2025届高考化学二轮复习：专题三十 化学反应原理综合（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025届高考化学二轮复习：专题三十 化学反应原理综合（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 4.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-09 19:19:02 | ||
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文档简介
专题三十 化学反应原理综合
典例分析
【考查方式】
热化学与能量变化
反应热的计算：运用盖斯定律，通过已知反应的热效应来计算目标反应的反应热。要求考生能根据方程式的加减、系数变化等正确处理反应热的数值，如给定多个热化学方程式，让考生通过组合计算出特定反应的.
热化学方程式的书写与正误判断：根据反应的吸放热情况、物质的状态、反应条件等准确书写热化学方程式，并判断所给热化学方程式的正误，包括物质的聚集状态标注是否正确、的数值与化学计量数是否对应等.
能量图像的分析：考查对反应过程中能量变化图像的理解，如反应物和生成物的总能量相对大小、活化能的含义、催化剂对反应热和活化能的影响等，通过图像分析反应的热效应、反应速率等信息.
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率的计算与影响因素：根据给定的浓度变化、时间等数据计算化学反应速率，或分析温度、浓度、压强、催化剂等因素对反应速率的影响，并能运用有效碰撞理论等进行解释。例如，判断改变某一条件后反应速率的变化情况，或根据反应速率的变化推测可能改变的条件.
化学平衡状态的判断：依据化学平衡状态的特征，通过给定的反应体系中各物质的浓度、物质的量、百分含量等数据，判断反应是否达到平衡状态，或根据反应现象判断平衡状态的建立，如混合气体的颜色、密度、压强等是否不再变化.
化学平衡的移动与影响因素：分析温度、浓度、压强等因素变化时化学平衡的移动方向，以及平衡移动后各物质的浓度、转化率、百分含量等的变化情况。要求考生能够运用勒夏特列原理进行分析和判断，并能通过图像、数据等信息进行综合考查，如给出不同条件下的平衡转化率曲线，让考生分析条件变化对平衡的影响.
化学平衡常数的计算与应用：要求考生根据给定的反应方程式和平衡时各物质的浓度，计算化学平衡常数，并能利用平衡常数判断反应进行的程度、计算反应物的转化率，或根据平衡常数随温度的变化判断反应的热效应等。此外，还会涉及到平衡常数与反应速率常数之间的关系等较深层次的考查1.
水溶液中的离子平衡
弱电解质的电离平衡：考查弱电解质的电离方程式书写、电离平衡常数的计算与应用，以及温度、浓度等因素对电离平衡的影响，如比较不同浓度的弱酸溶液中氢离子浓度大小、判断加水稀释时弱电解质电离程度的变化等。
水的电离与溶液的酸碱性：涉及水的离子积常数的应用、溶液酸碱性的判断与 pH 计算，以及酸碱中和滴定实验及其误差分析等，如根据溶液的 pH 计算水电离出的氢离子或氢氧根离子浓度，或判断中和滴定过程中溶液 pH 的变化情况。
盐类的水解平衡：考察盐类水解的实质、规律和应用，包括盐类水解方程式的书写、水解平衡常数的计算，以及温度、浓度、酸碱度等因素对水解平衡的影响，如比较不同盐溶液的 pH 大小、判断在盐溶液中加入酸或碱后水解平衡的移动方向等。
离子浓度大小比较：要求考生根据电解质溶液中的电离平衡、水解平衡等，比较溶液中各种离子浓度的大小关系，如单一溶液中离子浓度大小比较、混合溶液中离子浓度大小比较等，这需要考生综合运用各种平衡知识和电荷守恒、物料守恒等原理进行分析判断。
电化学基础
原电池与电解池的工作原理：判断给定装置是原电池还是电解池，分析电极的名称、电极反应式的书写，以及电子、离子的移动方向等，如根据氧化还原反应设计原电池或电解池装置，并写出相应的电极反应式和总反应方程式
电化学腐蚀与防护：考查金属的电化学腐蚀原理、防护方法，以及析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别等，如解释在不同环境下金属腐蚀的主要类型和原因，或选择合适的防护措施防止金属腐蚀。
电化学计算与应用：根据电极反应式和电子守恒原理进行有关物质的量、质量、气体体积等的计算，或通过电化学原理解决实际问题，如计算电解池中某一电极上产生的物质的量，或根据电池的电动势判断反应的自发性等
综合应用与实际问题解决
化工生产中的化学反应原理：以化工生产流程为背景，考查化学反应原理在实际生产中的应用，如合成氨、硫酸工业、氯碱工业等，要求考生分析反应条件的选择、原料的转化率、产物的产率等问题，以及如何运用化学平衡、化学反应速率等原理优化生产工艺、降低成本、提高经济效益和环境效益
环境问题与化学反应原理：关注与环境相关的热点问题，如酸雨的形成与防治、温室气体的减排、水体污染的治理等，运用化学反应原理分析其中涉及的化学变化过程、反应的限度和速率等，以及如何通过化学方法解决这些环境问题，体现化学学科在环境保护中的重要作用。
能源问题与电化学：结合新能源的开发与利用，如燃料电池、太阳能电池等，考查电化学原理在能源领域的应用，包括电极材料的选择、电池性能的提高、能量转化效率的计算等，以及对传统能源与新能源的比较和评价，引导考生关注能源问题和可持续发展。
【真题链接】
1．[2024年河北高考真题]氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二（氯甲基）苯等可通过氯化反应制备。
（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
①若正反应的活化能为，则逆反应的活化能___________（用含的代数式表示）。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入和，测定温度下体系达平衡时的（为体系初始压强，，p为体系平衡压强），结果如图1。
图1中温度由高到低的顺序为___________，判断依据为_________________________________。
M点的转化率为___________，温度下用分压表示的平衡常数___________。
③图2曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是___________（填序号）。
（2）1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
以上各反应的速率方程均可表示为，其中分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（分别对应反应①~⑤）。
某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。
已知该温度下，。
①30 min时，，且30~60 min内，反应进行到60 min时，___________。
②60 min时，，若0~60 min产物T的含量可忽略不计，则此时___________；60 min后，随T的含量增加，___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
2．[2024年广东高考真题]酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
（1）酸催化下与混合溶液的反应（反应a），可用于石油开采中油路解堵。
①基态N原子价层电子的轨道表示式为____。
②反应a：
已知：
则反应a的____。
③某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。
据图可知，在该过程中____。
A.催化剂酸性增强，可增大反应焓变
B.催化剂酸性增强，有利于提高反应速率
C.催化剂分子中含H越多，越有利于加速反应
D.反应速率并不始终随着反应物浓度下降而诚小
（2）在非水溶剂中，将转化为化合物ⅱ（一种重要的电子化学品）的催化机理示意图如图，其中的催化剂有____和____。
（3）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸（X为A或B）在某非水溶剂中的。
a.选择合适的指示剂其钾盐为，；其钾盐为。
b.向溶液中加入，发生反应：。起始的物质的量为，加入的物质的量为，平衡时，测得随的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算____。（写出计算过程，结果保留两位有效数字）
②在该溶剂中，____；____。（填“>”“<”或“=”）
参考答案
1．答案：（1）①；②；与生成的的压强相等，该反应放热，升温平衡逆向移动，生成的的量减少，减小；75%；0.03；③D
（2）①5.54；②0.033；增大
解析：（1）①=正反应的活化能-逆反应的活化能。代入数据得：，则。②该反应为气体分子数减小的反应，由反应方程式可知，体系达平衡时，体系中减小的压强等于生成的的压强，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成的的量减少，则减小，对照图像可知。温度下，M点处进料比，则的初始物质的量分数，初始分压；
同理，初始分压。
设达到平衡时的压强变化了，列三段式：
由图可知，M点处，将、代入，解得，则M点的转化率为75%。温度下平衡时各气体分压分别为，代入平衡常数表达式：。③体系初始压强相同，当时，随着进料比增大，生成的的量增多，增大，按化学计量数之比投料时，产物的产率最高，当>1.0时，随着进料比增大，减小，排除A、B；结合②中计算可知，当，体系达到平衡时，体系中生成的的分压也应为60 kPa，即，对照图像可知，表示温度下随进料比变化的是D。
（2）①30~60 min内X的转化浓度为，因此60 min时。②0~60 min产物T的含量可忽略不计，说明在此阶段D、G的消耗速率可忽略不计。D、G均由M生成，任意时刻两者的生成速率之比。D、G的初始浓度均为0，任意时刻生成的浓度之比等于其速率之比，因此60 min时。60 min后，D、G开始生成T，两者的消耗速率之比为。结合两者的生成速率知，D生成得快而消耗得慢，G生成得慢而消耗得快，因此会增大。
2．答案：（1）；；BD
（2）AcOH；KI
（3）；>；>
解析：（1）①N的原子序数为7，位于第二周期第ⅤA族，基态N原子价层电子的轨道表示式为；②由已知可得：Ⅰ.，；Ⅱ.，；Ⅲ.，；
Ⅳ.，；由盖斯定律可知，目标方程式可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应；③A.催化剂不能改变反应的焓变，A项错误；B.由图示可知，酸性：硫酸>磷酸>乙酸，催化剂酸性增强，反应速率提高，B项正确；C.一个硫酸分子中含有2个H，一个磷酸分子中含有3个H，一个乙酸分子中含有4个H，但含H最少的硫酸催化时，最有利于加速反应，C项错误；D.由图示可知，反应开始一段时间，反应物浓度减小，但反应速率加快，反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小，D项正确；故选BD。
（2）催化剂参与化学反应，但反应前后质量和化学性质并未改变，由催化机理示意图可知，催化剂有AcOH和KI；
（3）由变化曲线图可知，当时，，设初始，则初始，转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下：
由，即，解得，则该反应的平衡常数为
解得；
②根据图像可知，当时，设此时转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下：
此时，即，则，则平衡常数，则；
由于，则，。
重难突破
1.铜及其化合物在生产及生活中应用广泛。
（1）铜-铁催化剂可用于电催化还原为，完成下列离子方程式：
（2）铜-铁催化剂还可以催化分解转化为燃料氢气，反应为。往容积为2 L的密闭容器中加入分解制。图甲中曲线分别表示在铜-铁催化剂Ⅰ的作用下，时及时随时间的变化；曲线c表示在铜-铁催化剂Ⅱ的作用下，时随时间的变化。
①_________（填“<”“>”或“=”）。
②在铜-铁催化剂Ⅰ的作用下，时，内平均反应速率__________。
③上述三种条件下，分解反应的平衡常数的大小关系为________。
（3）工业合成氨中，常用亚铜盐的氨水溶液除去原料气中的CO，反应的离子方程式为，该反应的。其他条件不变时，下列说法正确的有________（填序号）。
A.与的浓度相等时，反应达到平衡
B.平衡后增大的浓度，的转化率增大
C.平衡后加水稀释，与的浓度之比增大
D.可采用加热含的溶液的方法实现的再生
（4）工业生产中采用水解中和法（加入NaOH）处理含铜废水。常温下，水溶液中含铜微粒、、、和的分布系数（某含铜微粒占总含铜微粒的物质的量分数）随pH的变化曲线如图乙所示。
①曲线2代表的含铜微粒为____________。
②的平衡常数____________。
③若溶液起始浓度为，加入NaOH固体调节溶液pH（忽略加入固体后引起的溶液体积的变化），求M点混合溶液中的浓度（写出计算过程，结果用含a的式子表示）。
2.苯乙烯是重要的有机化工原料，可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在298 K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
（ⅰ）直接脱氢：
，
（ⅱ）氧化脱氢：
，
回答下列问题：
（1）①反应的________，平衡常数________（用表示）。
②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢，其原因是_________。
③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有_________。
（2）已知，忽略随温度的变化。当时，反应能自发进行。在100 kPa下，直接脱氢反应的和随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在常温下________（选填“能”或“不能”）自发。
②随温度的变化曲线为________（选填“a”或“b”），判断的理由是
③在某温度、100 kPa下，向密闭容器中通入1 mol气态乙苯发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数_______kPa（保留小数点后一位；分压=总压×物质的量分数）。
（3）乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应，生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和苯乙烯选择性，应当________________________。
3.绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。
Ⅰ.甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：
ⅰ.
ⅱ.
（1）反应的_______。
（2）在容积不变的绝热密闭容器中发生反应ⅰ，下列能说明反应达到平衡状态的是_______（填序号）。
A.气体混合物的密度不再变化
B.消耗速率和的生成速率相等
C.CO的浓度保持不变
D.气体平均相对分子质量不再变化
E.体系的温度不再发生变化
（3）恒定压强为时，将的混合气体投入反应器中发生反应ⅰ和ⅱ，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图甲所示。
①图甲中表示的物质的量分数与温度的变化曲线是_________（填序号）。
②结合图甲中数据，其他条件不变，若要的产量最大，最适宜的反应温度是_________（填序号）。
A. B. C.
在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中的含量，原因是__________________。
③时，反应ⅱ的平衡常数的计算式为_________（是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。
Ⅱ.电解法制氢气。某科研小组设计如图乙所示电解池，利用和在碱性电解液中制备水煤气，产物中和CO的物质的量之比为1：1。
（4）电极B是____________极，生成水煤气的电极反应式为_____________。
4.“低碳经济”已成为全世界科学研究的重要课题，资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。
方案一：以为原料合成乙烯
（1）以和催化合成乙烯：。在一定压强下，将和加入1 L容积不变的密闭容器中，已知温度对的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图甲所示，结合图像分析该反应实际反应温度定于的原因可能是_________________。
方案二：以为原料合成甲醇
（2）以合成甲醇涉及的反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
_______，反应Ⅲ能自发进行的条件是_________（填“高温”或“低温”）。
（3）催化剂活化：（无活性）还原（有活性），与在活化后的催化剂表面发生反应I，其反应历程如图乙所示。同时伴随反应Ⅱ：。
已知：
①对于以上制甲醇的过程，以下描述正确的是______（填序号）。
A.反应中经历了In-C、In-O键的形成和断裂
B.加压可以提高的平衡转化率
C.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
②与混合气体以不同的流速通过反应器，气体流速与转化率、选择性的关系如图丙所示。流速加快可减少产物中的积累，减少反应____________（用化学方程式表示）的发生，从而减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。
（4）一定条件下，向容积为的恒容密闭容器中通入1 mol 和发生上述（2）中的反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，达到平衡时，容器中为，为，此时的浓度为__________，反应Ⅱ图的平衡常数为__________（用含a、b、V的代数式表示）。
5.利用二氧化碳氢化法合成二甲醚，可实现二氧化碳再利用。其中涉及的反应有
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知：生成物A的选择性
回答下列问题：
（1）写出与转化为和（反应Ⅳ）的热化学方程式：______________。
（2）在恒温（）恒容条件下，将一定量的通入密闭容器中（含催化剂）发生上述反应。下列不能够说明该反应体系已达到化学平衡状态的是_____________（填序号）。
A.
B.反应Ⅰ中
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.混合气体的密度不变
E.的转化率不变
（3）在3.0 MPa下，研究人员在恒压密闭容器中充入和发生反应，平衡时的转化率和生成物的选择性随温度变化如图甲。所示（不考虑其他因素影响）：
①在条件下，平衡时_________，计算反应在下的平衡常数为_________（结果保留三位有效数字）。
（2）温度高于，平衡转化率随温度升高而上升的原因是________________。
（4）某二甲醚/双氧水燃料电池的工作原理如图乙所示。电池工作时，A电极附近溶液的pH______（填“减小”“增大”或“不变”）；B电极的电极反应式为____________。
6.甲烷不仅是一种燃料，还可以作化工原料用来生产氢气、乙炔、碳黑等物质。回答下列问题：
（1）一种甲烷催化氧化的反应历程如图甲所示，*表示微粒吸附在催化剂表面。下列叙述错误的是_________（填序号）。
A.的过程中C被氧化，吸收能量
B.产物从催化剂表面脱附的速率慢会降低总反应速率
C.适当提高分压会降低的反应速率
D.与反应生成涉及极性键、非极性键的断裂和生成
（2）向一恒容密闭容器中加入1 mol 和一定量的，发生反应。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图乙所示。
①_________（填“>”或“<”，下同）。
②反应速率：_________，理由是__________________。
③点a、b、c对应的平衡常数三者之间的关系是____________。
（3）一定条件下，甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
恒定压强为100kPa时，将的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图丙所示。
①反应在______条件下能自发进行（填序号）。
A.高温 B.低温 C.任意温度
②图丙中表示的物质的量分数与温度的变化曲线分别是_________（填序号）。
③系统中q的含量在左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：__________________。
④已知投料比为的混合气体，。时，的平衡转化率为______（保留2位有效数字），反应Ⅰ的平衡常数的计算式为______（是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。
7.综合利用二氧化碳可以缓解温室效应。
（1）利用二氧化碳催化氢化获得甲酸的部分反应历程如图甲，该反应历程的决速步骤是___________（填序号），由中间产物T2到产物的____________。
（2）二氧化碳与氢气反应过程涉及的主要反应如下：
①
②
向2 L恒容密闭容器中通入和2.24 mol 发生上述反应①和②，起始总压强为21.2 MPa，实验测得的平衡转化率和平衡时的选择性（转化的中生成的百分比）随温度变化如图乙。表示选择性的曲线是______（填“X”或“Y”），a、c两点中的产率最高的是____点，时反应①的压强平衡常数____，Y曲线如此变化的原因是____________________。
（3）二氧化碳与氢气反应生成的水在温度低于时可形成多种冰的晶体，其中两种冰晶体的晶胞如图丙，冰晶体中微粒间的作用力有_________，A晶胞和B晶胞的体积比为_________。
（4）工业上采用以熔融碳酸盐作为电解质的氢氧燃料电池可综合利用二氧化碳，工作原理如图丁，则通入氢气的电极反应式为_________。
8.深入研究含碳、氮元素物质的转化有着重要的实际意义。
I.合成尿素：如下图所示是合成尿素反应的机理及能量变化（单位：），表示过渡态，各物质均为气态。
（1）若，则总反应_________。
Ⅱ.合成甲醇：
（2）利用和合成甲醇：在催化剂作用下可发生如下两个平行反应。
反应I：
反应Ⅱ：
温度对转化率及和产率的影响如下图所示。
①由图判断合成最适宜的温度是__________________。
②由图可知，温度升高产率先升高后降低，降低的可能原因是______。
③下列措施有利于提高转化为的平衡转化率的有_________。
A.增大体系压强
B.提高和的投料比
C.体积和投料比不变，提高反应物浓度
④反应I、II的（K代表化学平衡常数）随（温度的倒数）的变化如下图所示。据图判断，升高温度时，反应的化学平衡常数将_________（填“增大”“减小”或“不变”）。
⑤上述反应体系在一定条件下建立平衡后，若将反应体系的体积压缩至原来的一半，重新达到平衡时两反应所需时间_________（填“>”“<”或“=”）。
（3）利用与在催化剂的作用下合成甲醇。
主反应：
副反应：
在温度为、压强为条件下，向容器中充入、和，充分反应达平衡时的转化率为，产物的选择性[如甲醇的选择性]如下图所示。
①求平衡时的物质的量为_________。
②主反应的相对压力平衡常数________。（用含p和的计算式表示。表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以）
9.Ⅰ.煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为能使化学反应速率加快的措施有__________(填序号)。
①增加C的物质的量
②升高反应温度
③随时吸收CO、转化为
④密闭定容容器中充入CO(g)
Ⅱ.在2L密闭绝热容器中，投入和，在一定条件下生成，测得不同温度下，平衡时的物质的量数据如下表：
温度/K
3.6 3.2 2.8 2.0
(2)下列能说明该反应已达到平衡状态的是____。
A. B.容器内气体压强不变
C.混合气体的密度不变 D.混合气的温度保持不变
(3)在温度下，达到平衡时的体积分数__________。(保留3位有效数字)
Ⅲ.T℃时，在恒温恒容的密闭条件下发生反应：，反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示：
(4)表示浓度变化的曲线是__________(填“A”、“B”或“C”)。
(5)在内的平均反应速率为__________。
Ⅳ.与反应可合成尿素：；在时，将1mol和2mol置于1L密闭容器中，发生上述反应，在t时刻，测得容器中转化率约为73%。保持其他初始实验条件不变，分别在温度为、、、时，重复上述实验，经过相同时间测得转化率并绘制变化曲线如图所示。
(6)该反应的__________(填“>”或“<”)0。
(7)时反应的平衡常数K=__________。
(8)之间，转化率逐渐增大，其原因是__________。
10.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下：
弱酸化学式
电离平衡常数
（1）时，将溶液和HSCN溶液分别与溶液混合，实验测得产生的气体体积随时间的变化如图所示：
反应初始阶段两种溶液产生气体的速率存在明显差异的原因是__________________。
（2）若保持温度不变，在醋酸溶液中通入一定量氨气，下列各量会变小的是_________（填字母）。
a. b.
