第二章 化学反应速率与化学平衡（含解析）—2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修一大单元复习学案 (2)

第二章 化学反应速率与化学平衡
一、大单元思维知识整合
一、化学反应速率
1. 化学反应速率（v）
⑴ 定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化
⑵ 表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
⑶ 计算公式：v=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s）
⑷ 影响因素：① 决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素）② 条件因素（外因）：反应所处的条件
2.
注意：
（1）参加反应的物质为固体和液体，由于压强的变化对浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。
（2）惰性气体对于速率的影响
①恒温恒容时：充入惰性气体→总压增大，但是各分压不变，各物质浓度不变→反应速率不变
②恒温恒体时：充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢
二、化学平衡
（一）
1.定义：
化学平衡状态：一定条件下，当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，更组成成分浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征
逆（研究前提是可逆反应）
等（同一物质的正逆反应速率相等）
动（动态平衡）
定（各物质的浓度与质量分数恒定）
变（条件改变，平衡发生变化）
3、判断平衡的依据
判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
混合物体系中 各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡
②各物质的质量或各物质质量分数一定 平衡
③各气体的体积或体积分数一定 平衡
④总体积、总压力、总物质的量一定 不一定平衡
正、逆反应 速率的关系 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即V(正)=V(逆) 平衡
②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则V(正)=V(逆) 平衡
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆) 不一定平衡
④在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指V(逆) 不一定平衡
压强 ①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定） 平衡
②m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定） 不一定平衡
混合气体平均相对分子质量Mr ①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时 平衡
②Mr一定时，但m+n=p+q时 不一定平衡
温度 任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变） 平衡
体系的密度 密度一定 不一定平衡
其他 如体系颜色不再变化等 平衡
（二）影响化学平衡移动的因素
1、浓度对化学平衡移动的影响
（1）影响规律：在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡向正方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆方向移动
（2）增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动
（3）在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物浓度减小，生成物浓度也减小， V正减小，V逆也减小，但是减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
2、温度对化学平衡移动的影响
影响规律：在其他条件不变的情况下，温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动，温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
3、压强对化学平衡移动的影响
影响规律：其他条件不变时，增大压强，会使平衡向着体积缩小方向移动；减小压强，会使平衡向着体积增大方向移动。
注意：
（1）改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动
（2）气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似
4.催化剂对化学平衡的影响：由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的，所以平衡不移动。但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间。
5.勒夏特列原理（平衡移动原理）：如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，浓度），平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。
三、化学平衡常数
（一）定义：在一定温度下，当一个反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值。
（二）使用化学平衡常数K应注意的问题：
1、表达式中各物质的浓度是_变化的浓度，不是起始浓度也不是物质的量。
2、K只与温度（T）有关，与反应物或生成物的浓度无关。
3、反应物或生产物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度是固定不变的，可以看做是“1”而不代入公式。
4、稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写在平衡关系式中。
（三）化学平衡常数K的应用:
1、化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度_的标志。K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越高。反之，则相反。
一般地，K>105时，该反应就进行得基本完全了。
2、可以利用K值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。（Q：浓度积）
Q〈K:反应向正反应方向进行;
Q=K:反应处于平衡状态 ;
Q〉K:反应向逆反应方向进行
3、利用K值可判断反应的热效应
若温度升高，K值增大，则正反应为吸热反应
若温度升高，K值减小，则正反应为放热反应
四、等效平衡
1、概念：在一定条件下（定温、定容或定温、定压），只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的百分含量均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。
2、分类
（1）定温，定容条件下的等效平衡
第一类：对于反应前后气体分子数改变的可逆反应：必须要保证化学计量数之比与原来相同；同时必须保证平衡式左右两边同一边的物质的量与原来相同。
第二类：对于反应前后气体分子数不变的可逆反应：只要反应物的物质的量的比例与原来相同即可视为二者等效。
（2）定温，定压的等效平衡
只要保证可逆反应化学计量数之比相同即可视为等效平衡。
五、化学反应进行的方向
1、反应熵变与反应方向：
（1）熵:物质的一个状态函数，用来描述体系的混乱度，符号为S. 单位：Jmol-1 K-1
(2)体系趋向于有序转变为无序，导致体系的熵增加，这叫做熵增加原理，也是反应方向判断的依据。.
