g)ΔH2由題給數(shù)據(jù)可得出以下熱化學(xué)方程式：①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=akJ·mol-1②C6H6(l)+152O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)ΔH=bkJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)=H2O(l)ΔH=ckJ·mol依據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)①×6-②-③×9得，反應(yīng)ⅱ的ΔH2=(6a-b-9c)kJ·mol-1。(5)設(shè)起始時C6H6的物質(zhì)的量為1mol，CH4的物質(zhì)的量為5mol，參加反應(yīng)的C6H6的物質(zhì)的量為xmol，則可建立如下三段式：平衡狀態(tài)時v正=v逆，得k正k逆=x(CO)·xCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)始/(mol·L-1) 1100轉(zhuǎn)/(mol·L-1) 0.60.60.60.6CO2轉(zhuǎn)化率為60%時/(mol·L-1) 0.40.40.60.6v正v逆=k2.(1)CuOSO3(2)ⅰ.催化劑ⅱ.鉛室法制得的產(chǎn)品中存在亞硝基硫酸雜質(zhì)，生產(chǎn)過程中需使用有毒的氮氧化物(3)ⅰ.cdⅱ.dⅲ.α解析(1)由圖可知，起始時有2.5mgCuSO4·5H2O，其物質(zhì)的量是0.01mmol，所含結(jié)晶水的質(zhì)量為0.9mg，則固體質(zhì)量剩余1.6mg時所得固體為CuSO4，加熱過程中Cu元素的質(zhì)量不變，則固體質(zhì)量剩余0.8mg時所得的固體是CuO，結(jié)合題圖DSC曲線有兩個吸熱峰可知，700℃發(fā)生的反應(yīng)為CuSO4→CuO+SO3、SO3→SO2+O2，則生成的氧化物除SO2外，還有CuO、SO3。(2)ⅰ.根據(jù)所給的反應(yīng)方程式，NO2在反應(yīng)過程中先消耗再生成，說明NO2在反應(yīng)中起催化劑的作用。(3)ⅰ.根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率下的反應(yīng)速率曲線可以看出，隨著溫度的升高反應(yīng)速率先加快后減慢，a錯誤；由圖像可知，相同溫度下，轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到0.90和0.92，則α=0.88不是平衡轉(zhuǎn)化率，b錯誤；隨著轉(zhuǎn)化率的增大，最大反應(yīng)速率不斷減小，最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低，c正確；ⅲ.利用分壓代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=p(SO3)p(SO2)·p12(O2)=n(SO3)n總p總n(SO2)n總·p總3.(1)ΔH1+ΔH2+ΔH3(2)H2當(dāng)溫度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，溫度升高，反應(yīng)Ⅱ平衡逆向移動，所以CO2的摩爾分?jǐn)?shù)逐漸降低(3)59解析(1)根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)總反應(yīng)=反應(yīng)(Ⅰ)+反應(yīng)(Ⅱ)+反應(yīng)(Ⅲ)，則其ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(2)圖示溫度范圍內(nèi)C(s)已完全反應(yīng)，則反應(yīng)Ⅰ已經(jīng)進(jìn)行完全，反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ均為放熱反應(yīng)，從開始到T1，溫度不斷升高，反應(yīng)Ⅱ和Ⅲ平衡逆向移動，依據(jù)反應(yīng)Ⅱ，H2量減小，摩爾分?jǐn)?shù)減小，CO量升高，摩爾分?jǐn)?shù)增大，所以a線代表H2的摩爾分?jǐn)?shù)的變化，b線代表CO的摩爾分?jǐn)?shù)的變化。T1時，CaCO3(s)已完全分解，當(dāng)溫度高于T1，相當(dāng)于只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，CO2的摩爾分?jǐn)?shù)減小，則c線代表CO2的摩爾分?jǐn)?shù)隨溫度的變化。(3)壓力p下、溫度為T0時，H2、CO、CO2的摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.50、0.15、0.05，則H2O(g)的摩爾分?jǐn)?shù)為1-0.5-0.15-0.05=0.3，則反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)Kp=p(CO2)·p(H2)p(CO)·p(H2Ⅰ：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)Ⅳ：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)Ⅴ：C(s)+CaO(s)+2H2O(g)CaCO3(s)+2H2(g)平衡時氣體n(總)=4mol，根據(jù)H2、CO、CO2的摩爾分?jǐn)?shù)可計(jì)算三者的物質(zhì)的量分別為：n(H2)=4mol×0.5=2mol，同理，n(CO)=0.6mol，n(CO2)=0.2mol，平衡時，由反應(yīng)(Ⅰ)生成的H2：n(H2)Ⅰ=n(CO)=0.6mol，由反應(yīng)(Ⅳ)生成的H2：n(H2)Ⅳ=2n(CO2)=2×0.2mol=0.4mol，則由反應(yīng)(Ⅴ)生成的H2：n(H2)Ⅴ=2mol-0.6mol-0.4mol=1mol，由反應(yīng)(Ⅴ)產(chǎn)物關(guān)系可得n(CaCO3)=12n(H2)Ⅴ=12×1mol=0.5mol；若向平衡體系中通入少量CO2(g)后，反應(yīng)ⅢCaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)重新達(dá)平衡，Kp=1p(CO2)，溫度不變，Kp不變，則分壓p(CO2)不變，Kc=1c(CO4.