c. d.醋酸电离平衡常数
（3）和都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数（见下表），下列说法不正确的是__________________。
酸
A.温度会影响这四种酸在冰醋酸中的电离常数
B.在冰醋酸中是这四种酸中最强的酸
C.在冰醋酸中的电离方程式为
D.这四种酸在冰醋酸中都没有完全电离，但仍属于强电解质
（4）亚磷酸是二元中强酸，时亚磷酸的电离常数为，。
①试从电离平衡移动的角度解释为什么比大？__________________。
②写出亚磷酸的电离方程式（两步）：__________________。
③请设计一种方案，使之能通过直观的实验现象判断醋酸的酸性强于，该方案反应的化学方程式为__________________。
11.电解质的水溶液中存在电离平衡。
（1）醋酸是常见的弱酸。
①醋酸在水溶液中的电离方程式为_______________。
②下列方法中，可以使醋酸稀溶液中的电离程度增大的是______（填字母序号）。
a.滴加少量浓盐酸 b.微热溶液
c.加水稀释 d.加入少量醋酸钠晶体
（2）用溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为的盐酸和醋酸溶液，得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②滴定开始前，三种溶液中由水电离出的最大的是
③和的关系：____________（填“>”“=”或“<”）。
④M点对应的溶液中，各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是__________________。
（3）为了研究沉淀溶解平衡和沉淀转化，某同学查阅资料并设计如下实验。
资料：AgSCN是白色沉淀，相同温度下，溶解度：AgSCN>AgI。
操作步骤 现象
步骤1：向溶液中加入2mL溶液，静置 出现白色沉淀
步骤2：取1mL上层清液于试管中，滴加1滴溶液 溶液变红色
步骤3：向步骤2的溶液中，继续加入5滴溶液 现象a，溶液红色变浅
步骤4：向步骤1余下的浊液中加入5滴溶液 出现黄色沉淀
①写出步骤2中溶液变红色的离子方程式：___________________。
②步骤3中现象a是___________________。
③用化学平衡原理解释步骤4的实验现象：___________________。
12.通过捕捉空气中的和电解水产生的可以合成“零碳甲醇”，实现“碳中和”。回答下列问题：
（1）已知的燃烧热为，甲醇的燃烧热为，则反应的______。
（2）采用绿色光伏发电电解溶液可制备，同时获得和NaOH，其工作原理如图甲所示。已知a、b均为惰性电极，气体甲和气体乙的体积比为2：1，b极的电极反应式为______。
（3）在2L恒温恒容、有某催化剂的密闭容器中充入和，发生如下反应：
主反应①：
副反应②：
副反应③：
某温度下反应均达到平衡后，测得的物质的量为的物质的量为0.4 mol、CO的物质的量为0.2 mol，则的选择性为__________选择性=）。反应②的平衡常数为________（只列出计算式）。
（4）若测得上述反应在不同温度下的平衡转化率和甲醇的选择性如图乙所示：
通过图乙分析，更适合生产甲醅的温度为_________（填字母）。温度高于时，转化率增大的主要原因是_________。
A. B. C. D.
（5）利用电喷雾电离等方法可得，与反应能高选择性地生成甲醇，反应机理如图丙所示：
已知参与化学键变化的元素替换成更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化曲线为_____（填“c”或“d”）；写出与反应生成的気代甲醇的结构简式：_________。
13.TiN具有良好的导电和导热性，可用作高温结构材料和超导材料。可利用化学气相沉积技术来制备氮化钛。请回答下列问题：
（1）已知下，三种制备氮化铁反应的热化学方程式：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN时，反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ，其原因是______________。
（2）在反应条件下，将、、以物质的量之比为1：1：2加入反应容器中进行反应ⅲ。20 min后反应达到平衡状态，平衡时混合气体中与的分压相等，则的平衡转化率为_______________（保留三位有效数字），内，以分压表示的平均反应速率为________。
（3）在某刚性容器中合成原料氨气。将0.10 mol 和投入反应容器中，测得反应过程中的体积分数和反应体系的总压强p随着温度的升高而变化的曲线如图：
①对于该可逆反应过程，下列有关说法正确的是_____（填序号）。
A.a、b、c三点时，该反应均处于平衡状态
B.过程中，该反应平衡逆向移动
C.混合气体的平均摩尔质量：
D.混合气体的密度：
②x、y、z三点对应温度下的平衡常数由大到小的顺序为__________。
③当温度为时，该反应达到平衡，以气体分压表示的该反应的平衡常数_____（列出计算式即可）。
14.等是地球大气中主要的温室气体，高效处理过剩的温室气体已成为当前世界研究的重要课题。
Ⅰ.偶联重整，其核心反应如下：
如主反应：
副反应1：
副反应2：
（1）和转化为的热化学方程式为___________________。
（2）将通入起始容积为1 L的恒温、恒压（p=100 kPa）密闭容器中发生上述反应，400℃时容器内的转化率和的物质的量随时间的变化如表所示：
时间/min 1 3 9 10 11 12
10.1 40.3 65.6 70.1 80.0 80.0
0.02 0.09 0.15 0.26 0.3 0.3
①0~11 min内，消耗的平均反应速率为__________（保留3位有效数字）。
②能说明体系已达到平衡状态的是________（填序号）。
a.
b.
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变
d.反应容器的容积恒定为V L
③实验中，缓慢升高温度时发现平衡时甲醇的选择性[]逐步降低，请简述原因：________________________。
Ⅱ.直接合成燃料
主反应：
副反应1：
副反应2：‘’
在不同压强下，平衡转化率随温度变化如图所示：
（3）当温度高于600 ℃后，不同压强下的平衡转化率趋于相等，原因是_________________。
（4）假设在600 ℃时反应容器中只进行副反应1，该温度下，若起始时以投料比进行该反应，则副反应1的平衡常数_______，反应达到平衡时，的转化率_________。
15.二甲醚作为一种新兴的基本有机化工原料，具有良好的易压缩、冷凝、气化特性，使得其在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。二氧化碳催化加氢合成二甲醚（）是一条有效利用的途径，兼有化工、能源以及环保等多重意义。制取过程如下：
①
②
③
已知各物质的相对能量如下：
物质
-110.5 -393.5 -201 0 -241.8 -285.8 -184.1
（1）由大到小的顺序为______________。
（2）起始压强为，恒压条件下，向一密闭的容器中充入和16 mol 制取，发生上述三个反应，10 min时达到平衡，在不同的温度下的平衡转化率和产物的选择性S（）如图所示：
①如图所示，200~290 ℃，的平衡转化率随温度的升高而降低的原因是______________。
②如图所示，在200 ℃时，若经过10 min该体系即达到平衡。计算从开始到平衡时，分压的平均变化速率为___________；该温度下，对于反应①的标准平衡常数_______（已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应，，其中，、为各组分的平衡分压）。
③采用选择性膜技术（可选择地让某气体通过而离开体系）可提高的选择性，在260 ℃时，保持温度和其他条件不变，采用选择性膜技术，可以提高的平衡转化率。结合具体反应说明选择性膜吸附提高的选择性的可能原因______________。
（3）在T℃时，将0.40 mol 与0.10 mol 充入5 L的刚性密闭容器中，若只发生反应③，达到平衡时，的物质的量分数为。
①的平衡转化率______________。
②由T℃时上述实验数据计算得到和的关系如图所示。降低温度，反应重新达到平衡，对应的点分别为________、________。
16.甲烷化反应能够大量回收利用，对于实现“碳达峰、碳中和”具有重要意义。甲烷化主反应为。
副反应：①；
②；
③；
（1）已知，298 K时，由稳定态单质生成1 mol化合物的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓。几种物质的标准摩尔生成焓和标准摩尔熵如下表所示，据此计算__________，甲烷化主反应在常温下________（填“能”或“不能”）自发。
物质
0 -74.6 -110.5 -393.5 0 -241.8 -285.8
5.7 186.3 187.7 213.8 130.7 188.8 70
（2）原料气中碳氢比对副反应有影响，实际生成中η值越小越能有效防止积碳的原因是___________________。
（3）以和为初始原料，在催化剂（）作用下保持总压为发生反应，在不同温度下相同时间10 min内测得的转化率如图。
（1）A点的反应速率：__________（填“>”“=”或“<”）
（2）若B点对应温度为355 ℃，已达平衡状态，B点的平衡常数________[保留一位小数，对于反应，，x为物质的量分数]；解释355 ℃后该曲线下降的原因可能为ⅰ________、ⅱ________。
（4）在，以和为原料在催化剂作用下合成甲烷，其反应历程如图（吸附在催化剂表面的物种用*表示）。
①在，保持和的体积比为5：1，反应气体的总流量控制在，的转化率为，且含碳产物中CO的体积分数为，则生成的平均速率为________，并写出该反应的总反应方程式________________。
②描述转化为的反应机理________。
17.以和为原料合成尿素和氨基甲酸铵有利于实现“碳达峰、碳中和”，体系中同时存在反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
（1）反应Ⅱ的__________，______0（填“>”“<”或“=”），二氧化碳为______（填“极性”或“非极性”）分子。
（2）一定温度下，向密闭容器中以物质的量之比为2:1充入和发生反应Ⅰ，达到平衡后，的平衡浓度为，其他条件不变，缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡浓度为，则____（填“>”“<”或“=”）。
（3）用太阳能电池电解水得到的与反应生成液态甲醇有利于实现“碳达峰、碳中和”，这是目前推动“碳达峰、碳中和”的新路径。主要发生以下反应：
ⅰ.
ⅱ.
在某催化剂作用下，一定条件下的密闭容器中发生反应ⅰ、ⅱ，已知、按照物质的量分别为300 mol、100 mol投料，在2 MPa和5 MPa下，二氧化碳的平衡转化率和甲醇的选择性[已知甲醇的选择性]随温度的变化如图1所示：
图1在2 MPa、290 ℃条件下，甲醇的产率为__________，反应ⅰ的______（列出计算式即可）。
（4）在9.0 MPa下，分别按照、、的投料比在密闭容器中进行反应，测得甲醇的生成速率随温度的变化如图2所示。相同条件下，投料比为时生成甲醇的速率明显加快的原因为_________[此时需考虑反应ⅲ:]。
（5）通过生物细菌一电解池装置处理废水的同时可以将转化成甲烷，其装置图如图3所示，在1.0 V时，每生成1 mol ，可处理有机化合物中________mol 。已知产甲烷菌代谢的外加电压为0.5~1.0 V，电解水产氢的外加电压为1.3 V。
18.我国科研团队首次在月球上发现的新矿物命名为“嫦娥石”，嫦娥石的一种伴生矿物为方石英，其晶体结构和金刚石相似，嫦娥石的另一种伴生矿物为陨硫铁，主要成分为FeS， FeS可用于制备净水剂。
已知：①
②
③
④
（1）FeS煅烧可生成和，该反应的热化学方程式为__________________。
（2）在一密闭容器中加入一定量的，只发生反应：，下列指施能提高平衡转化率的是______（填标号）。
A.加入
B.使液化并及时分离
C.选择合适的催化剂并加入
D.保持压强不变充入氦气
（3）温度为，压强为时，在体积可变的密闭容器中加入一定量的固体，只发生反应：，达到平衡后，的物质的量为0.1 mol，此时压强平衡常数_______（列出计算式）。[提示：用分压计算的平衡常数为，分压=总压×气体物质的量分数]保持温度和压强不变，向容器中充入Ar，随着通入Ar的量增大，的量增大的原因是____________。若测得平衡状态下与的关系如图甲所示，为0.1 mol时，的物质的量为____________。
（4）嫦娥石中的阴离子结构单元为，的VSEPR模型名称为______。采用新型电池作为动力的汽车有极好的加速性能，这种电池中的铁元素与嫦娥石阴离子中铁元素价态_____（填“相同”或“不同”）。新型磷酸铁锂电池广泛应用于移动电源、电动汽车等领域，放电时正极材料为，写出该电池放电时正极的电极反应式：____________________。
（5）嫦娥石的一种伴生矿物为方石英，其晶体结构与金刚石类似，晶胞结构如图丙所示，Si-O键长为a nm，若A原子的原子坐标为（0,1,1），C原子的原子坐标为（0,0,0），则白球E原子的原子坐标为________。∠AED=109°28'，晶胞的边长为________cm（列出计算式即可）。
19.在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应：
ⅰ.
ⅱ.
回答下列问题：
（1）反应ⅰ在1000K时_______（选填“能”或“不能”）自发进行。
（2）已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的_______（用含的代数式表示）。
物质
a b c
（3）受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是_______。
（4）对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同pH条件下处理后分别用于催化芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH为_______，理由是_______。
pH 平均转化率/% 芳烃平均产率/% 产物中积碳平均含量/%
2.4 9.60 5.35 40.75
4.0 9.80 4.60 45.85
7.0 9.25 4.05 46.80
10.0 10.45 6.45 33.10
12.0 9.95 4.10 49.45
（5）下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，则的平衡转化率为_______，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，列出计算式即可）。
（6）引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯，反应如下：
（两个反应可视为同级数的平行反应）
对于同级数的平行反应有，其中v、k分别为反应速率和反应速率常数，为反应活化能，为定值，R为常数，T为温度，同一温度下是定值。已知，若要提高苯的产率，可采取的措施有_______。
20.在双碳目标驱动下，氢源的获取和利用成为科学研究的热点之一。
Ⅰ.氢源的获取：电解液氨制氢、利用天然气制氢
（1）以液氨为原料，使用Pt电极及非水电解质电解制氢（已知电解液中含氮微粒只有、和）。产生的电极反应式为______________。
（2）已知反应1：
反应2：
①反应的活化能______。实际生产中常将温度控制在600~900 ℃，从反应的角度分析温度不能过高的主要原因可能是______________。
②一定温度下，向1 L的刚性容器中充入1 mol 和w mol水蒸气发生上述反应1和反应2，达到平衡时，测得有x mol CO、y mol 和相应的生成，此时容器内的压强为p（假设没有其他反应发生）。在该条件下，的平衡转化率为________%。
③据图甲所示，600 ℃时，随着水碳比的增大，平衡体系中的体积分数增大的原因是_______________。若600 ℃达到平衡时，其他条件不变，再增大压强，____________（填“变大”“变小”或“不变”）。
Ⅱ.氢源的利用：利用氢气制备甲醇和甲酸
（3）不同催化剂下，用和制备甲醇，相同时间内的转化率与温度的变化如图乙所示，催化效果最好的是催化剂______________（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。
（4）加氢可制备HCOOH：。实验测得：，，将一定量和充入固定体积为1 L的密闭容器中发生反应。温度为时，平衡常数K=0.8，则_____；温度为时，，则时平衡压强_______（填“>”“<”或“=”）时平衡压强。
21.二甲醚具有巨大的潜在市场，目前采用的二氧化碳有效转化法，既是生成二甲醚的简便方法，又是实现“碳中和”的重要途径。
Ⅰ.催化加氢合成二甲醚是一种的转化方法，其过程中发生的反应如下：
反应①：
反应②：
（1）催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为该反应的平衡常数为____________（用表示）。
（2）在恒压、和的起始量一定的条件下，发生反应①和（1）中反应，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。当温度低于300 ℃时，的平衡转化率随温度的上升而下降的原因是___________。
Ⅱ.由制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇，再脱水，主要分为以下步骤：
反应③：
反应④：
（3）在不同的压强下，按照投料比只进行反应③，的平衡产率随温度的变化关系如图甲所示，压强下，的转化率随温度变化如图乙所示。
图甲中压强从大到小的顺序是_____________，图乙中处于平衡状态的点有__________（填字母），的转化率呈图乙所示变化的原因是____________________。
（4）更换高效的催化剂，体系中平衡时的物质的量将_______（填“增加”“不变”或“减少”）。
（5）在280 ℃、3.4 MPa条件下，通入1 mol 和3 mol 的混合气体，用该方法制备二甲醚。充分反应后，测得的平衡转化率为30%，体系中的物质的量为0.1 mol，则反应③_______的压强平衡常数_______（列出计算式即可）。
22.二氧化碳的资源化利用是实现碳中和的一种重要途径，研究表明，二氧化碳在催化剂的作用下可以氧化乙烷脱氢，生成乙烯和CO。请回答：
（1）已知CO和的燃烧热分别为和，。
①氧化乙烷脱氢制乙烯的热化学方程式为______。
②研究认为氧化乙烷脱氢制乙烯的反应由两个连续的反应组成，即反应和反应，则活化能_____（填“>”“=”或“<”）。
③画出二氧化碳和乙烷经两步反应生成乙烯的反应过程中相对能量的变化示意图。
（2）研究表明在催化剂表面上，乙烷和二氧化碳的反应机理如下：
①下列说法正确的是______。
A.反应过程中碳原子的杂化类型没有发生变化
B.催化剂上氧缺位越多，催化性能越好
C.若反应在恒温恒容的密闭容器中进行，体系中CO的分压不变时，则反应已经达到了平衡
D.催化剂改变了二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯的焓变，使反应更容易进行
②乙烷转化为乙烯的过程中还伴有副反应：，从而造成氧缺位上积碳，积碳会造成催化剂的活性降低，如图是其他条件不变的情况下，测得在相同时间内、不同下乙烯产率的变化曲线。从催化剂的角度分析乙烯的产率随着的增大，先增加后减小的原因可能是______。
（3）是二氧化碳氧化乙烷脱氢的催化剂的活性成分，如图是在不同温度下，相同时间内测定的催化剂中的质量分数对乙烷转化率和乙烯选择性的影响（乙烯的选择性=×100%）。
①的质量分数对乙烯产率（乙烷的转化率×乙烯的选择性）的影响是________。
②时，向1L恒容密闭容器中充入1mol和1.8mol以及含的质量分数为3%的催化剂，在上述测定的时间内主副反应达到平衡，假设副反应只有，则时，反应的平衡常数为________。
23.技术是目前处理大气中的主要方法。
I.CO-SCR技术使用Pt做催化剂时，体系中发生如下反应：
主反应：
副反应：
反应机理如下表：
反应方程式 反应热
吸附过程
解离过程
缔结过程
回答下列问题：
（1）主反应的________。
（2）将CO、NO的混合气体按照一定流速通过Pt催化剂，测得产物中的含量随温度的变化曲线如图1所示：
①325℃之前，的含量随着温度升高而增大的原因是______________。
②正反应活化能：主反应_______（填“>”“=”或“<”）副反应。
Ⅱ.技术体系中发生如下反应：
主反应：
副反应：
恒温下，向容积为的容器中充人，达到平衡后，测得压强为初始压强的，且与的体积分数相等。
（3）下列选项不能说明反应达到平衡状态的是________（填字母）。
A.混合气体的密度保持不变
B.保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.
（4）的转化率为___________；主反应的___________（列出计算式即可）。
（5）阿伦尼乌斯公式是表达化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式，其表达式为（k为速率常数、为活化能、T为温度、R和C为常数）。分别采用催化剂a催化剂b催化主反应，得到的阿伦尼鸟斯曲线如图2所示，其中，催化效果更好的是________。
24.研发二氧化碳利用技术，降低空气中含量是当前研究热点。目前，研究比较多的是利用合成甲醇、甲酸和乙酸等。
回答下列问题：
Ⅰ.二氧化碳加氢合成甲醇
已知：二氧化碳加氢制甲醇涉及的主要反应如下。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
（1）的数值范围是_______________。（填标号）
A. B. C. D.
（2）在催化剂作用下，将和按物质的量之比为1：2充入—恒容密闭容器中只发生反应ⅰ、ⅱ，已知反应ⅱ的反应速率，，x为物质的量分数。
①当转化率达到时，反应达到平衡状态，此时和的物质的量相等，若反应ⅱ的，平衡时反应速率____________；对于反应ⅱ，升高温度，大的幅度
②其他条件相同时，反应温度对的转化率的影响如图1所示，实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是____________；温度高于时，平衡转化率逐渐升高的原因是_______________。
（3）反应的反应历程如图2所示（部分物质未画出）。
①写出该历程中决速步的反应方程式：_______________。
②图3中表示反应的△G随温度的变化关系的直线是__________（填标号）。
Ⅱ.二氧化碳加氢合成乙酸
已知电离度，为一定浓度下电解质的摩尔电导率，为无限稀释时溶液的壁导率，。某小组实验测得时，乙酸溶液的。
（4）①该条件下测定的乙酸的电离平衡常数为_____________（列出计算式，不需化简）。
②在时，几种离子的摩尔电导率如表所示。已知：摩尔电导率越大，溶液的导电性越好；电解质中阴阳离子的摩尔电导率越接近越好。燃料电池中选择_______（填一种碱的化学式）作电解质比较适宜，原因是_______________。
粒子种类
摩尔电导率/（） 349.82 198.0 79.8 76.34 50.18 73.52 50.11 72
25.我国力争实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标，研究碳的化合物对减少在大气中累积及实现可再生能源的有效利用具有重要意义。
（1）已知和在一定条件下能发生反应。
部分物质的相对能量见表：
物质
相对能量/（） 0 -393 -242
则的相对能量为_________。
（2）和在一定条件下也能发生反应。在恒温恒容条件下，为了提高该反应中的平衡转化率，可采取的措施为______（任写一项）。下列不能说明该反应达到平衡状态的是______（填序号）。
A.