（3）同一物质，在气态时熵值最大，液态时次之，固态时最小。即S(g)〉S(l)〉S(s)
2、反应方向判断依据
在温度、压强一定的条件下，化学反应的判读依据为：
ΔH-TΔS〈0 反应能自发进行
ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态
ΔH-TΔS〉0 反应不能自发进行
注意：（1）ΔH为负，ΔS为正时，任何温度反应都能自发进行
（2）ΔH为正，ΔS为负时，任何温度反应都不能自发进行
二、大单元综合试题训练
1.在容积为2L的恒容密闭容器中通入一定量的，一定条件下发生反应：（忽略NO与的反应），容器中各物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.0～2min内的反应速率
B.2min时改变的条件可能是降低温度
C.4min时改变的条件是通人氧气
D.6min时，的转化率为72%
2.某温度下，将A和B各0.15mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应，反应过程中，B的物质的量随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.当时，反应达到平衡
B.前2min的平均速率
C.9min时，改变的反应条件为降温或加催化剂
D.若起始充入A和B各0.30mol，平衡时
3.氢气是一种清洁能源，工业上用水煤气两步法制氢气，第①、②步的反应原理及反应的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.反应
B.能降低反应的活化能，提高平衡转化率
C.某温度下，将CO和（g）各1 mol通入容积为1L的密闭容器中发生反应②，达到平衡状态，若该反应的平衡常数是9，则CO的转化率是75%
D.1300℃时，反应的平衡常数
4.在标准状况下，1mol纯物质的规定熵，叫标准摩尔熵，用符号表示。相关数据如表，通过数据分析得出的下列结论不正确的是( )
物质
191.6 205.2 173.8 186.9 197.7 210.8 213.8 21.93
A.相对分子质量相同的物质，分子对称性越差，结构越复杂，标准摩尔熵越大
B.组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，标准摩尔熵越大
C.反应的标准摩尔熵变
D.推测羰基硫COS（g）的标准摩尔熵小于213.8
5.已知一定条件下，氢气与一氧化碳发生反应的热化学方程式为。向体积为2L的恒容密闭容器中充入3mol和1molCO，2h后，测得CO的转化率随温度变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.正反应为吸热反应，
B.a、c两点对应条件下，反应进行的平均速率相等
C.延长反应时间至3h，c点对应条件下CO的转化率升高
D.b点对应条件下，向容器中继续通入1mol He（g）、3mol （g）和1mol CO（g），达到平衡状态后，
6.温度为时，在两个容积均为2L的恒容密闭容器中仅发生反应（正反应吸热）。实验测得：为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是( )
容器编号 物质的起始浓度 物质的平衡浓度
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2
A.若容器Ⅰ两分钟达到平衡，则0～2min反应速率
B.达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4:5
C.容器Ⅱ中起始时速率
D.若改变温度为，且，则
7.已知反应，速率方程为。在金（Au）表面分解的实验数据如表所示。
已知：①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关；
②n=0时，该反应为0级反应，n=1时，该反应为1级反应，以此类推，n可以为整数，也可以为分数；
③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期（）。
0 20 40 60 80 100
0.100 0.080 0.060 a 0.020 0
下列说法正确的是( )
A.表格中a=0.030
B.该反应为2级反应
C.该反应的速率常数
D.保持其他条件不变，若起始浓度为0.200，则半衰期为100min