(1)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.3kJ·mol-1(2)①A②<>4(3)②催化劑降低了活化能第Ⅱ步的活化能大，反應(yīng)速率慢解析(1)根據(jù)已知燃燒熱可得熱化學(xué)方程式：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1；②H2(g)+12O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1；③CO(g)+12O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律，將熱化學(xué)方程式①-②×2-③×2，整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.3kJ·mol-1。(2)①在恒溫恒容密閉容器中，通入一定量的CH4、CO2發(fā)生催化重整反應(yīng)：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量增大，根據(jù)M=mn可知，混合氣體m不變，n變化，平均相對分子質(zhì)量變化，當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，當(dāng)2v正(CH4)=v逆(CO)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故v正(CH4)=2v逆(CO)時反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯誤；CO與H2都是生成物，二者的濃度比始終保持不變，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯誤；該反應(yīng)的反應(yīng)物都是氣體，氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行，氣體的體積不變，則根據(jù)ρ=mV可知容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變化，因此不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯誤。②該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，在其他條件不變時，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動α(CO2)減小，故壓強(qiáng)：p1<2MPa；根據(jù)圖示可知，當(dāng)溫度為T3K、初始壓強(qiáng)為2MPa時，反應(yīng)進(jìn)行到a點(diǎn)時CO2的轉(zhuǎn)化率大于該壓強(qiáng)下的CO2平衡轉(zhuǎn)化率，則說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，故反應(yīng)速率關(guān)系：v逆>v正；根據(jù)圖示可知，在溫度為T6K，起始壓強(qiáng)為2MPa時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5。由于開始時加入n(CH4)=n(CO2)=2mol，則根據(jù)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)中反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時n(CH4)=n(CO2)=1mol，n(H2)=n(CO)=2mol，氣體總物質(zhì)的量為n(總)=6mol，反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行，氣體的壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量呈正比，則平衡時氣體總壓強(qiáng)為p(平衡)=6mol2mol+2mol×2MPa=3MPa，則壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=(3×13)2×(3×13)2(3×16)×(3×B1.(1)-1366.8(2)①AB②C2H4隨溫度升高，平衡正向移動，C2H4的含量增大，且O2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大量是C2H4的3倍③2716④2m解析(2)①CO2的體積分?jǐn)?shù)不再改變，濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A選；充入的反應(yīng)物不是按系數(shù)比充入，n(CO2)∶n(H2O)不再改變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B選；該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，容器的總壓不再改變，不能判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，C不選；該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變，容器的體積不變，密度為定值，容器中氣體的密度不再改變，不能判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，D不選。③列出三段式：2CO2(g)+2H2O(g)=C2H4(g)+3O2(g)初始/mol2400轉(zhuǎn)化/mol2x2xx3x平衡/mol2-2x4-2xx3x平衡時2-2x=x，解得x=23，則平衡時c(CO2)=13mol·L-1，c(H2O)=43mol·L-1，c(C2H4)=13mol·L-1，c(O2)=1mol·L-1，故T1K時反應(yīng)的平衡常數(shù)K=13×13132×432=2716。④加入1molC2H4和3molO2，等效于加入2molCO2和22.(1)+72.5(2)①反應(yīng)Ⅰ②BE③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，c點(diǎn)所在溫度高，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率低于a點(diǎn)；b點(diǎn)所在溫度低，反應(yīng)速率慢，相同時間內(nèi)反應(yīng)未達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)化率低于a點(diǎn)④256003.(1)-31.4kJ·mol-1(2)①BiIn②大于K(T2)=0.8α<K(T1)=α，該反應(yīng)ΔH<0，溫度越高，K越?、跜O2的轉(zhuǎn)化率升高溫度，反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動程度大于反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動程度y解析(1)由蓋斯定律得ΔH