B.的体积分数不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.断裂1 mol 键的同时形成3 mol H-H键
（3）一定温度下，在一刚性密闭容器中，充入等物质的量的和，此时容器内压强为48 kPa，发生反应，6 min时达到平衡，此时容器内压强为36 kPa，则0~6 min内用分压表示的化学反应速率为______。相同温度下，该反应的逆反应平衡常数________kPa（是平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数）。
（4）除合成、、HCOOH外，有科学家以、为原料合成，其中涉及的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
不同条件下，按照投料，的平衡转化率如图所示：
压强由小到大的顺序是__________。压强为、温度高于300 ℃时，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是__________。
答案以及解析
1.答案：（1）；
（2）①<
②0.05
③
（3）CD
（4）①
②
③M点溶液中Cu元素存在形式为和，且，，溶液中存在电荷守恒：，M点溶液，则，
解析：（1）根据电荷守恒可知该离子方程式右侧共带1单位负电荷，结合元素守恒知生成物中有且其化学计量数为1。反应中N元素化合价由+5价降为-3价，则O元素化合价由-2价升为0价，且每生成会生成。
（2）①当反应时间为5 min时，曲线a表示的反应消耗了，则生成了，而曲线b表示的反应生成了，相同时间内曲线b表示的反应生成的更多，因此曲线b表示的反应的速率更大，则曲线b表示的反应的温度更高，即。
②0~5min内反应速率，则。
③正反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，曲线a和曲线c的温度为，曲线b的温度为，，因此。
（3）与的浓度相等，不能推断出正、逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，A错误；根据勒夏特列原理，平衡后增大的浓度，该物质的平衡转化率减小，CO和的平衡转化率增大，B错误；溶液中发生的反应达到平衡后加水稀释，可类比于
气体发生的反应达到平衡后减小压强，此时平衡向溶质总物质的量增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，因此与的浓度之比增大，C正确；正反应为放热反应，加热含的溶液，平衡向逆反应方向移动，能够实现的再生，D正确。
（4）①随着NaOH的加入，溶液的pH增大，依次转化为，因此曲线分别代表、、。
②反应的平衡常数，曲线3与曲线4的交点表示，，则，；反应的平衡常数，曲线4与曲线5的交点表示，，则，。因此题给反应的平衡常数。
2.答案：（1）①-241.8；
②氧化脱氢反应和直接脱氢反应的均大于0，但氧化脱氢反应，反应自发进行，直接脱氢反应，反应高温下才能自发进行
③及时分离出产物；适当降低温度
（2）①不能
②b；反应为吸热反应，温度上升，平衡正向移动，增大
③33.3
（3）选择合适的催化剂
解析：（1）①反应由反应ⅱ-反应ⅰ可得，则，。
（2）①由题图可知，直接脱氢反应的时，温度约为1025 K，反应高温下自发，在常温下，不能自发。
②反应ⅰ为吸热反应，温度上升时，平衡正向移动，增大，故曲线b表示随温度的变化。
③设转化的物质的量为，可得三段式：
达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，则，解得，则平衡时气体总物质的量为1.5 mol，。
（3）已知温度和压强不变，为了提高反应速率和苯乙烯选择性，可以选择合适的催化剂。
3.答案：（1）+247.4
（2）CDE
（3）①n
②B；加入的CaO与反应ⅱ生成的反应，使浓度降低，反应ii平衡向正反应方向移动，导致CO浓度减小，引起反应ⅰ平衡也正向移动，可明显提高平衡体系中的含量
③（或）
（4）阳；
解析：（1）反应ⅰ一反应ⅱ可得反应，根据盖斯定律可知，。
（2）反应ⅰ体系中均为气体，反应过程中气体质量不变，容器容积不变，则气体混合物的密度始终不变，故气体混合物的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；的消耗速率和的生成速率均表示正反应速率，故消耗速率和的生成速率相等，不能说明反应达到平衡状态，B错误；随着反应进行CO的浓度一直在变化，故CO的浓度保持不变，能说明反应达到平衡状态，C正确；反应ⅰ反应前后气体的物质的量发生改变，气体质量不变，则气体平均相对分子质量一直在改变，故气体平均相对分子质量不再变化，能说明反应达到平衡状态，D正确；反应容器是一个绝热密闭容器，故体系的温度不再发生变化，能说明反应达到平衡状态，E正确。
（3）①反应ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO和的物质的量增大，反应ⅱ是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的物质的量增大，则图中表示CO的物质的量分数与温度的变化曲线是m；升高温度，反应ⅰ平衡正向移动，的物质的量减小，反应ⅱ平衡逆向移动，的物质的量增大，但升高温度对反应ⅰ的影响更大，故的物质的量减小，则图中表示的物质的量分数与温度的变化曲线是p；故表示的物质的量分数与温度的变化曲线是n。
②结合图中数据，其他条件不变，当温度达到时，的转化率几乎为，的物质的量分数达到最大，再升高温度，的物质的量分数不再增大，的转化率几乎没有增大，且会提高成本，故若要的产量最大，最适宜的反应温度是；CaO为碱性氧化物，能吸收酸性氧化物，导致浓度减小，促使反应ⅱ平衡正向移动，导致CO浓度减小，引起反应ⅰ平衡也正向移动，故在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中的含量。
③由图甲及分析可知，平衡时，的物质的量分数分别为0.04、0.32、0.50，设加入、，平衡时反应ⅰ消耗了水蒸气，反应ⅱ消耗了水蒸气，列三段式如下：
则有，解得，，解得，故CO的物质的量分数为，的物质的量分数为，时，由题可知平衡时，故反应ⅱ的平衡常数的计算式为或。
（4）已知和在碱性电解液中制备，可知发生了碳元素化合价降低的还原反应，则电极A为阴极，电极B是阳极；结合电解池装置图可知，电极A发生还原反应，生成水煤气即CO和，和的物质的量之比为1：1，该电极的电极反应式为。
4.答案：（1）时，催化剂催化效率最好，二氧化碳的实际转化率最大
（2）-49.58；低温
（3）①AB
②
（4）；
解析：（1）由图甲可知，的平衡转化率随温度升高而降低，当温度为时催化剂催化效率最好，的实际转化率最大，因此宜选择作为反应温度。
（2）反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，则根据盖斯定律可知。该反应的，，时反应可自发进行，则可知该反应能自发进行的条件是低温。
（3）①由反应历程图乙可知反应过程中经历了In-C和In-O键的形成与断裂，A正确；反应Ⅰ的正反应是气体总物质的量减小的反应，因此增大压强反应Ⅰ平衡正移，的平衡转化率增大，B正确；升高温度反应Ⅰ的平衡逆移，反应Ⅱ的平衡正移，的选择性降低，C错误。②减少的积累能够减少催化剂的失活，说明能使有活性的转化为无活性的，因此该反应为。
（4）反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，可只考虑反应Ⅰ与反应Ⅱ的平衡，得三段式：
则，反应Ⅱ的平衡常数。
5.答案：（1）
（2）AD
（3）①0.16 mol；24.9
②反应Ⅲ的，反应Ⅳ（或反应Ⅰ、Ⅱ）的，温度升高使转化为CO的平衡转化率上升，使转化为和的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度
（4）增大；
解析：反应Ⅳ：，由盖斯定律可知，，所以反应热，则反应Ⅳ的热化学方程式为。
（2）可能是反应过程中某一时刻的状态，不能说明反应达到平衡状态，A符合题意；，速率之比等于化学计量数之比，说明反应已达到平衡状态，B不符合题意；反应Ⅰ是反应前后气体分子数之和不等的反应，反应Ⅱ、Ⅲ是反应前后气体分子数之和不变的反应，所以混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达到平衡状态，C不符合题意；混合气体的质量和容器的容积不变，所以混合气体的密度始终不变，D符合题意；的转化率不变说明反应已达到平衡状态，E不符合题意。
（3）①由图甲可知在条件下，平衡转化率为，CO的选择性为，的选择性为，起始充入，所以反应Ⅲ消耗的物质的量，则反应Ⅰ消耗的物质的量，同时生成了，而反应Ⅱ生成的物质的量0.16mol，则消耗了，所以体系中还剩有的物质的量，所以体系中共含有的物质的量，反应Ⅱ反应前后气体分子数之和不变，可用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以该反应在下的平衡常数。
②反应Ⅲ是吸热反应，反应Ⅳ（或反应Ⅰ、Ⅱ）是放热反应，而温度升高使得反应Ⅲ平衡正向移动（平衡转化率升高），使反应Ⅳ（或反应Ⅰ、Ⅱ）平衡逆向移动（平衡转化率降低），所以高于后，温度升高使得的平衡转化率上升的原因是其平衡转化率的上升幅度超过下降幅度。
（4）由题意可知二甲醚作燃料，该原电池工作时，B电极为负极，二甲醚在负极发生氧化反应：；A电极为正极，发生还原反应：，所以A电极附近溶液的pH增大。
6.答案：（1）C
（2）①<
②>；b点和c点温度相同，的起始物质的量都为1 mol，b点x值小于c点，则b点加水蒸气多，反应物浓度大，反应速率：
③
（3）①A
②q；m
③由于反应Ⅰ正反应吸热，随温度升高，反应向正反应方向进行的程度较大，同时发生反应Ⅱ，使氢气的物质的量逐渐增大；随着反应的进行，升高温度，反应Ⅱ正反应放热，平衡向逆反应方向移动，使氢气的物质的量减小（或700℃之前以反应Ⅰ为主，700℃之后以反应Ⅱ为主，氢气含量会先增大后减小）
④78%；
解析：（1）的过程中，C元素的化合价升高，被氧化，键断裂，吸收能量，A正确；若大量产物吸附在催化剂表面，则会减小和在催化剂上的吸附面积，从而降低总反应速率，B正确；适当提高分压，可以提高的吸附速率，加快的反应速率，C错误；和反应生成CO和的过程中，涉及键、键的断裂和键、键的形成，D正确。
（2）①相同温度下，的值越大，甲烷的平衡转化率越小，则。
③升高温度，的转化率增大，说明反应为吸热反应，升高温度，平衡常数增大，则。
（3）①由反应Ⅰ-反应Ⅱ可得，该反应的，，在高温条件下能自发进行，故选A。
②起始时，由题图可知，曲线p表示，反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，使CO和的物质的量都增大，且的物质的量增大程度大于CO；反应Ⅱ是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，使CO的物质的量增大、的物质的量减小；综合考虑，结合H元素守恒，升高温度，CO和的物质的量分数都增大，且的物质的量分数大于CO，则题图丙中表示CO和的物质的量分数与温度变化曲线分别是m、q
④设起始时的物质的量为1 mol，水蒸气的物质的量为3 mol。平衡时，反应Ⅰ和反应Ⅱ消耗水蒸气的物质的量分别为，假设反应Ⅰ先发生，反应Ⅱ后发生，列三段式：
平衡时，气体总物质的量为，的物质的量分数为0.04，则，，则的平衡转化率为。平衡时，的物质的量分数为0.50，则，结合，解得，则CO的物质的量分数为，的物质的量分数为0.32。以分压表示的反应Ⅰ的平衡常数。
7.答案：（1）③；
（2）X；a；4.2（或）；280 ℃前以反应①为主，随温度升高二氧化碳转化率下降，280℃后以反应②为主，随温度升高二氧化碳转化率升高
（3）氢键、分子间作用力（或范德华力）；23：45
（4）
解析：（1）根据图甲可知③的活化能最大，反应速率关的完
最慢，因此③为决速步骤。由中间产物T2到产物的。
（2）反应①放热，随温度升高，平衡逆向移动，而反应②吸热，随温度升高，反应正向移动，故甲醇的选择性随温度升高而降低，与这个变化一致的是X曲线；a、c两点的转化率相等，但a点甲醇选择性更高，故甲醇产率更高；恒容密闭容器中，起始时物质的分压，，a点时转化率为，甲醇选择性为，故反应①、②有如下转化：
达到平衡时反应①各物质的分压为、、、，故时反应①的平衡常数。
（3）由图丙可知：A晶胞中含2个分子，B晶胞中含4个分子，根据晶体密度公式有，，可得。
（4）氢氧燃料电池中通氢气的一极为原电池的负极，结合电解质为熔融碳酸盐可知负极反应为。
8.答案：（1）
（2）；反应I的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，产率降低；或温度升高，催化剂的活性下降，产率降低；AC；减小；=
（3）；
解析：（1）由图可知，反应③的焓变为，反应①②的总焓变为，则总反应。
（2）①由图可以看出，时的产率最高，所以合成最适宜的温度是。
②由图可知，温度升高产率先升高后降低，升高表明反应可能还未达平衡，降低表明平衡逆向移动，也可能是催化剂的活性发生改变造成的，所以降低的可能原因是反应I的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，产率降低；或温度升高，催化剂的活性下降，产率降低。
③反应I中，由于反应物的气体分子数大于生成物的气体分子数，所以增大体系压强，平衡正向移动，所以转化为的平衡转化率增大，A符合题意；
提高和的投料比，虽然平衡正向移动，但的转化率降低，B不符合题意；
体积和投料比不变，提高反应物浓度，则相当于增大压强，平衡正向移动，转化为的平衡转化率增大，C符合题意；
故选AC。
④由反应，反应分析，利用盖斯定律，由I-II可得热化学方程式为。结合图分析，反应I的随着增大而增大，说明降低温度，平衡正向移动，则反应I为放热反应，；反应II的随着增大而减小，说明降低温度，平衡逆向移动，则反应Ⅱ为吸热反应，，则，升温平衡逆向移动，平衡常数减小。
⑤上述反应体系在一定条件下建立平衡后，若将反应体系的体积压缩至原来的一半，两个反应在一个体系中进行，故两个反应重新达到平衡的时间相同。
（3）①在温度为、压强为条件下，向容器中充入和，充分反应达平衡时的转化率为，则参加反应的的物质的量为，其中转化为的为，转化为的为。
由此可建立如下三段式：，
，
平衡时的物质的量为。（或用差量法确定平衡时总物质的量）
②平衡时压强为p，的相对分压为，的相对分压为，的相对分压为，所以主反应的相对压力平衡常数。
9.答案：(1)②④
(2)BD
(3)36.1%
(4)A
(5)
(6)<
(7)12
(8)在之间反应未达到平衡状态，且，温度越高，转化率越大
解析：（1）①C为固体，增加C的物质的量，化学反应速率不变，故不选；
②升高温度，化学反应速率加快，故选；
③随时吸收CO、转化为，物质浓度减小，化学反应速率减慢，故不选；
④密闭定容容器中充入CO(g)，物质浓度增加，化学反应速率加快，故选；
故答案为：②④；
（2）A.速率之比不等于计量数之比，表示正逆反应速率不相等，不能说明反应达到平衡，故A不选；
B.该反应气体物质的量改变，则压强为变化值，容器内气体压强不变可以说明达到平衡，故B选；
C.该反应气体质量与容器体积不变，则气体密度为定值，混合气体的密度不变不能说明平衡，故C不选；
D.混合气的温度保持不变说明正逆反应速率相等，可以说明达到平衡，故D选；
故答案为BD；
（3）由表格数据可知，在温度下，达到平衡时的物质的量为2.8mol，列三段式如下：
则氮气的体积分数为=36.1%；
（4）由图可知，A、B的量减小为反应物，C的量增加为氨气，A、B的变化量比为(0.6-0.45)：(0.2-0.15)=3：1，故A为氢气，B为氮气；
（5）由上述小问可知图中B表示，到25min时物质的量浓度的变化量为(0.2-0.15)=0.05mol/L，故在内的平均反应速率为=；
（6）在之间，转化率呈现逐渐增大的变化趋势，到最大，随温度升高，二氧化碳转化率减小，反应是放热反应，；
（7）升温平衡逆向进行，二氧化碳转化率减小，所以反应达到平衡状态，在之间，转化率呈现逐渐增大的变化趋势的原因是在之间反应未达到平衡状态，温度越高反应速率越快，转化率就越向平衡靠拢，在时，将2mol和1mol置于1L密闭容器中，到时二氧化碳转化率为75%，二氧化碳消耗物质的量为75%×1mol=0.75mol，结合三行计算列式得到：
K==12；
（8）图象分析可知，在之间，转化率逐渐增大，在之间反应未达到平衡状态，且，温度越高，反应速率越快，转化率越大。
10.答案：（1）HSCN酸性强于，其溶液中较大，故其溶液与碳酸氢钠溶液反应产生气体的速率快
（2）bc
（3）C
（4）①第一步电离出的抑制了第二步的电离
②、
③
解析：（1）由与HSCN的电离平衡常数知，酸性弱于HSCN，即在相同浓度情况下，HSCN溶液中的浓度大于溶液中的浓度，浓度越大反应速率越快。
（2）若保持温度不变，在醋酸溶液中通入一定量氨气，电离生成的和反应生成，促进的电离。a.促进醋酸电离，则溶液中增大，a不符合题意；b.电离生成的和反应生成，导致溶液中减小，b符合题意；c.会和加入的氨气发生反应，会变小，c符合题意；d。醋酸的电离平衡常数只和温度有关，温度不变，电离平衡常数不变，d不符合题意。
（3）A.电离平衡常数K只与温度有关，所以温度会影响这四种酸在冰醋酸中的电离常数，A正确；B.电离平衡常数越大，酸的酸性越强，所以在冰醋酸中是这四种酸中最强的酸，B正确；C.在冰醋酸中不能完全电离，存在可逆性，分步电离，电离方程式为，C错误；D.这四种酸在冰醋酸中都没有完全电离，但在水中是完全电离，属于强电解质，故D正确。
（4）①第一步电离出的氢离子抑制第二步电离，所以第一步电离平衡常数大于第二步电离平衡常数；
②亚磷酸为二元中强酸，分步电离，电离方程式为：、；
③由于醋酸的酸性大于，所以可选择醋酸和溶液反应生成气体、并伴有臭鸡蛋气味，反应的方程式为：。
11.答案：（1）①
②be
（2）①Ⅰ
②醋酸溶液
③<
④
（3）①
②出现白色沉淀
③，加入KI后，因为溶解度：，与反应生成AgI黄色沉淀：，的溶解平衡正向移动
解析：（1）①醋酸是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡，则醋酸在水溶液中的电离方程式为。
②a.滴加少量浓盐酸，氢离子浓度增大，抑制醋酸电离，电离程度减小，a错误；b.电离吸热，微热溶液促进电离，电离程度增大，b正确；c.加水稀释促进电离，电离程度增大，c正确；d.加入少量醋酸钠晶体，增大醋酸根浓度，抑制醋酸电离，电离程度减小，d错误。
（2）①醋酸是弱酸，醋酸溶液的pH大于盐酸，则滴定醋酸的曲线是Ⅰ。
②盐酸和氢氧化钠溶液均是一元的强酸和强碱，在浓度相等的条件下对水的电离程度影响是相同的。醋酸是一元弱酸，在浓度与盐酸相等的条件下，溶液中氢离子浓度小，对水的电离程度影响小于盐酸，则滴定开始前，三种溶液中由水电离出的最大的是醋酸溶液。
③氢氧化钠和醋酸恰好反应时生成的醋酸钠水解溶液显碱性，要满足溶液显中性，则醋酸应该过量。而氢氧化钠与盐酸恰好反应时生成的氯化钠不水解，溶液显中性，所以小于。
④M点时醋酸过量，溶液是由等浓度的醋酸钠和醋酸构成的，溶液显酸性，则对应的溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是。
（3）①铁离子与KSCN溶液反应使溶液显红色，反应的离子方程式为
②硝酸银溶液能与KSCN溶液反应产生白色沉淀，所以向步骤2的溶液中，继续加入5滴溶液时溶液中仍然会出现白色沉淀。
③根据以上分析可知，溶液中存在平衡：，加入KI后，因为溶解度：，因此与反应生成AgI黄色沉淀：，从而导致AgSCN的溶解平衡正向移动。
12.答案：（1）-132
（2）
（3）62.5%；
（4）A；反应①和反应②均为放热反应，反应③为吸热反应，当温度高于800℃时，升温，反应①②平衡逆向移动，反应③平衡正向移动且程度更大
（5）c；
解析：（1）由的燃烧热为、甲醇的燃烧热为，可得热化学方程式①；②，由盖斯定律可得反应。
（2）以惰性电极电解硫酸钠溶液制备氢气时，气体甲和气体乙体积比为2：1，则气体甲为氢气，气体乙为氧气，生成氧气时发生的是氧化反应，所以电极为阳极，电极反应式为。
（3）由反应①②③的化学计量数可知，消耗二氧化碳的物质的量分别为，而平衡时甲醇的物质的量为1mol，所以甲醇的选择性为。根据题意可列“三段式”：
则反应②的平衡常数。