8.在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个体积相等的恒容密闭容器中分别充入1mol CO和2mol，三个容器的反应温度分别为且恒定不变。在一定条件下能发生如下反应：，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到tmin时CO的体积分数如图所示，下列说法正确的是( )
A.反应的
B.三个容器内的反应都达到化学平衡时，温度为时CO转化率最大
C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是Ⅱ和Ⅲ
D.若再向容器Ⅲ中充入0.1 molCO、0.2 mol和0.4mol，则平衡时的体积分数>40%
9.二甲醚催化制备乙醇主要涉及以下两个反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
固定CO、、的起始原料比为1：1：2，体系压强不变的条件下发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅱ为放热反应
B.由图可知，600K以后随温度升高，氢气物质的量减少
C.曲线C也可以表示的物质的量分数
D.由500K上升至600K，温度对反应Ⅰ的影响大于对反应Ⅱ的影响
10.室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①；②。反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为（为速率常数）。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是( )
A.0~30 min时间段内，Y的平均反应速率为
B.反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
11.苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料，乙苯催化脱氢制备苯乙烯是目前生产苯乙烯的主要方法，反应如下：
（1）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气，反应温度维持在600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图如下：
①一般控制原料气中水油比[]为9:1，若水油比增大，乙苯的平衡转化率______（填“增大”或“减小”），理由是______。
②控制反应温度为600℃的理由是______。
（2）某研究机构用代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺。反应方程式为
反应历程如图：
①已知：。则_____。
②催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应性能影响较大，根据反应历程分析，如果催化剂表面碱性太强，对反应造成的影响为______（说出一点即可）。
③一定温度下，向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和2mol，起始压强为，平衡时容器内气体总物质的量为5mol，乙苯的转化率为______，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数=______。（已知：气体分压=气体总压×气体体积分数）
12.碳以及碳的化合物在生活中应用广泛。可利用合成，相关反应的热化学方程式及平衡常数如下。
反应1：
反应2：
（1）______（用表示），______（用表示）。
（2）已知：的，生成的净反应速率为（分别表示正、逆反应速率常数）。该反应的平衡常数与的关系式为______。的负对数用表示，与温度T的关系如图1所示。其中代表与T关系的是直线_______（填标号），判断理由是______。
（3）一定温度下，在刚性密闭容器中充入1mol和，仅发生反应1，测得平衡体系中的体积分数与x的关系如图2所示。在e、f、g、h四点中，的转化率最高的是________（填标号），f点对应体系中H原子与O原子的个数比为________。
（4）一定温度下在刚性密闭容器中充入2mol和5mol，发生反应1和2，达到平衡时测得的选择性为80%，的平衡转化率为45%，总压强为560kPa。反应1的平衡常数K=________（只列计算式，不带单位）[已知：=的选择性，为用组分的分压计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数]。
13.将转化为高附加值碳基燃料，可有效减少碳的排放。在催化剂作用下甲烷化的总反应为，该反应分两步完成，反应过程如下：