（4）由题干中选择性的定义可知，选择性越好，说明该物质的产率越高，由题图乙可知400℃时二氧化碳的平衡转化率约为60%、甲醇的选择性约为50%，600℃时二氧化碳的平衡转化率约为30%、甲醇的选择性约为75%，800℃时二氧化碳的平衡转化率约为20%、甲醇的选择性约为60%，1000℃时二氧化碳的平衡转化率约为40%、甲醇的选择性约为25%，因为400℃时二氧化碳的平衡转化率与甲醇的选择性之积最大，所以更适合生产甲醇的温度为400℃，故选A。反应①和反应②均为放热反应，反应③为吸热反应，当温度高于800℃时，升温，反应①②平衡逆向移动，反应③平衡正向移动且程度更大，所以二氧化碳的平衡转化率增大。
（5）反应速率越慢，说明反应的活化能越大，由题图丙可知活化能，则与反应的能量变化曲线为c。由题图丙可知，反应过程中，H或D都有可能发生成键变化，则与反应生成的気代甲醇可以是。
13.答案：（1）反应ⅰ和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度大，因此反应ⅱ的反应趋势远大于反应
（2）66.7%；1.125
（3）①BC
②
③
解析：（1）由热化学方程式可知，反应和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度远大于反应，远小于反应ⅰ，所以反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ。
（2）设起始加入四氯化钛、氮气和氢气的物质的量分别为1 mol、1 mol和2 mol，四氯化钛的转化量为a mol，由热化学方程式可知，20 min后反应达到平衡，四氯化钛、氮气、氢气、氯化氢的物质的量分别为（1-a） mol、（1-0.5a） mol、（2-2a） mol、4a mol，平衡时混合气体中氮气和氢气的分压相等，则，即，解得，则四氯化钛的平衡转化率为；平衡时，混合气体的总物质的量为，在反应条件下，内四氯化钛的反应速率为。
（3）①根据题给信息可知反应开始时的体积分数为0，由题图可知，b点氨气的体积分数最大，反应在b、c点达到平衡，a点反应未达到平衡状态，故A错误；由题图可知，b点氨气的体积分数最大，反应已达到平衡，过程为化学平衡移动过程，升高温度，的体积分数降低，所以该反应的正反应为放热反应，同理过程为化学平衡移动过程，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，故B正确；由质量守恒定律可知，反应前后气体的总质量相等，合成氨反应为，的体积分数越大，气体总物质的量越小，则b、c、a三点气体总物质的量依次增大，混合气体的平均摩尔质量：，故C正确；由质量守恒定律可知，反应前后气体的总质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则b、c、a三点混合气体的密度相等，故D错误。
②该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，由题图可知，x、y、m三点对应温度依次增大，所以平衡常数依次减小，故。
③由题图可知，反应达到平衡时，氨气的体积分数为、体系总压强为30.0 MPa，设氮气的转化率为x，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为、和，由氨气的体积分数为可得，，解得，则平衡时总物质的量为0.3 mol，氮气、氢气和氨气的物质的量分别为、0.06 mol，氮气、氢气和氨气的平衡分压分别为、和，反应的平衡常数。
14.答案：（1）
（2）①0.0784
②cd
③温度升高，由于主反应和副反应1均为吸热反应，则平衡正向移动，且移动程度较大，使得消耗的增多；副反应2为放热反应，温度升高平衡逆向移动，使得的生成量减少，故的选择性会降低
（3）温度高于600 ℃后，混合体系以吸热反应副反应1为主，而该反应为气体总分子数不变的反应，压强不影响该反应的平衡，故不同压强下的平衡转化率趋于相等
（4）1；80%
解析：（1）目标反应的化学方程式：，结合盖斯定律可知目标反应=主反应-副反应1+副反应2，目标反应的。
（2）①由表中数据判断11 min时体系已经达到平衡状态。由题给化学方程式中各物质的关继点化学计量数关系和反应在恒压下进行可知，容器容积随着反应的进行会发生变化。设主反应、副反应1、副反应2中的转化量分别为x mol、y mol、z mol，列式分析：
主反应：
副反应1：
副反应2：
可得，已知平衡时，，故，，则，恒温恒压条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，则平衡时的容器容积为，故，。
②为某一时刻的状态，不能说明浓度不再变化，不能说明体系达到平衡状态，a错误；若只发生主反应，可说明反应达到平衡，但CO还参与副反应1，故该等式无法说明体系达到平衡状态，b错误；气体总质量固定，混合气体的平均摩尔质量
由于气体的总物质的量在改变，故混合气体的平均摩尔质量随反应的进行而改变，不变时可说明体系已达到平衡状态，c正确；该反应体系恒温恒压，主反应、副反应2为反应前后气体总分子数变化的反应，故容器容积为变量，当容积恒定不变时证明体系达到平衡状态，d正确。
由斯定律可知，副反应1上主反应×副反应2，故；设起始时充入、，平衡时反应消耗了，可列三段式：
设平衡时容器的容积为V L，，解得a=0.8，故的转化率。
15.答案：（1）
（2）①反应③平衡正移程度小于反应①平衡逆移的程度
②；0.014
③选择性膜吸附，促进反应②平衡正向移动，提高的选择性
（3）①40%
②FA
解析：（1）E（生成物的总能量）-E（反应物的总能量），、、，故由大到小的顺序为。
（2）①反应①、③正反应分别为放热反应、吸热反应，290 ℃前，随着温度的升高，反应③平衡正移程度小于反应①平衡逆移的程度；290 ℃后，反应③平衡正移程度大于反应①平衡逆移的程度。②由图可知，在200 ℃时，CO的选择性为0，的平衡转化率为50%，的选择性为80%，因此只发生反应①、②。
则反应①达到平衡时消耗了2 mol ，若只发生反应①，则有，200 ℃时，，的选择性为80%，因此有1.6mol 发生反应②，则有，故反应达到平衡时，、、、、，，平衡时的分压分别为、、、、，故从开始到平衡时，10 min内分压的平均变化速率为，反应①的标准平衡常数。
③选择性膜吸附，降低体系中的浓度，促进反应②平衡正向移动，提高的选择性。
（3）①设平衡时的转化量为y mol，可列三段式：
则，，因此的平衡转化率。
②温度降低时，、均比原平衡的小，对应的点应向左移动。因为该反应正反应为吸热反应，降低温度后，平衡向逆反应方向移动，增大、减小，且，可得达到新平衡时对应的点分别为F点和A点。
16.答案：（1）-164.7；能
（2）促进向正反应方向进行将积碳消耗
（3）①>
②133.9；反应为放热反应，升高温度后平衡逆向移动；升高温度后催化剂活性降低，导致反应速率变慢且反应不再平衡
（4）①6.4；
②在催化剂表面被吸附并分解为和在催化剂表面被吸附并分解为，与*CO生成和与生成
解析：（1）；，常温下，，，故甲烷化主反应在常温下能自发。
（2）由元素守恒可知，发生甲烷化主反应，生成甲烷和水蒸气。减小时，相当于二氧化碳浓度不变，增大氢气浓度，会促进反应向正反应方向进行，将积碳消耗。
（3），温度越低，的平衡转化率越高，A点对应的温度小于B点对应的温度，A点对应的的平衡转化率应大于，而图中A点的转化率小于，故该反应没有达到平衡状态，A点的反应速率；
②以和为初始原料，在催化剂（）作用下保持总压为a MPa发生反应，在不同温度下相同时间10 min内测得的转化率，且B点对应的温度为355 ℃，10 min时达到平衡，此时的平衡转化率为。列三项式：
、、、，该反应的平衡常数；若B点已达平衡状态，解释355 ℃后该曲线下降的原因可能为该反应正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，转化率减小或者温度升高催化剂的活性降低，反应速率减慢且反应不再平衡。
（4）①反应气的总流量为，则的流量为，的转化率为，且含碳产物中CO的体积分数为，故生成的平均速率为；根据原子守恒，该反应的总反应方程式。
②结合在，以和为原料在催化剂作用下合成甲烷，其反应历程图，在催化剂表面被吸附并分解为和，在催化剂表面被吸附并分解为，与生成*C和，与*H生成，从催化剂表面脱离生成CO气体。
17.答案：（1）-87；<；非极性
（2）=
（3）6.3%；
（4）将少量CO加入和的混合气体中时，CO与反应生成和，一方面消耗了反应ⅰ生成的，使平衡正向移动，另一方面又增大了和的浓度，进一步提高了反应的反应速率
（5）1
解析：（1）由盖斯定律可得，反应Ⅱ正向气体分子数减少，混乱程度减小，则。
二氧化碳分子的正电中心和负电中心重合，为非极性分子。
（2）一定温度下，向密闭容器中充入和的物质的量之比为2:1，与反应Ⅰ中两种气体的化学计量数之比相同，即两种气体参加反应的物质的量之比和平衡时物质的量之比均为2:1，反应Ⅰ的平衡常数，只与温度有关，故其他条件不变，缩小容器容积，重新达到平衡后，两种气体的平衡浓度均不变，则。
（3）反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，温度升高，反应逆向移动，甲醇的选择性降低，所以曲线随温度升高而下降的为甲醇的选择性随温度的变化，随温度升高而上升的为二氧化碳的转化率随温度的变化，随着温度升高反应逆向移动，二氧化碳的转化率应降低，但二氧化碳的转化率升高，说明随着温度升高反应ⅱ正向移动程度更大。反应的正反应为气体分子数减少的反应，压强越大，甲醇的选择性越大，二氧化碳的转化率越高，题图1中曲线趋势下降且同一温度下甲醇的选择性较低的为2 MPa条件下的曲线，曲线趋势上升且同一温度下二氧化碳的转化率较低的为2 MPa条件下的曲线。从题图1中可以看出在2 MPa、290 ℃条件下，二氧化碳的平衡转化率为9%，甲醇的选择性为70%，则甲醇的产率为70%×9%=6.3%。投料时、，二氧化碳的平衡转化率为9%，所以平衡，生成，，，平衡时，则平衡时气体总物质的量为387.4 mol，又因为在2 MPa条件下反应，所以反应ⅰ的。
（4）由题图2可知，在9. 0MPa下，低温时反应ⅰ比反应ⅲ速率快，生成甲醇的主反应为反应，反应ⅰ和ⅱ为竞争反应，将少量CO加入和的混合气体中时，CO与反应生成和，一方面消耗了反应i生成的H0，另一方面又增大了和的浓度，进一步提高了反应的反应速率和甲醇的选择性。
（5）由题意可知，当外加电压为1.0 V时，没有生成：根据题图3可知，电解液显酸性，则左侧电极上发生反应，右侧电极上发生反应，故每生成，可处理有机化合物中。
18.答案：（1）
（2）BD
（3）；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，随着氩气通入量的增大，平衡体系中各气体的分压减小，平衡向正反应方向移动；0.7
（4）正四面体形；相同；
（5）；
解析：（1）FeS煅烧生成和的化学方程式为；根据盖斯定律，③×3+④×4-①×4-②×2可得该反应的热化学方程式为。
（2）为固体，加入固体，平衡不移动，A不符合题意；使液化并及时分离，可使平衡正向移动，平衡转化率增大，B符合题意；催化剂不能使平衡移动，不改变平衡转化率，C不符合题意；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，保持压强不变充入氦气，随着氦气通入量的增大，平衡向正反应方向移动，平衡转化率增大，D符合题意。
（3）根据可知，达到平衡后，当的物质的量为0.1 mol时，的物质的量为0.2mol，的物质的量为0.35 mol，气体的总物质的量为0.65 mol，此时压强平衡常数；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，随着氩气通入量的增大，平衡体系中各气体的分压减小，平衡向正反应方向移动，的量增大。由图甲可知，时，，由化学方程式中的化学计量数可知。
（4）的价层电子对个数为4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知的VSEPR模型为正四面体形；中铁元素的化合价为+2，中铁元素的化合价为+2，二者化合价相同。
（5）由晶胞结构图丙可知，若A原子的原子坐标为（0,1,1），C原子的原子坐标为（0,0,0），则白球E原子的原子坐标为；Si-O键长为，设晶胞边长为l，硅氧原子在体对角线上，硅氧键的键长为体对角线的，根据几何关系可知.
19.答案：（1）能
（2）6a-b-9c
（3）反应ⅰ有积炭生成，随着反应的进行，生成的积炭逐渐增多，覆盖在催化剂表面，使催化剂催化性能逐渐降低，化学反应速率减小
（4）10.0；pH=10.0时，产物中积炭平均含量最低，平均转化率最大，芳烃平均产率最高
（5）20%；或
（6）适当降低温度，加入合适的催化剂（合理即可）
解析：（1）反应ⅰ.，在1000K时，，故反应ⅰ在1000K时能自发进行。
（2）ⅱ.
由题给数据可得出以下热化学方程式：
③
④
⑤
依据盖斯定律，将反应③×6-④-⑤×9得，反应ⅱ的。
（3）由于反应ⅰ生成固态炭，会覆盖在催化剂表面，从而减小气体与催化剂的接触面积，因此随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低。
（4）比较表中数据可以看出，pH=10.0时，平均转化率为最大值10.45%，芳烃平均产率为最大值6.45%，产物中积炭平均含量为最小值33.10%，所以最佳pH为10.0。
（5）下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，设起始时的物质的量为1mol，的物质的量为5mol，参加反应的物质的量为，则可建立如下三段式：
依题意，，解得，平衡时，，，，，则的平衡转化率为=20%，平衡常数或。
（6）已知，，则温度降低，增大，可提高苯的产率；加入合适的催化剂，选择性降低，加快生成苯的速率，提高苯的产率。所以若要提高苯的产率，可采取的措施有：适当降低温度，加入合适的催化剂（合理即可）。
20.答案：（1）
（2）①；温度太高会使催化剂失去活性，反应速率降低
②
③根据反应1可知增大水蒸气的量有利于甲烷的转化，且每消耗1体积水蒸气，相应生成3体积氢气，根据反应2可知增大水蒸气的量也有利于氢气的生成；变小
（3）Ⅰ
（4）1.25；<
解析：（1）产生的电极为阴极，得电子，发生还原反应，根据元素守恒和电荷守恒配平得：。
（2）①由盖斯定律知反应1+反应2得：，则。升高温度有利于氢气的生成，但要考虑催化剂的活性及反应器的材料等。
②第一步：根据两个反应的化学方程式和相关数据列三段式。
平衡时，，，，第二步：计算转化率。的平衡转化率为。
③根据反应1可知增大水蒸气的量有利于甲烷的转化，且每消耗1体积水蒸气，相应生成3体积氢气，根据反应2可知，增大水蒸气的量有利于氢气的生成，所以适当增加水碳比可增大平衡体系中氢气的体积分数。反应2为气体分子数不变的反应，增大压强，平衡不移动，反应1为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，氢气的物质的量减小。
（3）由图乙可知，在相同温度、相同时间内，催化剂Ⅰ的作用下，二氧化碳的转化率最大，所以催化剂Ⅰ的催化效果最好。
（4）反应达到平衡时，，则，温度为时，，解得；温度为时，，即，平衡常数增大，说明温度减小，反应正向移动，该反应是气体分子数减小的反应，容器体积不变，因此时平衡压强小于时平衡压强。
21.答案：（1）；
（2）反应①的，转化为的反应的，温度升高，使转化为CO的平衡转化率上升，而转化为的平衡转化率下降，且温度低于300 ℃时，下降幅度超过上升幅度
（3）；CDE；C点前反应③未达到平衡，随着温度的升高，化学反应速率加快，的转化率升高，因为反应③的，C点时反应③达到平衡，随着温度的升高，反应③平衡逆向移动，的转化率降低
（4）不变
（5）（或）
解析：（1）已知反应：①，
②，依据盖斯定律，由①×2+②可得反应。
（5）列三段式：
已知压强为3.4 MPa，则反应③的压强平衡常数。
22.答案：（1）①+134；②<；③（吸热且第二步反应的活化能大于第一步反应的）
（2）①BC；②适当提高二氧化碳的含量，有利于除去氧缺位上的积碳，提高催化剂的活性；二氧化碳浓度过大时，催化剂表面吸附过量二氧化碳，影响后续乙烷的反应
（3）①随着质量分数的增大，乙烯的产率增大；②0.135
解析：（1）①第一步：根据题意写出已知热化学方程式。Ⅰ.；Ⅱ.；Ⅲ.。
第二步：找出目标反应中的相关物质。反应物：；生成物：。
第三步：消去中间物并简单计算。根据盖斯定律，由Ⅲ-×Ⅰ+×Ⅱ得。②总反应速率一般由连续反应中的反应速率最慢的一个决定，活化能越小，活化分子越多，有效碰撞越多，反应速率越快，故。③根据上述分析可知，总反应为吸热反应，两个连续的反应也均为吸热反应，且第二步的活化能比第一步的大，据此可画出反应过程中的相对能量变化示意图。
（2）①乙烷中碳原子的杂化方式为，乙烯中碳原子的杂化方式为，A错误；从图中可知氧缺位是吸附催化的活性部位，因此催化剂上氧缺位越多，催化性能越好，B正确；反应在恒温恒容的密闭容器中进行，生成CO，则当CO的分压不变时，其他物质的物质的量也不再变化，说明反应达到了平衡，C正确；焓变取决于反应物的总能量和生成物的总能量，催化剂只是改变了反应的活化能，不能改变反应的焓变，D错误。②根据题给信息可知，副反应会造成氧缺位上积碳，适当提高二氧化碳的含量，有利于除去氧缺位上的积碳，提高催化剂的活性，从而提高反应速率；二氧化碳浓度过大时，催化剂表面吸附过量，影响后续乙烷的反应。
（3）①观察并分析所给图示可知，相同时间内，随着质量分数的增大，乙烷的转化率和乙烯的选择性均增大，则随着质量分数的增大，乙烯的产率增大。②根据题意，反应达到平衡时，消耗的乙烷的物质的量为1mol×50%=0.5mol，生成乙烯的物质的量为0.5mol×90%=0.45mol，容器的体积为1L，则可列三段式：
则平衡常数。
23.答案：（1）
（2）①该温度范围内，反应未达到平衡状态，温度升高，反应速率加快，的含量增大
②>
（3）AD
（4）40%；
（5）催化b
解析：（1）根据盖斯定律可知，主反应为 。
（2）①根据题中信息可知，副反应的，即随着温度升高，平衡应该逆向移动，含量应该减少，而题图1中325 ℃之前含量随着温度的升高而增大，说明该温度范围内，反应未达到平衡状态，温度升高，反应速率加快，的含量增大。
②由题图1可知，反应在较低温度优先生成，较高温度才生成较多，即生成的主反应活化能更大，更不易发生。
（3）该反应在恒容容器中进行，容器内所有气体的总质量始终不变，总体积也始终不变，即密度为定值，则密度不变不能说明反应达到了平衡状态，A符合题意；两个反应中消耗的，的物质的量之比不同，则保持不变，能说明反应已经达到了平衡状态，B不符合题意；混合气体的总质量始终不变，混合气体的总物质的量随反应的正向进行逐渐减小，则混合气体的平均摩尔质量保持不变，可以证明反应达到了平衡状态，C不符合题意；时才能说明反应达到了平衡状态，D符合题意。
（4）设主反应中O，转化的物质的量为x mol，副反应中转化的物质的量为y mol，列“三段式”：
则平衡时，、、、、、，。反应达到平衡时，压强为初始压强的，即。平衡时和的体积分数相等，即，联立两式解得，即平衡时，、、、、、。则。主反应的平衡常数
。
（5）根据阿伦尼乌斯公式和题图2中直线的斜率判断，同一温度下，活化能越小，k越大，而活化能越小，说明催化剂的催化效果越好，则催化剂b的活化能更低，催化效果更好。
24.答案：（1）C
（2）①0.8；>
②转化率的实验值均小于平衡值；温度升高，反应ⅰ逆向移动，反应ⅱ正向移动：温度高于260℃时，反应ⅱ正向移动的程度大于反应ⅰ逆向移动的程度
（3）①（或）
②c
（4）①
②②KOH；和的摩尔电导率之差小于和的摩尔电导率之差
解析：（1）由盖斯定律可知反应ⅰ-ⅱ=ⅲ，则，因此，由于放热反应的越小，其绝对值越大，则的数值范围是0~1。
（2）①设起始时和的物质的量分别为amol、2amol，反应ⅰ消耗xmol，反应ⅱ消耗ymol，列三段式如下：
当转化率达到时，反应达到平衡状态，则，此时和的物质的量相等，则，解得，，则的物质的量分别为，气体总物质的量为，，平衡时。反应ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大的幅度较大。
②由图1可知在不同温度下，转化率的实验值均小于平衡值，说明实验中的反
典例分析
【考查方式】
热化学与能量变化
反应热的计算：运用盖斯定律，通过已知反应的热效应来计算目标反应的反应热。要求考生能根据方程式的加减、系数变化等正确处理反应热的数值，如给定多个热化学方程式，让考生通过组合计算出特定反应的.
热化学方程式的书写与正误判断：根据反应的吸放热情况、物质的状态、反应条件等准确书写热化学方程式，并判断所给热化学方程式的正误，包括物质的聚集状态标注是否正确、的数值与化学计量数是否对应等.
能量图像的分析：考查对反应过程中能量变化图像的理解，如反应物和生成物的总能量相对大小、活化能的含义、催化剂对反应热和活化能的影响等，通过图像分析反应的热效应、反应速率等信息.
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率的计算与影响因素：根据给定的浓度变化、时间等数据计算化学反应速率，或分析温度、浓度、压强、催化剂等因素对反应速率的影响，并能运用有效碰撞理论等进行解释。例如，判断改变某一条件后反应速率的变化情况，或根据反应速率的变化推测可能改变的条件.
化学平衡状态的判断：依据化学平衡状态的特征，通过给定的反应体系中各物质的浓度、物质的量、百分含量等数据，判断反应是否达到平衡状态，或根据反应现象判断平衡状态的建立，如混合气体的颜色、密度、压强等是否不再变化.
化学平衡的移动与影响因素：分析温度、浓度、压强等因素变化时化学平衡的移动方向，以及平衡移动后各物质的浓度、转化率、百分含量等的变化情况。要求考生能够运用勒夏特列原理进行分析和判断，并能通过图像、数据等信息进行综合考查，如给出不同条件下的平衡转化率曲线，让考生分析条件变化对平衡的影响.
化学平衡常数的计算与应用：要求考生根据给定的反应方程式和平衡时各物质的浓度，计算化学平衡常数，并能利用平衡常数判断反应进行的程度、计算反应物的转化率，或根据平衡常数随温度的变化判断反应的热效应等。此外，还会涉及到平衡常数与反应速率常数之间的关系等较深层次的考查1.
水溶液中的离子平衡
弱电解质的电离平衡：考查弱电解质的电离方程式书写、电离平衡常数的计算与应用，以及温度、浓度等因素对电离平衡的影响，如比较不同浓度的弱酸溶液中氢离子浓度大小、判断加水稀释时弱电解质电离程度的变化等。
水的电离与溶液的酸碱性：涉及水的离子积常数的应用、溶液酸碱性的判断与 pH 计算，以及酸碱中和滴定实验及其误差分析等，如根据溶液的 pH 计算水电离出的氢离子或氢氧根离子浓度，或判断中和滴定过程中溶液 pH 的变化情况。
盐类的水解平衡：考察盐类水解的实质、规律和应用，包括盐类水解方程式的书写、水解平衡常数的计算，以及温度、浓度、酸碱度等因素对水解平衡的影响，如比较不同盐溶液的 pH 大小、判断在盐溶液中加入酸或碱后水解平衡的移动方向等。
离子浓度大小比较：要求考生根据电解质溶液中的电离平衡、水解平衡等，比较溶液中各种离子浓度的大小关系，如单一溶液中离子浓度大小比较、混合溶液中离子浓度大小比较等，这需要考生综合运用各种平衡知识和电荷守恒、物料守恒等原理进行分析判断。
电化学基础
原电池与电解池的工作原理：判断给定装置是原电池还是电解池，分析电极的名称、电极反应式的书写，以及电子、离子的移动方向等，如根据氧化还原反应设计原电池或电解池装置，并写出相应的电极反应式和总反应方程式
电化学腐蚀与防护：考查金属的电化学腐蚀原理、防护方法，以及析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别等，如解释在不同环境下金属腐蚀的主要类型和原因，或选择合适的防护措施防止金属腐蚀。
电化学计算与应用：根据电极反应式和电子守恒原理进行有关物质的量、质量、气体体积等的计算，或通过电化学原理解决实际问题，如计算电解池中某一电极上产生的物质的量，或根据电池的电动势判断反应的自发性等
综合应用与实际问题解决
化工生产中的化学反应原理：以化工生产流程为背景，考查化学反应原理在实际生产中的应用，如合成氨、硫酸工业、氯碱工业等，要求考生分析反应条件的选择、原料的转化率、产物的产率等问题，以及如何运用化学平衡、化学反应速率等原理优化生产工艺、降低成本、提高经济效益和环境效益
环境问题与化学反应原理：关注与环境相关的热点问题，如酸雨的形成与防治、温室气体的减排、水体污染的治理等，运用化学反应原理分析其中涉及的化学变化过程、反应的限度和速率等，以及如何通过化学方法解决这些环境问题，体现化学学科在环境保护中的重要作用。
能源问题与电化学：结合新能源的开发与利用，如燃料电池、太阳能电池等，考查电化学原理在能源领域的应用，包括电极材料的选择、电池性能的提高、能量转化效率的计算等，以及对传统能源与新能源的比较和评价，引导考生关注能源问题和可持续发展。
【真题链接】
1．[2024年河北高考真题]氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二（氯甲基）苯等可通过氯化反应制备。
（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
①若正反应的活化能为，则逆反应的活化能___________（用含的代数式表示）。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入和，测定温度下体系达平衡时的（为体系初始压强，，p为体系平衡压强），结果如图1。
图1中温度由高到低的顺序为___________，判断依据为_________________________________。
M点的转化率为___________，温度下用分压表示的平衡常数___________。
③图2曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是___________（填序号）。
（2）1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
以上各反应的速率方程均可表示为，其中分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（分别对应反应①~⑤）。
某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。
已知该温度下，。
①30 min时，，且30~60 min内，反应进行到60 min时，___________。
②60 min时，，若0~60 min产物T的含量可忽略不计，则此时___________；60 min后，随T的含量增加，___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
2．[2024年广东高考真题]酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
（1）酸催化下与混合溶液的反应（反应a），可用于石油开采中油路解堵。
①基态N原子价层电子的轨道表示式为____。
②反应a：
已知：
则反应a的____。
③某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。
据图可知，在该过程中____。
A.催化剂酸性增强，可增大反应焓变
B.催化剂酸性增强，有利于提高反应速率
C.催化剂分子中含H越多，越有利于加速反应
D.反应速率并不始终随着反应物浓度下降而诚小
（2）在非水溶剂中，将转化为化合物ⅱ（一种重要的电子化学品）的催化机理示意图如图，其中的催化剂有____和____。
（3）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸（X为A或B）在某非水溶剂中的。
a.选择合适的指示剂其钾盐为，；其钾盐为。
b.向溶液中加入，发生反应：。起始的物质的量为，加入的物质的量为，平衡时，测得随的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算____。（写出计算过程，结果保留两位有效数字）
②在该溶剂中，____；____。（填“>”“<”或“=”）
参考答案
1．答案：（1）①；②；与生成的的压强相等，该反应放热，升温平衡逆向移动，生成的的量减少，减小；75%；0.03；③D
（2）①5.54；②0.033；增大
解析：（1）①=正反应的活化能-逆反应的活化能。代入数据得：，则。②该反应为气体分子数减小的反应，由反应方程式可知，体系达平衡时，体系中减小的压强等于生成的的压强，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成的的量减少，则减小，对照图像可知。温度下，M点处进料比，则的初始物质的量分数，初始分压；
同理，初始分压。
设达到平衡时的压强变化了，列三段式：
由图可知，M点处，将、代入，解得，则M点的转化率为75%。温度下平衡时各气体分压分别为，代入平衡常数表达式：。③体系初始压强相同，当时，随着进料比增大，生成的的量增多，增大，按化学计量数之比投料时，产物的产率最高，当>1.0时，随着进料比增大，减小，排除A、B；结合②中计算可知，当，体系达到平衡时，体系中生成的的分压也应为60 kPa，即，对照图像可知，表示温度下随进料比变化的是D。
（2）①30~60 min内X的转化浓度为，因此60 min时。②0~60 min产物T的含量可忽略不计，说明在此阶段D、G的消耗速率可忽略不计。D、G均由M生成，任意时刻两者的生成速率之比。D、G的初始浓度均为0，任意时刻生成的浓度之比等于其速率之比，因此60 min时。60 min后，D、G开始生成T，两者的消耗速率之比为。结合两者的生成速率知，D生成得快而消耗得慢，G生成得慢而消耗得快，因此会增大。
2．答案：（1）；；BD
（2）AcOH；KI
（3）；>；>
解析：（1）①N的原子序数为7，位于第二周期第ⅤA族，基态N原子价层电子的轨道表示式为；②由已知可得：Ⅰ.，；Ⅱ.，；Ⅲ.，；
Ⅳ.，；由盖斯定律可知，目标方程式可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应；③A.催化剂不能改变反应的焓变，A项错误；B.由图示可知，酸性：硫酸>磷酸>乙酸，催化剂酸性增强，反应速率提高，B项正确；C.一个硫酸分子中含有2个H，一个磷酸分子中含有3个H，一个乙酸分子中含有4个H，但含H最少的硫酸催化时，最有利于加速反应，C项错误；D.由图示可知，反应开始一段时间，反应物浓度减小，但反应速率加快，反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小，D项正确；故选BD。
（2）催化剂参与化学反应，但反应前后质量和化学性质并未改变，由催化机理示意图可知，催化剂有AcOH和KI；
（3）由变化曲线图可知，当时，，设初始，则初始，转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下：
由，即，解得，则该反应的平衡常数为
解得；
②根据图像可知，当时，设此时转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下：
此时，即，则，则平衡常数，则；
由于，则，。
重难突破
1.铜及其化合物在生产及生活中应用广泛。
（1）铜-铁催化剂可用于电催化还原为，完成下列离子方程式：
（2）铜-铁催化剂还可以催化分解转化为燃料氢气，反应为。往容积为2 L的密闭容器中加入分解制。图甲中曲线分别表示在铜-铁催化剂Ⅰ的作用下，时及时随时间的变化；曲线c表示在铜-铁催化剂Ⅱ的作用下，时随时间的变化。
①_________（填“<”“>”或“=”）。
②在铜-铁催化剂Ⅰ的作用下，时，内平均反应速率__________。
③上述三种条件下，分解反应的平衡常数的大小关系为________。
（3）工业合成氨中，常用亚铜盐的氨水溶液除去原料气中的CO，反应的离子方程式为，该反应的。其他条件不变时，下列说法正确的有________（填序号）。
A.与的浓度相等时，反应达到平衡
B.平衡后增大的浓度，的转化率增大
C.平衡后加水稀释，与的浓度之比增大
D.可采用加热含的溶液的方法实现的再生
（4）工业生产中采用水解中和法（加入NaOH）处理含铜废水。常温下，水溶液中含铜微粒、、、和的分布系数（某含铜微粒占总含铜微粒的物质的量分数）随pH的变化曲线如图乙所示。
①曲线2代表的含铜微粒为____________。
②的平衡常数____________。
③若溶液起始浓度为，加入NaOH固体调节溶液pH（忽略加入固体后引起的溶液体积的变化），求M点混合溶液中的浓度（写出计算过程，结果用含a的式子表示）。
2.苯乙烯是重要的有机化工原料，可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在298 K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
（ⅰ）直接脱氢：
，
（ⅱ）氧化脱氢：
，
回答下列问题：
（1）①反应的________，平衡常数________（用表示）。
②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢，其原因是_________。
③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有_________。
（2）已知，忽略随温度的变化。当时，反应能自发进行。在100 kPa下，直接脱氢反应的和随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在常温下________（选填“能”或“不能”）自发。
②随温度的变化曲线为________（选填“a”或“b”），判断的理由是
③在某温度、100 kPa下，向密闭容器中通入1 mol气态乙苯发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数_______kPa（保留小数点后一位；分压=总压×物质的量分数）。
（3）乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应，生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和苯乙烯选择性，应当________________________。
3.绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。
Ⅰ.甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：
ⅰ.
ⅱ.
（1）反应的_______。
（2）在容积不变的绝热密闭容器中发生反应ⅰ，下列能说明反应达到平衡状态的是_______（填序号）。
A.气体混合物的密度不再变化
B.消耗速率和的生成速率相等
C.CO的浓度保持不变
D.气体平均相对分子质量不再变化
E.体系的温度不再发生变化
（3）恒定压强为时，将的混合气体投入反应器中发生反应ⅰ和ⅱ，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图甲所示。
①图甲中表示的物质的量分数与温度的变化曲线是_________（填序号）。
②结合图甲中数据，其他条件不变，若要的产量最大，最适宜的反应温度是_________（填序号）。
A. B. C.
在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中的含量，原因是__________________。
③时，反应ⅱ的平衡常数的计算式为_________（是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。
Ⅱ.电解法制氢气。某科研小组设计如图乙所示电解池，利用和在碱性电解液中制备水煤气，产物中和CO的物质的量之比为1：1。
（4）电极B是____________极，生成水煤气的电极反应式为_____________。
4.“低碳经济”已成为全世界科学研究的重要课题，资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。
方案一：以为原料合成乙烯
（1）以和催化合成乙烯：。在一定压强下，将和加入1 L容积不变的密闭容器中，已知温度对的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图甲所示，结合图像分析该反应实际反应温度定于的原因可能是_________________。
方案二：以为原料合成甲醇
（2）以合成甲醇涉及的反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
_______，反应Ⅲ能自发进行的条件是_________（填“高温”或“低温”）。
（3）催化剂活化：（无活性）还原（有活性），与在活化后的催化剂表面发生反应I，其反应历程如图乙所示。同时伴随反应Ⅱ：。
已知：
①对于以上制甲醇的过程，以下描述正确的是______（填序号）。
A.反应中经历了In-C、In-O键的形成和断裂
B.加压可以提高的平衡转化率
C.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
②与混合气体以不同的流速通过反应器，气体流速与转化率、选择性的关系如图丙所示。流速加快可减少产物中的积累，减少反应____________（用化学方程式表示）的发生，从而减少催化剂的失活，提高甲醇选择性。
（4）一定条件下，向容积为的恒容密闭容器中通入1 mol 和发生上述（2）中的反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，达到平衡时，容器中为，为，此时的浓度为__________，反应Ⅱ图的平衡常数为__________（用含a、b、V的代数式表示）。
5.利用二氧化碳氢化法合成二甲醚，可实现二氧化碳再利用。其中涉及的反应有
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知：生成物A的选择性
回答下列问题：
（1）写出与转化为和（反应Ⅳ）的热化学方程式：______________。
（2）在恒温（）恒容条件下，将一定量的通入密闭容器中（含催化剂）发生上述反应。下列不能够说明该反应体系已达到化学平衡状态的是_____________（填序号）。
A.
B.反应Ⅰ中
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.混合气体的密度不变
E.的转化率不变
（3）在3.0 MPa下，研究人员在恒压密闭容器中充入和发生反应，平衡时的转化率和生成物的选择性随温度变化如图甲。所示（不考虑其他因素影响）：
①在条件下，平衡时_________，计算反应在下的平衡常数为_________（结果保留三位有效数字）。
（2）温度高于，平衡转化率随温度升高而上升的原因是________________。
（4）某二甲醚/双氧水燃料电池的工作原理如图乙所示。电池工作时，A电极附近溶液的pH______（填“减小”“增大”或“不变”）；B电极的电极反应式为____________。
6.甲烷不仅是一种燃料，还可以作化工原料用来生产氢气、乙炔、碳黑等物质。回答下列问题：
（1）一种甲烷催化氧化的反应历程如图甲所示，*表示微粒吸附在催化剂表面。下列叙述错误的是_________（填序号）。
A.的过程中C被氧化，吸收能量
B.产物从催化剂表面脱附的速率慢会降低总反应速率
C.适当提高分压会降低的反应速率
D.与反应生成涉及极性键、非极性键的断裂和生成
（2）向一恒容密闭容器中加入1 mol 和一定量的，发生反应。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图乙所示。
①_________（填“>”或“<”，下同）。
②反应速率：_________，理由是__________________。
③点a、b、c对应的平衡常数三者之间的关系是____________。
（3）一定条件下，甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
恒定压强为100kPa时，将的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图丙所示。
①反应在______条件下能自发进行（填序号）。
A.高温 B.低温 C.任意温度
②图丙中表示的物质的量分数与温度的变化曲线分别是_________（填序号）。
③系统中q的含量在左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：__________________。
④已知投料比为的混合气体，。时，的平衡转化率为______（保留2位有效数字），反应Ⅰ的平衡常数的计算式为______（是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。
7.综合利用二氧化碳可以缓解温室效应。
（1）利用二氧化碳催化氢化获得甲酸的部分反应历程如图甲，该反应历程的决速步骤是___________（填序号），由中间产物T2到产物的____________。
（2）二氧化碳与氢气反应过程涉及的主要反应如下：
①
②
向2 L恒容密闭容器中通入和2.24 mol 发生上述反应①和②，起始总压强为21.2 MPa，实验测得的平衡转化率和平衡时的选择性（转化的中生成的百分比）随温度变化如图乙。表示选择性的曲线是______（填“X”或“Y”），a、c两点中的产率最高的是____点，时反应①的压强平衡常数____，Y曲线如此变化的原因是____________________。
（3）二氧化碳与氢气反应生成的水在温度低于时可形成多种冰的晶体，其中两种冰晶体的晶胞如图丙，冰晶体中微粒间的作用力有_________，A晶胞和B晶胞的体积比为_________。
（4）工业上采用以熔融碳酸盐作为电解质的氢氧燃料电池可综合利用二氧化碳，工作原理如图丁，则通入氢气的电极反应式为_________。
8.深入研究含碳、氮元素物质的转化有着重要的实际意义。
I.合成尿素：如下图所示是合成尿素反应的机理及能量变化（单位：），表示过渡态，各物质均为气态。
（1）若，则总反应_________。
Ⅱ.合成甲醇：
（2）利用和合成甲醇：在催化剂作用下可发生如下两个平行反应。
反应I：
反应Ⅱ：
温度对转化率及和产率的影响如下图所示。
①由图判断合成最适宜的温度是__________________。
②由图可知，温度升高产率先升高后降低，降低的可能原因是______。
③下列措施有利于提高转化为的平衡转化率的有_________。
A.增大体系压强
B.提高和的投料比
C.体积和投料比不变，提高反应物浓度
④反应I、II的（K代表化学平衡常数）随（温度的倒数）的变化如下图所示。据图判断，升高温度时，反应的化学平衡常数将_________（填“增大”“减小”或“不变”）。
⑤上述反应体系在一定条件下建立平衡后，若将反应体系的体积压缩至原来的一半，重新达到平衡时两反应所需时间_________（填“>”“<”或“=”）。
（3）利用与在催化剂的作用下合成甲醇。
主反应：
副反应：
在温度为、压强为条件下，向容器中充入、和，充分反应达平衡时的转化率为，产物的选择性[如甲醇的选择性]如下图所示。
①求平衡时的物质的量为_________。
②主反应的相对压力平衡常数________。（用含p和的计算式表示。表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以）
9.Ⅰ.煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为能使化学反应速率加快的措施有__________(填序号)。
①增加C的物质的量
②升高反应温度
③随时吸收CO、转化为
④密闭定容容器中充入CO(g)
Ⅱ.在2L密闭绝热容器中，投入和，在一定条件下生成，测得不同温度下，平衡时的物质的量数据如下表：
温度/K
3.6 3.2 2.8 2.0
(2)下列能说明该反应已达到平衡状态的是____。
A. B.容器内气体压强不变
C.混合气体的密度不变 D.混合气的温度保持不变
(3)在温度下，达到平衡时的体积分数__________。(保留3位有效数字)
Ⅲ.T℃时，在恒温恒容的密闭条件下发生反应：，反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示：
(4)表示浓度变化的曲线是__________(填“A”、“B”或“C”)。
(5)在内的平均反应速率为__________。
Ⅳ.与反应可合成尿素：；在时，将1mol和2mol置于1L密闭容器中，发生上述反应，在t时刻，测得容器中转化率约为73%。保持其他初始实验条件不变，分别在温度为、、、时，重复上述实验，经过相同时间测得转化率并绘制变化曲线如图所示。
(6)该反应的__________(填“>”或“<”)0。
(7)时反应的平衡常数K=__________。
(8)之间，转化率逐渐增大，其原因是__________。
10.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下：
弱酸化学式
电离平衡常数
（1）时，将溶液和HSCN溶液分别与溶液混合，实验测得产生的气体体积随时间的变化如图所示：
反应初始阶段两种溶液产生气体的速率存在明显差异的原因是__________________。
（2）若保持温度不变，在醋酸溶液中通入一定量氨气，下列各量会变小的是_________（填字母）。
a. b.