ⅰ.
ⅱ.
（1）催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得转化率和选择性随温度的变化如图所示。
对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是____，使用的合适温度为____。
（2）为研究反应过程的热效应，一定温度范围内对上述反应的平衡常数，进行计算，得的线性关系如图：
①对于反应ⅱ，图中______（填“>”“<”或“=”）。反应ⅰ中，正反应的活化能______（填“>”“<”或“=”）逆反应的活化能。
②在温度下_____，在该温度下，向恒容容器中充入7mol和12mol，初始压强为19kPa，反应经7min达到平衡，此时，则_____达到平衡后，若保持温度不变压缩容器的体积，的物质的量_____（填“增加”“减小”或“不变”），反应ⅰ的平衡将______（填“正向”“逆向”或“不”）移动。
14.氢气是一种理想的二次能源，在石油化工、冶金工业、治疗疾病、航空航天等方面有着广泛的应用。
（1）已知氨分解反应[]的焓变（）和活化能（），则合成氨反应[]的活化能_______。
（2）698.4K时，中各组分的“”图象如图：
正反应速率为，逆反应速率为，其中为速率常数，若，则A点时逆反应速率的计算式为=_______，平衡常数K=_______（保留一位小数）。
（3）在723K时，0.10mol（g）和0.20mol（g）在恒容密闭容器中发生反应：
①
平衡后容器中的总压为50.66kPa，经分析知其中水蒸气的物质的量分数为10%，则的_______。继续向容器中加入过量转化率为CoO（s），又增加了如下两个平衡：
②
③
经分析，再次达到平衡后，容器中水蒸气的物质的量分数为30%，则_______（填“大于”“等于”或“小于”）。
（4）对于反应的反应体系，标准平衡常数，其中为标准压强（），和，为各组分的平衡分压，如，为平衡总压，为平衡系统中NO的物质的量分数。若NO的起始物质的量为1mol，假设反应在恒定温度和标准压强下进行，NO的平衡转化率为，则____（用含的最简式表示）。
15.汽车尾气系统中安装有催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应：。
（1）已知：①
②
则______。
（2）将CO和NO以一定流速通过两种不同的催化剂发生反应，相同时间内测量逸出气体中的含量，从而确定尾气脱氮率（即NO的转化率），结果如图所示。
①a点的______b点的（填“>”“<”或“=”）。
②c点______（填“是”或“否”）一定是平衡状态，理由是______。
③研究表明氧气的存在对于NO的还原有抑制作用，原因是______。
（3）对于反应，实验测得：分别是正、逆反应速率常数，且只是温度的函数。下列说法正确的是______。
A.反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力
B.使用不同的催化剂反应的活化能随之改变
C.其他条件不变，随增大而增大
（4）T℃，将2 mol NO（g）和2 mol CO（g）通入体积为1L的恒容密闭容器发生上述反应，时达到平衡，测得反应过程中CO的转化率与时间的关系如图，则a点处对应的=________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：由题图可知，0～2min内NO的增加量为0.12mol，则，A错误；2min时反应速率增大，改变的条件不可能是降低温度，因为降低温度会使反应速率减小，B错误；4min时，只有的物质的量瞬间增大，其他物质的物质的量都瞬间不变，则改变条件是通入氧气，C正确；6min时，的转化率为×100%=28%，D错误。
2.答案：D
解析：同一化学反应用不同物质表示速率，速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，当时，反应达到平衡，A错误；前2min的平均速率，，B错误；由图可知，7min~9min反应处于平衡状态，加催化剂平衡不移动，B的物质的量不会改变，C错误；起始A和B各0.15 mol，达平衡时B的浓度为，恒温恒容时，投料量变为原来的2倍，若平衡转化率相同，则达平衡时，但增加投料相当于加压，平衡正向移动，B的转化率增大，所以，D正确。
3.答案：C
解析：对于反应①，升高温度，增大，增大，说明该反应为吸热反应，，A错误；是反应的催化剂，催化剂能降低反应的活化能，但不能改变平衡转化率，B错误；设达到平衡时转化的CO为xmol，列三段式：