c. d.醋酸电离平衡常数
（3）和都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数（见下表），下列说法不正确的是__________________。
酸
A.温度会影响这四种酸在冰醋酸中的电离常数
B.在冰醋酸中是这四种酸中最强的酸
C.在冰醋酸中的电离方程式为
D.这四种酸在冰醋酸中都没有完全电离，但仍属于强电解质
（4）亚磷酸是二元中强酸，时亚磷酸的电离常数为，。
①试从电离平衡移动的角度解释为什么比大？__________________。
②写出亚磷酸的电离方程式（两步）：__________________。
③请设计一种方案，使之能通过直观的实验现象判断醋酸的酸性强于，该方案反应的化学方程式为__________________。
11.电解质的水溶液中存在电离平衡。
（1）醋酸是常见的弱酸。
①醋酸在水溶液中的电离方程式为_______________。
②下列方法中，可以使醋酸稀溶液中的电离程度增大的是______（填字母序号）。
a.滴加少量浓盐酸 b.微热溶液
c.加水稀释 d.加入少量醋酸钠晶体
（2）用溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为的盐酸和醋酸溶液，得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②滴定开始前，三种溶液中由水电离出的最大的是
③和的关系：____________（填“>”“=”或“<”）。
④M点对应的溶液中，各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是__________________。
（3）为了研究沉淀溶解平衡和沉淀转化，某同学查阅资料并设计如下实验。
资料：AgSCN是白色沉淀，相同温度下，溶解度：AgSCN>AgI。
操作步骤 现象
步骤1：向溶液中加入2mL溶液，静置 出现白色沉淀
步骤2：取1mL上层清液于试管中，滴加1滴溶液 溶液变红色
步骤3：向步骤2的溶液中，继续加入5滴溶液 现象a，溶液红色变浅
步骤4：向步骤1余下的浊液中加入5滴溶液 出现黄色沉淀
①写出步骤2中溶液变红色的离子方程式：___________________。
②步骤3中现象a是___________________。
③用化学平衡原理解释步骤4的实验现象：___________________。
12.通过捕捉空气中的和电解水产生的可以合成“零碳甲醇”，实现“碳中和”。回答下列问题：
（1）已知的燃烧热为，甲醇的燃烧热为，则反应的______。
（2）采用绿色光伏发电电解溶液可制备，同时获得和NaOH，其工作原理如图甲所示。已知a、b均为惰性电极，气体甲和气体乙的体积比为2：1，b极的电极反应式为______。
（3）在2L恒温恒容、有某催化剂的密闭容器中充入和，发生如下反应：
主反应①：
副反应②：
副反应③：
某温度下反应均达到平衡后，测得的物质的量为的物质的量为0.4 mol、CO的物质的量为0.2 mol，则的选择性为__________选择性=）。反应②的平衡常数为________（只列出计算式）。
（4）若测得上述反应在不同温度下的平衡转化率和甲醇的选择性如图乙所示：
通过图乙分析，更适合生产甲醅的温度为_________（填字母）。温度高于时，转化率增大的主要原因是_________。
A. B. C. D.
（5）利用电喷雾电离等方法可得，与反应能高选择性地生成甲醇，反应机理如图丙所示：
已知参与化学键变化的元素替换成更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化曲线为_____（填“c”或“d”）；写出与反应生成的気代甲醇的结构简式：_________。
13.TiN具有良好的导电和导热性，可用作高温结构材料和超导材料。可利用化学气相沉积技术来制备氮化钛。请回答下列问题：
（1）已知下，三种制备氮化铁反应的热化学方程式：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN时，反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ，其原因是______________。
（2）在反应条件下，将、、以物质的量之比为1：1：2加入反应容器中进行反应ⅲ。20 min后反应达到平衡状态，平衡时混合气体中与的分压相等，则的平衡转化率为_______________（保留三位有效数字），内，以分压表示的平均反应速率为________。
（3）在某刚性容器中合成原料氨气。将0.10 mol 和投入反应容器中，测得反应过程中的体积分数和反应体系的总压强p随着温度的升高而变化的曲线如图：
①对于该可逆反应过程，下列有关说法正确的是_____（填序号）。
A.a、b、c三点时，该反应均处于平衡状态
B.过程中，该反应平衡逆向移动
C.混合气体的平均摩尔质量：
D.混合气体的密度：
②x、y、z三点对应温度下的平衡常数由大到小的顺序为__________。
③当温度为时，该反应达到平衡，以气体分压表示的该反应的平衡常数_____（列出计算式即可）。
14.等是地球大气中主要的温室气体，高效处理过剩的温室气体已成为当前世界研究的重要课题。
Ⅰ.偶联重整，其核心反应如下：
如主反应：
副反应1：
副反应2：
（1）和转化为的热化学方程式为___________________。
（2）将通入起始容积为1 L的恒温、恒压（p=100 kPa）密闭容器中发生上述反应，400℃时容器内的转化率和的物质的量随时间的变化如表所示：
时间/min 1 3 9 10 11 12
10.1 40.3 65.6 70.1 80.0 80.0
0.02 0.09 0.15 0.26 0.3 0.3
①0~11 min内，消耗的平均反应速率为__________（保留3位有效数字）。
②能说明体系已达到平衡状态的是________（填序号）。
a.
b.
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变
d.反应容器的容积恒定为V L
③实验中，缓慢升高温度时发现平衡时甲醇的选择性[]逐步降低，请简述原因：________________________。
Ⅱ.直接合成燃料
主反应：
副反应1：
副反应2：‘’
在不同压强下，平衡转化率随温度变化如图所示：
（3）当温度高于600 ℃后，不同压强下的平衡转化率趋于相等，原因是_________________。
（4）假设在600 ℃时反应容器中只进行副反应1，该温度下，若起始时以投料比进行该反应，则副反应1的平衡常数_______，反应达到平衡时，的转化率_________。
15.二甲醚作为一种新兴的基本有机化工原料，具有良好的易压缩、冷凝、气化特性，使得其在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。二氧化碳催化加氢合成二甲醚（）是一条有效利用的途径，兼有化工、能源以及环保等多重意义。制取过程如下：
①
②
③
已知各物质的相对能量如下：
物质
-110.5 -393.5 -201 0 -241.8 -285.8 -184.1
（1）由大到小的顺序为______________。
（2）起始压强为，恒压条件下，向一密闭的容器中充入和16 mol 制取，发生上述三个反应，10 min时达到平衡，在不同的温度下的平衡转化率和产物的选择性S（）如图所示：
①如图所示，200~290 ℃，的平衡转化率随温度的升高而降低的原因是______________。
②如图所示，在200 ℃时，若经过10 min该体系即达到平衡。计算从开始到平衡时，分压的平均变化速率为___________；该温度下，对于反应①的标准平衡常数_______（已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应，，其中，、为各组分的平衡分压）。
③采用选择性膜技术（可选择地让某气体通过而离开体系）可提高的选择性，在260 ℃时，保持温度和其他条件不变，采用选择性膜技术，可以提高的平衡转化率。结合具体反应说明选择性膜吸附提高的选择性的可能原因______________。
（3）在T℃时，将0.40 mol 与0.10 mol 充入5 L的刚性密闭容器中，若只发生反应③，达到平衡时，的物质的量分数为。
①的平衡转化率______________。
②由T℃时上述实验数据计算得到和的关系如图所示。降低温度，反应重新达到平衡，对应的点分别为________、________。
16.甲烷化反应能够大量回收利用，对于实现“碳达峰、碳中和”具有重要意义。甲烷化主反应为。
副反应：①；
②；
③；
（1）已知，298 K时，由稳定态单质生成1 mol化合物的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓。几种物质的标准摩尔生成焓和标准摩尔熵如下表所示，据此计算__________，甲烷化主反应在常温下________（填“能”或“不能”）自发。
物质
0 -74.6 -110.5 -393.5 0 -241.8 -285.8
5.7 186.3 187.7 213.8 130.7 188.8 70
（2）原料气中碳氢比对副反应有影响，实际生成中η值越小越能有效防止积碳的原因是___________________。
（3）以和为初始原料，在催化剂（）作用下保持总压为发生反应，在不同温度下相同时间10 min内测得的转化率如图。
（1）A点的反应速率：__________（填“>”“=”或“<”）
（2）若B点对应温度为355 ℃，已达平衡状态，B点的平衡常数________[保留一位小数，对于反应，，x为物质的量分数]；解释355 ℃后该曲线下降的原因可能为ⅰ________、ⅱ________。
（4）在，以和为原料在催化剂作用下合成甲烷，其反应历程如图（吸附在催化剂表面的物种用*表示）。
①在，保持和的体积比为5：1，反应气体的总流量控制在，的转化率为，且含碳产物中CO的体积分数为，则生成的平均速率为________，并写出该反应的总反应方程式________________。
②描述转化为的反应机理________。
17.以和为原料合成尿素和氨基甲酸铵有利于实现“碳达峰、碳中和”，体系中同时存在反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
（1）反应Ⅱ的__________，______0（填“>”“<”或“=”），二氧化碳为______（填“极性”或“非极性”）分子。
（2）一定温度下，向密闭容器中以物质的量之比为2:1充入和发生反应Ⅰ，达到平衡后，的平衡浓度为，其他条件不变，缩小容器容积，重新达到平衡后，的平衡浓度为，则____（填“>”“<”或“=”）。
（3）用太阳能电池电解水得到的与反应生成液态甲醇有利于实现“碳达峰、碳中和”，这是目前推动“碳达峰、碳中和”的新路径。主要发生以下反应：
ⅰ.
ⅱ.
在某催化剂作用下，一定条件下的密闭容器中发生反应ⅰ、ⅱ，已知、按照物质的量分别为300 mol、100 mol投料，在2 MPa和5 MPa下，二氧化碳的平衡转化率和甲醇的选择性[已知甲醇的选择性]随温度的变化如图1所示：
图1在2 MPa、290 ℃条件下，甲醇的产率为__________，反应ⅰ的______（列出计算式即可）。
（4）在9.0 MPa下，分别按照、、的投料比在密闭容器中进行反应，测得甲醇的生成速率随温度的变化如图2所示。相同条件下，投料比为时生成甲醇的速率明显加快的原因为_________[此时需考虑反应ⅲ:]。
（5）通过生物细菌一电解池装置处理废水的同时可以将转化成甲烷，其装置图如图3所示，在1.0 V时，每生成1 mol ，可处理有机化合物中________mol 。已知产甲烷菌代谢的外加电压为0.5~1.0 V，电解水产氢的外加电压为1.3 V。
18.我国科研团队首次在月球上发现的新矿物命名为“嫦娥石”，嫦娥石的一种伴生矿物为方石英，其晶体结构和金刚石相似，嫦娥石的另一种伴生矿物为陨硫铁，主要成分为FeS， FeS可用于制备净水剂。
已知：①
②
③
④
（1）FeS煅烧可生成和，该反应的热化学方程式为__________________。
（2）在一密闭容器中加入一定量的，只发生反应：，下列指施能提高平衡转化率的是______（填标号）。
A.加入
B.使液化并及时分离
C.选择合适的催化剂并加入
D.保持压强不变充入氦气
（3）温度为，压强为时，在体积可变的密闭容器中加入一定量的固体，只发生反应：，达到平衡后，的物质的量为0.1 mol，此时压强平衡常数_______（列出计算式）。[提示：用分压计算的平衡常数为，分压=总压×气体物质的量分数]保持温度和压强不变，向容器中充入Ar，随着通入Ar的量增大，的量增大的原因是____________。若测得平衡状态下与的关系如图甲所示，为0.1 mol时，的物质的量为____________。
（4）嫦娥石中的阴离子结构单元为，的VSEPR模型名称为______。采用新型电池作为动力的汽车有极好的加速性能，这种电池中的铁元素与嫦娥石阴离子中铁元素价态_____（填“相同”或“不同”）。新型磷酸铁锂电池广泛应用于移动电源、电动汽车等领域，放电时正极材料为，写出该电池放电时正极的电极反应式：____________________。
（5）嫦娥石的一种伴生矿物为方石英，其晶体结构与金刚石类似，晶胞结构如图丙所示，Si-O键长为a nm，若A原子的原子坐标为（0,1,1），C原子的原子坐标为（0,0,0），则白球E原子的原子坐标为________。∠AED=109°28'，晶胞的边长为________cm（列出计算式即可）。
19.在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应：
ⅰ.
ⅱ.
回答下列问题：
（1）反应ⅰ在1000K时_______（选填“能”或“不能”）自发进行。
（2）已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的_______（用含的代数式表示）。
物质
a b c
（3）受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是_______。
（4）对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同pH条件下处理后分别用于催化芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH为_______，理由是_______。
pH 平均转化率/% 芳烃平均产率/% 产物中积碳平均含量/%
2.4 9.60 5.35 40.75
4.0 9.80 4.60 45.85
7.0 9.25 4.05 46.80
10.0 10.45 6.45 33.10
12.0 9.95 4.10 49.45
（5）下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，则的平衡转化率为_______，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，列出计算式即可）。
（6）引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯，反应如下：
（两个反应可视为同级数的平行反应）
对于同级数的平行反应有，其中v、k分别为反应速率和反应速率常数，为反应活化能，为定值，R为常数，T为温度，同一温度下是定值。已知，若要提高苯的产率，可采取的措施有_______。
20.在双碳目标驱动下，氢源的获取和利用成为科学研究的热点之一。
Ⅰ.氢源的获取：电解液氨制氢、利用天然气制氢
（1）以液氨为原料，使用Pt电极及非水电解质电解制氢（已知电解液中含氮微粒只有、和）。产生的电极反应式为______________。
（2）已知反应1：
反应2：
①反应的活化能______。实际生产中常将温度控制在600~900 ℃，从反应的角度分析温度不能过高的主要原因可能是______________。
②一定温度下，向1 L的刚性容器中充入1 mol 和w mol水蒸气发生上述反应1和反应2，达到平衡时，测得有x mol CO、y mol 和相应的生成，此时容器内的压强为p（假设没有其他反应发生）。在该条件下，的平衡转化率为________%。
③据图甲所示，600 ℃时，随着水碳比的增大，平衡体系中的体积分数增大的原因是_______________。若600 ℃达到平衡时，其他条件不变，再增大压强，____________（填“变大”“变小”或“不变”）。
Ⅱ.氢源的利用：利用氢气制备甲醇和甲酸
（3）不同催化剂下，用和制备甲醇，相同时间内的转化率与温度的变化如图乙所示，催化效果最好的是催化剂______________（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。
（4）加氢可制备HCOOH：。实验测得：，，将一定量和充入固定体积为1 L的密闭容器中发生反应。温度为时，平衡常数K=0.8，则_____；温度为时，，则时平衡压强_______（填“>”“<”或“=”）时平衡压强。
21.二甲醚具有巨大的潜在市场，目前采用的二氧化碳有效转化法，既是生成二甲醚的简便方法，又是实现“碳中和”的重要途径。
Ⅰ.催化加氢合成二甲醚是一种的转化方法，其过程中发生的反应如下：
反应①：
反应②：
（1）催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为该反应的平衡常数为____________（用表示）。
（2）在恒压、和的起始量一定的条件下，发生反应①和（1）中反应，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。当温度低于300 ℃时，的平衡转化率随温度的上升而下降的原因是___________。
Ⅱ.由制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇，再脱水，主要分为以下步骤：
反应③：
反应④：
（3）在不同的压强下，按照投料比只进行反应③，的平衡产率随温度的变化关系如图甲所示，压强下，的转化率随温度变化如图乙所示。
图甲中压强从大到小的顺序是_____________，图乙中处于平衡状态的点有__________（填字母），的转化率呈图乙所示变化的原因是____________________。
（4）更换高效的催化剂，体系中平衡时的物质的量将_______（填“增加”“不变”或“减少”）。
（5）在280 ℃、3.4 MPa条件下，通入1 mol 和3 mol 的混合气体，用该方法制备二甲醚。充分反应后，测得的平衡转化率为30%，体系中的物质的量为0.1 mol，则反应③_______的压强平衡常数_______（列出计算式即可）。
22.二氧化碳的资源化利用是实现碳中和的一种重要途径，研究表明，二氧化碳在催化剂的作用下可以氧化乙烷脱氢，生成乙烯和CO。请回答：
（1）已知CO和的燃烧热分别为和，。
①氧化乙烷脱氢制乙烯的热化学方程式为______。
②研究认为氧化乙烷脱氢制乙烯的反应由两个连续的反应组成，即反应和反应，则活化能_____（填“>”“=”或“<”）。
③画出二氧化碳和乙烷经两步反应生成乙烯的反应过程中相对能量的变化示意图。
（2）研究表明在催化剂表面上，乙烷和二氧化碳的反应机理如下：
①下列说法正确的是______。
A.反应过程中碳原子的杂化类型没有发生变化
B.催化剂上氧缺位越多，催化性能越好
C.若反应在恒温恒容的密闭容器中进行，体系中CO的分压不变时，则反应已经达到了平衡
D.催化剂改变了二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯的焓变，使反应更容易进行
②乙烷转化为乙烯的过程中还伴有副反应：，从而造成氧缺位上积碳，积碳会造成催化剂的活性降低，如图是其他条件不变的情况下，测得在相同时间内、不同下乙烯产率的变化曲线。从催化剂的角度分析乙烯的产率随着的增大，先增加后减小的原因可能是______。
（3）是二氧化碳氧化乙烷脱氢的催化剂的活性成分，如图是在不同温度下，相同时间内测定的催化剂中的质量分数对乙烷转化率和乙烯选择性的影响（乙烯的选择性=×100%）。
①的质量分数对乙烯产率（乙烷的转化率×乙烯的选择性）的影响是________。
②时，向1L恒容密闭容器中充入1mol和1.8mol以及含的质量分数为3%的催化剂，在上述测定的时间内主副反应达到平衡，假设副反应只有，则时，反应的平衡常数为________。
23.技术是目前处理大气中的主要方法。
I.CO-SCR技术使用Pt做催化剂时，体系中发生如下反应：
主反应：
副反应：
反应机理如下表：
反应方程式 反应热
吸附过程
解离过程
缔结过程
回答下列问题：
（1）主反应的________。
（2）将CO、NO的混合气体按照一定流速通过Pt催化剂，测得产物中的含量随温度的变化曲线如图1所示：
①325℃之前，的含量随着温度升高而增大的原因是______________。
②正反应活化能：主反应_______（填“>”“=”或“<”）副反应。
Ⅱ.技术体系中发生如下反应：
主反应：
副反应：
恒温下，向容积为的容器中充人，达到平衡后，测得压强为初始压强的，且与的体积分数相等。
（3）下列选项不能说明反应达到平衡状态的是________（填字母）。
A.混合气体的密度保持不变
B.保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.