，解得，故的转化率是×100%=75％，C正确；由反应①+反应②可得，结合图象分析可知，1300℃时，该反应的，D错误。
4.答案：D
解析：根据表格中一氧化碳、氮气和的标准摩尔熵可知，相对分子质量相同的物质，分子对称性越差，结构越复杂，标准摩尔熵越大，A正确；根据表格中氟气和氯气的标准摩尔熵可知，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，标准摩尔熵越大，B正确；根据表格中的数据可知，该反应的标准摩尔熵变，C正确；COS（g）和二氧化碳的结构相似，但是其相对分子质量较大，且对称性较差，故其标准摩尔熵大于二氧化碳的标准摩尔熵213.8，D错误。
5.答案：D
解析：c点对应温度高于a点，则c点的反应速率大，B错误；初始投料3mol （g）和1mol CO（g），是按照化学计量数之比投料，继续通入3mol（g）和1molCO（g）仍为按化学计量数之比投料，则再次达平衡时，D正确。
6.答案：D
解析：由上述分析可知，若容器Ⅰ两分钟达到平衡，则0～2min反应速率，A错误；若容器Ⅱ中投料后恰好达到平衡，则容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为0.8：（0.3+0.5+0.2）=4：5，但由于容器Ⅱ中，反应正向进行，v（正）>v（逆），导致气体总量改变，故达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比不是4:5，B错误，C错误；该反应为吸热反应，若改变温度为，且，则平衡正向移动，K变大，故，D正确。
7.答案：D
解析：分析表格数据知，该反应是匀速反应，a=0.040，A错误；反应过程中v不随的变化而变化，说明n=0，该反应是0级反应，B错误；结合上述分析可知，该反应的速率常数等于反应速率，根据表中数据，，C错误；设起始浓度为c，，则，半衰期与起始浓度成正比，根据表格数据知，起始浓度为0.100时，半衰期为50min，温度不变，速率常数不变，则起始浓度为0.200时，半衰期为100min，D正确。
8.答案：BD
解析：由图可知，，温度升高，CO含量减小，说明反应正向进行，时反应未达平衡状态，，温度升高，CO含量增大，说明反应逆向进行，时反应可能已达平衡状态，时反应一定达到平衡状态，且升高温度平衡逆向移动，则正反应放热，即反应的，A、C错误；该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，当三个容器内的反应都达到化学平衡状态时，Ⅰ容器温度最低，所以CO转化率最大，B正确；设容器Ⅲ中反应达平衡时CO转化xmol，列三段式：
则，解得，此时甲醇的体积分数是100%=40%，若再向容器Ⅲ中充入0.1mol CO、0.2mol和0.4mol，相当于充入了0.5mol CO、1.0mol，根据等效平衡原理知，平衡正向移动，则平衡时的体积分数>40%，D正确。
9.答案：B
解析：由上述分析知，反应Ⅱ是放热反应，A正确；由图可知，600K以后随温度升高，氢气物质的量分数减少，不是氢气的物质的量减少，B错误；反应Ⅱ中（g）和（g）都是生成物，且化学计量数相同，两者含量变化应一致，所以曲线C也可以表示的物质的量分数，C正确；由500K上升至600K时，反应Ⅱ中氢气的物质的量分数还在增加，但是的物质的量分数减少，说明温度对反应Ⅰ中影响较大，即温度对反应的影响大于对反应Ⅱ的影响，D正确。
10.答案：A
解析：A项，由图像可知0~30 min时间段内，M的浓度变化为，Z的浓度变化为，即反应②中M的浓度变化为，故反应①中M的浓度变化为，即Y的浓度变化为，所以0~30 min时间段内，Y的平均反应速率，A项错误；B项，由可得：，且，，则Y、Z的浓度变化之比，所以反应开始后，Y、Z的浓度变化保持不变，B项正确；C项，根据A项计算，参加反应②的M所占的比例为，故如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z，C项正确；D项，反应②的速率较大，所以反应①的活化能比反应②的活化能大，D项正确。
11.答案：（1）①增大；反应为气体分子数增加的反应，若水油比增大，相当于减小压强，平衡正向移动；②此时苯乙烯的选择性和乙苯的转化率均较高
（2）①+128；②降低了乙苯的转化率；③50%；