（4）的转化率为___________；主反应的___________（列出计算式即可）。
（5）阿伦尼乌斯公式是表达化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式，其表达式为（k为速率常数、为活化能、T为温度、R和C为常数）。分别采用催化剂a催化剂b催化主反应，得到的阿伦尼鸟斯曲线如图2所示，其中，催化效果更好的是________。
24.研发二氧化碳利用技术，降低空气中含量是当前研究热点。目前，研究比较多的是利用合成甲醇、甲酸和乙酸等。
回答下列问题：
Ⅰ.二氧化碳加氢合成甲醇
已知：二氧化碳加氢制甲醇涉及的主要反应如下。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
（1）的数值范围是_______________。（填标号）
A. B. C. D.
（2）在催化剂作用下，将和按物质的量之比为1：2充入—恒容密闭容器中只发生反应ⅰ、ⅱ，已知反应ⅱ的反应速率，，x为物质的量分数。
①当转化率达到时，反应达到平衡状态，此时和的物质的量相等，若反应ⅱ的，平衡时反应速率____________；对于反应ⅱ，升高温度，大的幅度
②其他条件相同时，反应温度对的转化率的影响如图1所示，实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是____________；温度高于时，平衡转化率逐渐升高的原因是_______________。
（3）反应的反应历程如图2所示（部分物质未画出）。
①写出该历程中决速步的反应方程式：_______________。
②图3中表示反应的△G随温度的变化关系的直线是__________（填标号）。
Ⅱ.二氧化碳加氢合成乙酸
已知电离度，为一定浓度下电解质的摩尔电导率，为无限稀释时溶液的壁导率，。某小组实验测得时，乙酸溶液的。
（4）①该条件下测定的乙酸的电离平衡常数为_____________（列出计算式，不需化简）。
②在时，几种离子的摩尔电导率如表所示。已知：摩尔电导率越大，溶液的导电性越好；电解质中阴阳离子的摩尔电导率越接近越好。燃料电池中选择_______（填一种碱的化学式）作电解质比较适宜，原因是_______________。
粒子种类
摩尔电导率/（） 349.82 198.0 79.8 76.34 50.18 73.52 50.11 72
25.我国力争实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标，研究碳的化合物对减少在大气中累积及实现可再生能源的有效利用具有重要意义。
（1）已知和在一定条件下能发生反应。
部分物质的相对能量见表：
物质
相对能量/（） 0 -393 -242
则的相对能量为_________。
（2）和在一定条件下也能发生反应。在恒温恒容条件下，为了提高该反应中的平衡转化率，可采取的措施为______（任写一项）。下列不能说明该反应达到平衡状态的是______（填序号）。
A.
B.的体积分数不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.断裂1 mol 键的同时形成3 mol H-H键
（3）一定温度下，在一刚性密闭容器中，充入等物质的量的和，此时容器内压强为48 kPa，发生反应，6 min时达到平衡，此时容器内压强为36 kPa，则0~6 min内用分压表示的化学反应速率为______。相同温度下，该反应的逆反应平衡常数________kPa（是平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数）。
（4）除合成、、HCOOH外，有科学家以、为原料合成，其中涉及的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
不同条件下，按照投料，的平衡转化率如图所示：
压强由小到大的顺序是__________。压强为、温度高于300 ℃时，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是__________。
答案以及解析
1.答案：（1）；
（2）①<
②0.05
③
（3）CD
（4）①
②
③M点溶液中Cu元素存在形式为和，且，，溶液中存在电荷守恒：，M点溶液，则，
解析：（1）根据电荷守恒可知该离子方程式右侧共带1单位负电荷，结合元素守恒知生成物中有且其化学计量数为1。反应中N元素化合价由+5价降为-3价，则O元素化合价由-2价升为0价，且每生成会生成。
（2）①当反应时间为5 min时，曲线a表示的反应消耗了，则生成了，而曲线b表示的反应生成了，相同时间内曲线b表示的反应生成的更多，因此曲线b表示的反应的速率更大，则曲线b表示的反应的温度更高，即。
②0~5min内反应速率，则。
③正反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，曲线a和曲线c的温度为，曲线b的温度为，，因此。
（3）与的浓度相等，不能推断出正、逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，A错误；根据勒夏特列原理，平衡后增大的浓度，该物质的平衡转化率减小，CO和的平衡转化率增大，B错误；溶液中发生的反应达到平衡后加水稀释，可类比于
气体发生的反应达到平衡后减小压强，此时平衡向溶质总物质的量增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，因此与的浓度之比增大，C正确；正反应为放热反应，加热含的溶液，平衡向逆反应方向移动，能够实现的再生，D正确。
（4）①随着NaOH的加入，溶液的pH增大，依次转化为，因此曲线分别代表、、。
②反应的平衡常数，曲线3与曲线4的交点表示，，则，；反应的平衡常数，曲线4与曲线5的交点表示，，则，。因此题给反应的平衡常数。
2.答案：（1）①-241.8；
②氧化脱氢反应和直接脱氢反应的均大于0，但氧化脱氢反应，反应自发进行，直接脱氢反应，反应高温下才能自发进行
③及时分离出产物；适当降低温度
（2）①不能
②b；反应为吸热反应，温度上升，平衡正向移动，增大
③33.3
（3）选择合适的催化剂
解析：（1）①反应由反应ⅱ-反应ⅰ可得，则，。
（2）①由题图可知，直接脱氢反应的时，温度约为1025 K，反应高温下自发，在常温下，不能自发。
②反应ⅰ为吸热反应，温度上升时，平衡正向移动，增大，故曲线b表示随温度的变化。
③设转化的物质的量为，可得三段式：
达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，则，解得，则平衡时气体总物质的量为1.5 mol，。
（3）已知温度和压强不变，为了提高反应速率和苯乙烯选择性，可以选择合适的催化剂。
3.答案：（1）+247.4
（2）CDE
（3）①n
②B；加入的CaO与反应ⅱ生成的反应，使浓度降低，反应ii平衡向正反应方向移动，导致CO浓度减小，引起反应ⅰ平衡也正向移动，可明显提高平衡体系中的含量
③（或）
（4）阳；
解析：（1）反应ⅰ一反应ⅱ可得反应，根据盖斯定律可知，。
（2）反应ⅰ体系中均为气体，反应过程中气体质量不变，容器容积不变，则气体混合物的密度始终不变，故气体混合物的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；的消耗速率和的生成速率均表示正反应速率，故消耗速率和的生成速率相等，不能说明反应达到平衡状态，B错误；随着反应进行CO的浓度一直在变化，故CO的浓度保持不变，能说明反应达到平衡状态，C正确；反应ⅰ反应前后气体的物质的量发生改变，气体质量不变，则气体平均相对分子质量一直在改变，故气体平均相对分子质量不再变化，能说明反应达到平衡状态，D正确；反应容器是一个绝热密闭容器，故体系的温度不再发生变化，能说明反应达到平衡状态，E正确。
（3）①反应ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO和的物质的量增大，反应ⅱ是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的物质的量增大，则图中表示CO的物质的量分数与温度的变化曲线是m；升高温度，反应ⅰ平衡正向移动，的物质的量减小，反应ⅱ平衡逆向移动，的物质的量增大，但升高温度对反应ⅰ的影响更大，故的物质的量减小，则图中表示的物质的量分数与温度的变化曲线是p；故表示的物质的量分数与温度的变化曲线是n。
②结合图中数据，其他条件不变，当温度达到时，的转化率几乎为，的物质的量分数达到最大，再升高温度，的物质的量分数不再增大，的转化率几乎没有增大，且会提高成本，故若要的产量最大，最适宜的反应温度是；CaO为碱性氧化物，能吸收酸性氧化物，导致浓度减小，促使反应ⅱ平衡正向移动，导致CO浓度减小，引起反应ⅰ平衡也正向移动，故在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中的含量。
③由图甲及分析可知，平衡时，的物质的量分数分别为0.04、0.32、0.50，设加入、，平衡时反应ⅰ消耗了水蒸气，反应ⅱ消耗了水蒸气，列三段式如下：
则有，解得，，解得，故CO的物质的量分数为，的物质的量分数为，时，由题可知平衡时，故反应ⅱ的平衡常数的计算式为或。
（4）已知和在碱性电解液中制备，可知发生了碳元素化合价降低的还原反应，则电极A为阴极，电极B是阳极；结合电解池装置图可知，电极A发生还原反应，生成水煤气即CO和，和的物质的量之比为1：1，该电极的电极反应式为。
4.答案：（1）时，催化剂催化效率最好，二氧化碳的实际转化率最大
（2）-49.58；低温
（3）①AB
②
（4）；
解析：（1）由图甲可知，的平衡转化率随温度升高而降低，当温度为时催化剂催化效率最好，的实际转化率最大，因此宜选择作为反应温度。
（2）反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，则根据盖斯定律可知。该反应的，，时反应可自发进行，则可知该反应能自发进行的条件是低温。
（3）①由反应历程图乙可知反应过程中经历了In-C和In-O键的形成与断裂，A正确；反应Ⅰ的正反应是气体总物质的量减小的反应，因此增大压强反应Ⅰ平衡正移，的平衡转化率增大，B正确；升高温度反应Ⅰ的平衡逆移，反应Ⅱ的平衡正移，的选择性降低，C错误。②减少的积累能够减少催化剂的失活，说明能使有活性的转化为无活性的，因此该反应为。
（4）反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，可只考虑反应Ⅰ与反应Ⅱ的平衡，得三段式：
则，反应Ⅱ的平衡常数。
5.答案：（1）
（2）AD
（3）①0.16 mol；24.9
②反应Ⅲ的，反应Ⅳ（或反应Ⅰ、Ⅱ）的，温度升高使转化为CO的平衡转化率上升，使转化为和的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度
（4）增大；
解析：反应Ⅳ：，由盖斯定律可知，，所以反应热，则反应Ⅳ的热化学方程式为。
（2）可能是反应过程中某一时刻的状态，不能说明反应达到平衡状态，A符合题意；，速率之比等于化学计量数之比，说明反应已达到平衡状态，B不符合题意；反应Ⅰ是反应前后气体分子数之和不等的反应，反应Ⅱ、Ⅲ是反应前后气体分子数之和不变的反应，所以混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达到平衡状态，C不符合题意；混合气体的质量和容器的容积不变，所以混合气体的密度始终不变，D符合题意；的转化率不变说明反应已达到平衡状态，E不符合题意。
（3）①由图甲可知在条件下，平衡转化率为，CO的选择性为，的选择性为，起始充入，所以反应Ⅲ消耗的物质的量，则反应Ⅰ消耗的物质的量，同时生成了，而反应Ⅱ生成的物质的量0.16mol，则消耗了，所以体系中还剩有的物质的量，所以体系中共含有的物质的量，反应Ⅱ反应前后气体分子数之和不变，可用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以该反应在下的平衡常数。
②反应Ⅲ是吸热反应，反应Ⅳ（或反应Ⅰ、Ⅱ）是放热反应，而温度升高使得反应Ⅲ平衡正向移动（平衡转化率升高），使反应Ⅳ（或反应Ⅰ、Ⅱ）平衡逆向移动（平衡转化率降低），所以高于后，温度升高使得的平衡转化率上升的原因是其平衡转化率的上升幅度超过下降幅度。
（4）由题意可知二甲醚作燃料，该原电池工作时，B电极为负极，二甲醚在负极发生氧化反应：；A电极为正极，发生还原反应：，所以A电极附近溶液的pH增大。
6.答案：（1）C
（2）①<
②>；b点和c点温度相同，的起始物质的量都为1 mol，b点x值小于c点，则b点加水蒸气多，反应物浓度大，反应速率：
③
（3）①A
②q；m
③由于反应Ⅰ正反应吸热，随温度升高，反应向正反应方向进行的程度较大，同时发生反应Ⅱ，使氢气的物质的量逐渐增大；随着反应的进行，升高温度，反应Ⅱ正反应放热，平衡向逆反应方向移动，使氢气的物质的量减小（或700℃之前以反应Ⅰ为主，700℃之后以反应Ⅱ为主，氢气含量会先增大后减小）
④78%；
解析：（1）的过程中，C元素的化合价升高，被氧化，键断裂，吸收能量，A正确；若大量产物吸附在催化剂表面，则会减小和在催化剂上的吸附面积，从而降低总反应速率，B正确；适当提高分压，可以提高的吸附速率，加快的反应速率，C错误；和反应生成CO和的过程中，涉及键、键的断裂和键、键的形成，D正确。
（2）①相同温度下，的值越大，甲烷的平衡转化率越小，则。
③升高温度，的转化率增大，说明反应为吸热反应，升高温度，平衡常数增大，则。
（3）①由反应Ⅰ-反应Ⅱ可得，该反应的，，在高温条件下能自发进行，故选A。
②起始时，由题图可知，曲线p表示，反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，使CO和的物质的量都增大，且的物质的量增大程度大于CO；反应Ⅱ是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，使CO的物质的量增大、的物质的量减小；综合考虑，结合H元素守恒，升高温度，CO和的物质的量分数都增大，且的物质的量分数大于CO，则题图丙中表示CO和的物质的量分数与温度变化曲线分别是m、q
④设起始时的物质的量为1 mol，水蒸气的物质的量为3 mol。平衡时，反应Ⅰ和反应Ⅱ消耗水蒸气的物质的量分别为，假设反应Ⅰ先发生，反应Ⅱ后发生，列三段式：
平衡时，气体总物质的量为，的物质的量分数为0.04，则，，则的平衡转化率为。平衡时，的物质的量分数为0.50，则，结合，解得，则CO的物质的量分数为，的物质的量分数为0.32。以分压表示的反应Ⅰ的平衡常数。
7.答案：（1）③；
（2）X；a；4.2（或）；280 ℃前以反应①为主，随温度升高二氧化碳转化率下降，280℃后以反应②为主，随温度升高二氧化碳转化率升高
（3）氢键、分子间作用力（或范德华力）；23：45
（4）
解析：（1）根据图甲可知③的活化能最大，反应速率关的完
最慢，因此③为决速步骤。由中间产物T2到产物的。
（2）反应①放热，随温度升高，平衡逆向移动，而反应②吸热，随温度升高，反应正向移动，故甲醇的选择性随温度升高而降低，与这个变化一致的是X曲线；a、c两点的转化率相等，但a点甲醇选择性更高，故甲醇产率更高；恒容密闭容器中，起始时物质的分压，，a点时转化率为，甲醇选择性为，故反应①、②有如下转化：
达到平衡时反应①各物质的分压为、、、，故时反应①的平衡常数。
（3）由图丙可知：A晶胞中含2个分子，B晶胞中含4个分子，根据晶体密度公式有，，可得。
（4）氢氧燃料电池中通氢气的一极为原电池的负极，结合电解质为熔融碳酸盐可知负极反应为。
8.答案：（1）
（2）；反应I的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，产率降低；或温度升高，催化剂的活性下降，产率降低；AC；减小；=
（3）；
解析：（1）由图可知，反应③的焓变为，反应①②的总焓变为，则总反应。
（2）①由图可以看出，时的产率最高，所以合成最适宜的温度是。
②由图可知，温度升高产率先升高后降低，升高表明反应可能还未达平衡，降低表明平衡逆向移动，也可能是催化剂的活性发生改变造成的，所以降低的可能原因是反应I的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，产率降低；或温度升高，催化剂的活性下降，产率降低。
③反应I中，由于反应物的气体分子数大于生成物的气体分子数，所以增大体系压强，平衡正向移动，所以转化为的平衡转化率增大，A符合题意；
提高和的投料比，虽然平衡正向移动，但的转化率降低，B不符合题意；
体积和投料比不变，提高反应物浓度，则相当于增大压强，平衡正向移动，转化为的平衡转化率增大，C符合题意；
故选AC。
④由反应，反应分析，利用盖斯定律，由I-II可得热化学方程式为。结合图分析，反应I的随着增大而增大，说明降低温度，平衡正向移动，则反应I为放热反应，；反应II的随着增大而减小，说明降低温度，平衡逆向移动，则反应Ⅱ为吸热反应，，则，升温平衡逆向移动，平衡常数减小。
⑤上述反应体系在一定条件下建立平衡后，若将反应体系的体积压缩至原来的一半，两个反应在一个体系中进行，故两个反应重新达到平衡的时间相同。
（3）①在温度为、压强为条件下，向容器中充入和，充分反应达平衡时的转化率为，则参加反应的的物质的量为，其中转化为的为，转化为的为。
由此可建立如下三段式：，
，
平衡时的物质的量为。（或用差量法确定平衡时总物质的量）
②平衡时压强为p，的相对分压为，的相对分压为，的相对分压为，所以主反应的相对压力平衡常数。
9.答案：(1)②④
(2)BD
(3)36.1%
(4)A
(5)
(6)<
(7)12
(8)在之间反应未达到平衡状态，且，温度越高，转化率越大
解析：（1）①C为固体，增加C的物质的量，化学反应速率不变，故不选；
②升高温度，化学反应速率加快，故选；
③随时吸收CO、转化为，物质浓度减小，化学反应速率减慢，故不选；
④密闭定容容器中充入CO(g)，物质浓度增加，化学反应速率加快，故选；
故答案为：②④；
（2）A.速率之比不等于计量数之比，表示正逆反应速率不相等，不能说明反应达到平衡，故A不选；
B.该反应气体物质的量改变，则压强为变化值，容器内气体压强不变可以说明达到平衡，故B选；
C.该反应气体质量与容器体积不变，则气体密度为定值，混合气体的密度不变不能说明平衡，故C不选；
D.混合气的温度保持不变说明正逆反应速率相等，可以说明达到平衡，故D选；
故答案为BD；
（3）由表格数据可知，在温度下，达到平衡时的物质的量为2.8mol，列三段式如下：
则氮气的体积分数为=36.1%；
（4）由图可知，A、B的量减小为反应物，C的量增加为氨气，A、B的变化量比为(0.6-0.45)：(0.2-0.15)=3：1，故A为氢气，B为氮气；
（5）由上述小问可知图中B表示，到25min时物质的量浓度的变化量为(0.2-0.15)=0.05mol/L，故在内的平均反应速率为=；
（6）在之间，转化率呈现逐渐增大的变化趋势，到最大，随温度升高，二氧化碳转化率减小，反应是放热反应，；
（7）升温平衡逆向进行，二氧化碳转化率减小，所以反应达到平衡状态，在之间，转化率呈现逐渐增大的变化趋势的原因是在之间反应未达到平衡状态，温度越高反应速率越快，转化率就越向平衡靠拢，在时，将2mol和1mol置于1L密闭容器中，到时二氧化碳转化率为75%，二氧化碳消耗物质的量为75%×1mol=0.75mol，结合三行计算列式得到：
K==12；
（8）图象分析可知，在之间，转化率逐渐增大，在之间反应未达到平衡状态，且，温度越高，反应速率越快，转化率越大。
10.答案：（1）HSCN酸性强于，其溶液中较大，故其溶液与碳酸氢钠溶液反应产生气体的速率快
（2）bc
（3）C
（4）①第一步电离出的抑制了第二步的电离
②、
③
解析：（1）由与HSCN的电离平衡常数知，酸性弱于HSCN，即在相同浓度情况下，HSCN溶液中的浓度大于溶液中的浓度，浓度越大反应速率越快。
（2）若保持温度不变，在醋酸溶液中通入一定量氨气，电离生成的和反应生成，促进的电离。a.促进醋酸电离，则溶液中增大，a不符合题意；b.电离生成的和反应生成，导致溶液中减小，b符合题意；c.会和加入的氨气发生反应，会变小，c符合题意；d。醋酸的电离平衡常数只和温度有关，温度不变，电离平衡常数不变，d不符合题意。