解析：（2）①已知Ⅰ，Ⅲ，根据盖斯定律，由Ⅰ-Ⅲ。②根据反应历程图可知，催化剂表面需要活化吸附，该微粒带负电荷，如果催化剂表面碱性太强，即带负电荷的氢氧根离子较多，则不利于的吸附，且碱性物质会和二氧化碳反应，从而降低了乙苯的转化率。③一定温度下，向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和2 mol，起始压强为，平衡时容器内气体总物质的量为5 mol，增加的物质的量为1mol，则反应的乙苯、二氧化碳均为1mol，平衡时乙苯、二氧化碳、苯乙烯、一氧化碳、水蒸气的物质的量均为12mol，反应后总压强为，乙苯的转化率为×100%=50%；用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数。
12.答案：（1）；
（2）；c；正反应为放热反应，升高温度，平衡常数K减小，即减小，则增大的倍数小于增大的倍数
（3）h；5:2
（4）
解析：（1）根据盖斯定律可知，反应1-2×反应2=目标反应，则反应的。
（2）未能抓住反应达到平衡时，正、逆反应速率相等而出错。由题意知，当反应达到平衡时，，即，可得，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则减小，而升高温度，均增大，则增大的倍数小于增大的倍数，=-lg是减小的，且减小程度比小，故直线c代表与T的关系。
（3）根据勒夏特列原理，随着氢气的量增多，平衡向正反应方向移动，转化率增大，即的转化率最高的点为h；按照化学反应方程式中各物质的化学计量数之比投料时，产物的体积分数最大，f点对应的体积分数最大，则f点对应的起始投料为2.5mol，体系中H原子与O原子的个数比为（2.5×2）：2=5:2。
（4）易因体系中存在反应未能考虑完全而出错。由题意知，设反应达到平衡时，反应1中转化2a mol，反应2中转化b mol，假设先发生反应1再发生反应2，列三段式可得，
由于达到平衡时测得的选择性为80%，的平衡转化率为45％，则，，解得，则，，气体总物质的量为，故。
13.答案：（1）；320 ℃
（2）①<；>；②1；1；增加；正向
解析：（1）由图可知，使用催化剂时，二氧化碳的转化率和甲烷的选择性均较高，因此应用作催化剂，温度应选320℃，在此温度时二氧化碳的转化率最高，甲烷的选择性也较高。
（2）①A点的温度低于B点，温度越高反应速率越快，因此小于；根据盖斯定律，ⅰ+ⅱ=总反应，则，由图可知，反应ⅱ和总反应的随着温度的升高而减小，总反应的lg减小的幅度小于反应ⅱ，故升高温度，增大，则反应ⅰ为吸热反应，因此正反应的活化能>逆反应的活化能。②由图可知，当温度为时，，则=1；在该温度下，向恒容容器中充入7mol和12mol，气体总物质的量为19mol，初始压强为19kPa，7min达到平衡时，根据压强之比等于物质的量之比，可知=5mol，假设先发生反应ⅰ再发生反应ⅱ，设反应ⅱ中消耗的CO的物质的量为xmol，则：
，解得，则消耗氢气的物质的量为7 mol，。将容器的体积压缩，压强增大，反应ⅱ平衡正向移动，的物质的量增加，CO减少，所以反应ⅰ平衡将正向移动。
14.答案：（1）254
（2）；54.7
（3）30%；小于
（4）
解析：（1）逆反应的活化能等于正反应的活化能减去焓变，故活化能。
（2）A点时，根据化学方程式可知，，则逆反应速率；达到平衡时，，。
（3）反应①为气体分子数不变的反应，反应后气体总物质的量为0.30mol，则生成水0.30mol×10%=0.03mol，反应的氢气也为×100%=30%。对于反应0.030.03mol，故氢气转化率为，由上述分析可知，平衡时氢气、二氧化碳、水、一氧化碳的物质的量分别为0.07 mol、0.17mol、0.03mol、0.03mol，反应为气体分子数不变的反应，则，由盖斯定律可知，反应②-反应③=反应①，则，故。
（4）该反应为气体分子数不变的反应，反应后气体总物质的量为1mol，NO的平衡转化率为，则反应的NO为mol，平衡时NO、分别为（1-）mol、0.5mol、0.5mol，则。
15.答案：（1）-749
（2）①<；②否；c点NO的转化率最高，在相同时间内反应的NO最多，只能说明反应速率最快，若在此温度下提供更长时间，NO转化率可能还会继续增大，最终达到平衡；③NO被氧化；氧化性强于NO，当存在时，CO优先与氧气反应；的存在可能会降低催化剂的选择性
（3）AB
（4）40.5:1
解析：根据盖斯定律，由②-①，可得：。
（2）①由图可知，a点脱氮率小于b点脱氮率，且a点反应未达平衡，则a点的，故a点的（3）该反应为放热反应，反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力，A正确；催化剂可以降低反应的活化能，B正确；温度升高，减小，反应速率增大，增大，则随增大而减小，C错误。
（4）根据b点知，CO的平衡转化率为50%，列三段式：
反应达平衡时，则，。a点时CO的转化率为25%，列三段式：
。
2