（3）A.电离平衡常数K只与温度有关，所以温度会影响这四种酸在冰醋酸中的电离常数，A正确；B.电离平衡常数越大，酸的酸性越强，所以在冰醋酸中是这四种酸中最强的酸，B正确；C.在冰醋酸中不能完全电离，存在可逆性，分步电离，电离方程式为，C错误；D.这四种酸在冰醋酸中都没有完全电离，但在水中是完全电离，属于强电解质，故D正确。
（4）①第一步电离出的氢离子抑制第二步电离，所以第一步电离平衡常数大于第二步电离平衡常数；
②亚磷酸为二元中强酸，分步电离，电离方程式为：、；
③由于醋酸的酸性大于，所以可选择醋酸和溶液反应生成气体、并伴有臭鸡蛋气味，反应的方程式为：。
11.答案：（1）①
②be
（2）①Ⅰ
②醋酸溶液
③<
④
（3）①
②出现白色沉淀
③，加入KI后，因为溶解度：，与反应生成AgI黄色沉淀：，的溶解平衡正向移动
解析：（1）①醋酸是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡，则醋酸在水溶液中的电离方程式为。
②a.滴加少量浓盐酸，氢离子浓度增大，抑制醋酸电离，电离程度减小，a错误；b.电离吸热，微热溶液促进电离，电离程度增大，b正确；c.加水稀释促进电离，电离程度增大，c正确；d.加入少量醋酸钠晶体，增大醋酸根浓度，抑制醋酸电离，电离程度减小，d错误。
（2）①醋酸是弱酸，醋酸溶液的pH大于盐酸，则滴定醋酸的曲线是Ⅰ。
②盐酸和氢氧化钠溶液均是一元的强酸和强碱，在浓度相等的条件下对水的电离程度影响是相同的。醋酸是一元弱酸，在浓度与盐酸相等的条件下，溶液中氢离子浓度小，对水的电离程度影响小于盐酸，则滴定开始前，三种溶液中由水电离出的最大的是醋酸溶液。
③氢氧化钠和醋酸恰好反应时生成的醋酸钠水解溶液显碱性，要满足溶液显中性，则醋酸应该过量。而氢氧化钠与盐酸恰好反应时生成的氯化钠不水解，溶液显中性，所以小于。
④M点时醋酸过量，溶液是由等浓度的醋酸钠和醋酸构成的，溶液显酸性，则对应的溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是。
（3）①铁离子与KSCN溶液反应使溶液显红色，反应的离子方程式为
②硝酸银溶液能与KSCN溶液反应产生白色沉淀，所以向步骤2的溶液中，继续加入5滴溶液时溶液中仍然会出现白色沉淀。
③根据以上分析可知，溶液中存在平衡：，加入KI后，因为溶解度：，因此与反应生成AgI黄色沉淀：，从而导致AgSCN的溶解平衡正向移动。
12.答案：（1）-132
（2）
（3）62.5%；
（4）A；反应①和反应②均为放热反应，反应③为吸热反应，当温度高于800℃时，升温，反应①②平衡逆向移动，反应③平衡正向移动且程度更大
（5）c；
解析：（1）由的燃烧热为、甲醇的燃烧热为，可得热化学方程式①；②，由盖斯定律可得反应。
（2）以惰性电极电解硫酸钠溶液制备氢气时，气体甲和气体乙体积比为2：1，则气体甲为氢气，气体乙为氧气，生成氧气时发生的是氧化反应，所以电极为阳极，电极反应式为。
（3）由反应①②③的化学计量数可知，消耗二氧化碳的物质的量分别为，而平衡时甲醇的物质的量为1mol，所以甲醇的选择性为。根据题意可列“三段式”：
则反应②的平衡常数。
（4）由题干中选择性的定义可知，选择性越好，说明该物质的产率越高，由题图乙可知400℃时二氧化碳的平衡转化率约为60%、甲醇的选择性约为50%，600℃时二氧化碳的平衡转化率约为30%、甲醇的选择性约为75%，800℃时二氧化碳的平衡转化率约为20%、甲醇的选择性约为60%，1000℃时二氧化碳的平衡转化率约为40%、甲醇的选择性约为25%，因为400℃时二氧化碳的平衡转化率与甲醇的选择性之积最大，所以更适合生产甲醇的温度为400℃，故选A。反应①和反应②均为放热反应，反应③为吸热反应，当温度高于800℃时，升温，反应①②平衡逆向移动，反应③平衡正向移动且程度更大，所以二氧化碳的平衡转化率增大。
（5）反应速率越慢，说明反应的活化能越大，由题图丙可知活化能，则与反应的能量变化曲线为c。由题图丙可知，反应过程中，H或D都有可能发生成键变化，则与反应生成的気代甲醇可以是。
13.答案：（1）反应ⅰ和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度大，因此反应ⅱ的反应趋势远大于反应
（2）66.7%；1.125
（3）①BC
②
③
解析：（1）由热化学方程式可知，反应和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度远大于反应，远小于反应ⅰ，所以反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ。
（2）设起始加入四氯化钛、氮气和氢气的物质的量分别为1 mol、1 mol和2 mol，四氯化钛的转化量为a mol，由热化学方程式可知，20 min后反应达到平衡，四氯化钛、氮气、氢气、氯化氢的物质的量分别为（1-a） mol、（1-0.5a） mol、（2-2a） mol、4a mol，平衡时混合气体中氮气和氢气的分压相等，则，即，解得，则四氯化钛的平衡转化率为；平衡时，混合气体的总物质的量为，在反应条件下，内四氯化钛的反应速率为。
（3）①根据题给信息可知反应开始时的体积分数为0，由题图可知，b点氨气的体积分数最大，反应在b、c点达到平衡，a点反应未达到平衡状态，故A错误；由题图可知，b点氨气的体积分数最大，反应已达到平衡，过程为化学平衡移动过程，升高温度，的体积分数降低，所以该反应的正反应为放热反应，同理过程为化学平衡移动过程，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，故B正确；由质量守恒定律可知，反应前后气体的总质量相等，合成氨反应为，的体积分数越大，气体总物质的量越小，则b、c、a三点气体总物质的量依次增大，混合气体的平均摩尔质量：，故C正确；由质量守恒定律可知，反应前后气体的总质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则b、c、a三点混合气体的密度相等，故D错误。
②该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，由题图可知，x、y、m三点对应温度依次增大，所以平衡常数依次减小，故。
③由题图可知，反应达到平衡时，氨气的体积分数为、体系总压强为30.0 MPa，设氮气的转化率为x，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为、和，由氨气的体积分数为可得，，解得，则平衡时总物质的量为0.3 mol，氮气、氢气和氨气的物质的量分别为、0.06 mol，氮气、氢气和氨气的平衡分压分别为、和，反应的平衡常数。
14.答案：（1）
（2）①0.0784
②cd
③温度升高，由于主反应和副反应1均为吸热反应，则平衡正向移动，且移动程度较大，使得消耗的增多；副反应2为放热反应，温度升高平衡逆向移动，使得的生成量减少，故的选择性会降低
（3）温度高于600 ℃后，混合体系以吸热反应副反应1为主，而该反应为气体总分子数不变的反应，压强不影响该反应的平衡，故不同压强下的平衡转化率趋于相等
（4）1；80%
解析：（1）目标反应的化学方程式：，结合盖斯定律可知目标反应=主反应-副反应1+副反应2，目标反应的。
（2）①由表中数据判断11 min时体系已经达到平衡状态。由题给化学方程式中各物质的关继点化学计量数关系和反应在恒压下进行可知，容器容积随着反应的进行会发生变化。设主反应、副反应1、副反应2中的转化量分别为x mol、y mol、z mol，列式分析：
主反应：
副反应1：
副反应2：
可得，已知平衡时，，故，，则，恒温恒压条件下，气体的体积之比等于物质的量之比，则平衡时的容器容积为，故，。
②为某一时刻的状态，不能说明浓度不再变化，不能说明体系达到平衡状态，a错误；若只发生主反应，可说明反应达到平衡，但CO还参与副反应1，故该等式无法说明体系达到平衡状态，b错误；气体总质量固定，混合气体的平均摩尔质量
由于气体的总物质的量在改变，故混合气体的平均摩尔质量随反应的进行而改变，不变时可说明体系已达到平衡状态，c正确；该反应体系恒温恒压，主反应、副反应2为反应前后气体总分子数变化的反应，故容器容积为变量，当容积恒定不变时证明体系达到平衡状态，d正确。
由斯定律可知，副反应1上主反应×副反应2，故；设起始时充入、，平衡时反应消耗了，可列三段式：
设平衡时容器的容积为V L，，解得a=0.8，故的转化率。
15.答案：（1）
（2）①反应③平衡正移程度小于反应①平衡逆移的程度
②；0.014
③选择性膜吸附，促进反应②平衡正向移动，提高的选择性
（3）①40%
②FA
解析：（1）E（生成物的总能量）-E（反应物的总能量），、、，故由大到小的顺序为。
（2）①反应①、③正反应分别为放热反应、吸热反应，290 ℃前，随着温度的升高，反应③平衡正移程度小于反应①平衡逆移的程度；290 ℃后，反应③平衡正移程度大于反应①平衡逆移的程度。②由图可知，在200 ℃时，CO的选择性为0，的平衡转化率为50%，的选择性为80%，因此只发生反应①、②。
则反应①达到平衡时消耗了2 mol ，若只发生反应①，则有，200 ℃时，，的选择性为80%，因此有1.6mol 发生反应②，则有，故反应达到平衡时，、、、、，，平衡时的分压分别为、、、、，故从开始到平衡时，10 min内分压的平均变化速率为，反应①的标准平衡常数。
③选择性膜吸附，降低体系中的浓度，促进反应②平衡正向移动，提高的选择性。
（3）①设平衡时的转化量为y mol，可列三段式：
则，，因此的平衡转化率。
②温度降低时，、均比原平衡的小，对应的点应向左移动。因为该反应正反应为吸热反应，降低温度后，平衡向逆反应方向移动，增大、减小，且，可得达到新平衡时对应的点分别为F点和A点。
16.答案：（1）-164.7；能
（2）促进向正反应方向进行将积碳消耗
（3）①>
②133.9；反应为放热反应，升高温度后平衡逆向移动；升高温度后催化剂活性降低，导致反应速率变慢且反应不再平衡
（4）①6.4；
②在催化剂表面被吸附并分解为和在催化剂表面被吸附并分解为，与*CO生成和与生成
解析：（1）；，常温下，，，故甲烷化主反应在常温下能自发。
（2）由元素守恒可知，发生甲烷化主反应，生成甲烷和水蒸气。减小时，相当于二氧化碳浓度不变，增大氢气浓度，会促进反应向正反应方向进行，将积碳消耗。
（3），温度越低，的平衡转化率越高，A点对应的温度小于B点对应的温度，A点对应的的平衡转化率应大于，而图中A点的转化率小于，故该反应没有达到平衡状态，A点的反应速率；
②以和为初始原料，在催化剂（）作用下保持总压为a MPa发生反应，在不同温度下相同时间10 min内测得的转化率，且B点对应的温度为355 ℃，10 min时达到平衡，此时的平衡转化率为。列三项式：
、、、，该反应的平衡常数；若B点已达平衡状态，解释355 ℃后该曲线下降的原因可能为该反应正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，转化率减小或者温度升高催化剂的活性降低，反应速率减慢且反应不再平衡。
（4）①反应气的总流量为，则的流量为，的转化率为，且含碳产物中CO的体积分数为，故生成的平均速率为；根据原子守恒，该反应的总反应方程式。
②结合在，以和为原料在催化剂作用下合成甲烷，其反应历程图，在催化剂表面被吸附并分解为和，在催化剂表面被吸附并分解为，与生成*C和，与*H生成，从催化剂表面脱离生成CO气体。
17.答案：（1）-87；<；非极性
（2）=
（3）6.3%；
（4）将少量CO加入和的混合气体中时，CO与反应生成和，一方面消耗了反应ⅰ生成的，使平衡正向移动，另一方面又增大了和的浓度，进一步提高了反应的反应速率
（5）1
解析：（1）由盖斯定律可得，反应Ⅱ正向气体分子数减少，混乱程度减小，则。
二氧化碳分子的正电中心和负电中心重合，为非极性分子。
（2）一定温度下，向密闭容器中充入和的物质的量之比为2:1，与反应Ⅰ中两种气体的化学计量数之比相同，即两种气体参加反应的物质的量之比和平衡时物质的量之比均为2:1，反应Ⅰ的平衡常数，只与温度有关，故其他条件不变，缩小容器容积，重新达到平衡后，两种气体的平衡浓度均不变，则。
（3）反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，温度升高，反应逆向移动，甲醇的选择性降低，所以曲线随温度升高而下降的为甲醇的选择性随温度的变化，随温度升高而上升的为二氧化碳的转化率随温度的变化，随着温度升高反应逆向移动，二氧化碳的转化率应降低，但二氧化碳的转化率升高，说明随着温度升高反应ⅱ正向移动程度更大。反应的正反应为气体分子数减少的反应，压强越大，甲醇的选择性越大，二氧化碳的转化率越高，题图1中曲线趋势下降且同一温度下甲醇的选择性较低的为2 MPa条件下的曲线，曲线趋势上升且同一温度下二氧化碳的转化率较低的为2 MPa条件下的曲线。从题图1中可以看出在2 MPa、290 ℃条件下，二氧化碳的平衡转化率为9%，甲醇的选择性为70%，则甲醇的产率为70%×9%=6.3%。投料时、，二氧化碳的平衡转化率为9%，所以平衡，生成，，，平衡时，则平衡时气体总物质的量为387.4 mol，又因为在2 MPa条件下反应，所以反应ⅰ的。
（4）由题图2可知，在9. 0MPa下，低温时反应ⅰ比反应ⅲ速率快，生成甲醇的主反应为反应，反应ⅰ和ⅱ为竞争反应，将少量CO加入和的混合气体中时，CO与反应生成和，一方面消耗了反应i生成的H0，另一方面又增大了和的浓度，进一步提高了反应的反应速率和甲醇的选择性。
（5）由题意可知，当外加电压为1.0 V时，没有生成：根据题图3可知，电解液显酸性，则左侧电极上发生反应，右侧电极上发生反应，故每生成，可处理有机化合物中。
18.答案：（1）
（2）BD
（3）；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，随着氩气通入量的增大，平衡体系中各气体的分压减小，平衡向正反应方向移动；0.7
（4）正四面体形；相同；
（5）；
解析：（1）FeS煅烧生成和的化学方程式为；根据盖斯定律，③×3+④×4-①×4-②×2可得该反应的热化学方程式为。
（2）为固体，加入固体，平衡不移动，A不符合题意；使液化并及时分离，可使平衡正向移动，平衡转化率增大，B符合题意；催化剂不能使平衡移动，不改变平衡转化率，C不符合题意；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，保持压强不变充入氦气，随着氦气通入量的增大，平衡向正反应方向移动，平衡转化率增大，D符合题意。
（3）根据可知，达到平衡后，当的物质的量为0.1 mol时，的物质的量为0.2mol，的物质的量为0.35 mol，气体的总物质的量为0.65 mol，此时压强平衡常数；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，随着氩气通入量的增大，平衡体系中各气体的分压减小，平衡向正反应方向移动，的量增大。由图甲可知，时，，由化学方程式中的化学计量数可知。
（4）的价层电子对个数为4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知的VSEPR模型为正四面体形；中铁元素的化合价为+2，中铁元素的化合价为+2，二者化合价相同。
（5）由晶胞结构图丙可知，若A原子的原子坐标为（0,1,1），C原子的原子坐标为（0,0,0），则白球E原子的原子坐标为；Si-O键长为，设晶胞边长为l，硅氧原子在体对角线上，硅氧键的键长为体对角线的，根据几何关系可知.
19.答案：（1）能
（2）6a-b-9c
（3）反应ⅰ有积炭生成，随着反应的进行，生成的积炭逐渐增多，覆盖在催化剂表面，使催化剂催化性能逐渐降低，化学反应速率减小
（4）10.0；pH=10.0时，产物中积炭平均含量最低，平均转化率最大，芳烃平均产率最高
（5）20%；或
（6）适当降低温度，加入合适的催化剂（合理即可）
解析：（1）反应ⅰ.，在1000K时，，故反应ⅰ在1000K时能自发进行。
（2）ⅱ.
由题给数据可得出以下热化学方程式：
③
④
⑤
依据盖斯定律，将反应③×6-④-⑤×9得，反应ⅱ的。
（3）由于反应ⅰ生成固态炭，会覆盖在催化剂表面，从而减小气体与催化剂的接触面积，因此随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低。
（4）比较表中数据可以看出，pH=10.0时，平均转化率为最大值10.45%，芳烃平均产率为最大值6.45%，产物中积炭平均含量为最小值33.10%，所以最佳pH为10.0。
（5）下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为4:1，设起始时的物质的量为1mol，的物质的量为5mol，参加反应的物质的量为，则可建立如下三段式：
依题意，，解得，平衡时，，，，，则的平衡转化率为=20%，平衡常数或。
（6）已知，，则温度降低，增大，可提高苯的产率；加入合适的催化剂，选择性降低，加快生成苯的速率，提高苯的产率。所以若要提高苯的产率，可采取的措施有：适当降低温度，加入合适的催化剂（合理即可）。
20.答案：（1）
（2）①；温度太高会使催化剂失去活性，反应速率降低
②
③根据反应1可知增大水蒸气的量有利于甲烷的转化，且每消耗1体积水蒸气，相应生成3体积氢气，根据反应2可知增大水蒸气的量也有利于氢气的生成；变小
（3）Ⅰ
（4）1.25；<
解析：（1）产生的电极为阴极，得电子，发生还原反应，根据元素守恒和电荷守恒配平得：。
（2）①由盖斯定律知反应1+反应2得：，则。升高温度有利于氢气的生成，但要考虑催化剂的活性及反应器的材料等。
②第一步：根据两个反应的化学方程式和相关数据列三段式。
平衡时，，，，第二步：计算转化率。的平衡转化率为。
③根据反应1可知增大水蒸气的量有利于甲烷的转化，且每消耗1体积水蒸气，相应生成3体积氢气，根据反应2可知，增大水蒸气的量有利于氢气的生成，所以适当增加水碳比可增大平衡体系中氢气的体积分数。反应2为气体分子数不变的反应，增大压强，平衡不移动，反应1为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，氢气的物质的量减小。
（3）由图乙可知，在相同温度、相同时间内，催化剂Ⅰ的作用下，二氧化碳的转化率最大，所以催化剂Ⅰ的催化效果最好。
（4）反应达到平衡时，，则，温度为时，，解得；温度为时，，即，平衡常数增大，说明温度减小，反应正向移动，该反应是气体分子数减小的反应，容器体积不变，因此时平衡压强小于时平衡压强。
21.答案：（1）；
（2）反应①的，转化为的反应的，温度升高，使转化为CO的平衡转化率上升，而转化为的平衡转化率下降，且温度低于300 ℃时，下降幅度超过上升幅度
（3）；CDE；C点前反应③未达到平衡，随着温度的升高，化学反应速率加快，的转化率升高，因为反应③的，C点时反应③达到平衡，随着温度的升高，反应③平衡逆向移动，的转化率降低
（4）不变
（5）（或）
解析：（1）已知反应：①，
②，依据盖斯定律，由①×2+②可得反应。
（5）列三段式：
已知压强为3.4 MPa，则反应③的压强平衡常数。
22.答案：（1）①+134；②<；③（吸热且第二步反应的活化能大于第一步反应的）
（2）①BC；②适当提高二氧化碳的含量，有利于除去氧缺位上的积碳，提高催化剂的活性；二氧化碳浓度过大时，催化剂表面吸附过量二氧化碳，影响后续乙烷的反应
（3）①随着质量分数的增大，乙烯的产率增大；②0.135
解析：（1）①第一步：根据题意写出已知热化学方程式。Ⅰ.；Ⅱ.；Ⅲ.。
第二步：找出目标反应中的相关物质。反应物：；生成物：。
第三步：消去中间物并简单计算。根据盖斯定律，由Ⅲ-×Ⅰ+×Ⅱ得。②总反应速率一般由连续反应中的反应速率最慢的一个决定，活化能越小，活化分子越多，有效碰撞越多，反应速率越快，故。③根据上述分析可知，总反应为吸热反应，两个连续的反应也均为吸热反应，且第二步的活化能比第一步的大，据此可画出反应过程中的相对能量变化示意图。
（2）①乙烷中碳原子的杂化方式为，乙烯中碳原子的杂化方式为，A错误；从图中可知氧缺位是吸附催化的活性部位，因此催化剂上氧缺位越多，催化性能越好，B正确；反应在恒温恒容的密闭容器中进行，生成CO，则当CO的分压不变时，其他物质的物质的量也不再变化，说明反应达到了平衡，C正确；焓变取决于反应物的总能量和生成物的总能量，催化剂只是改变了反应的活化能，不能改变反应的焓变，D错误。②根据题给信息可知，副反应会造成氧缺位上积碳，适当提高二氧化碳的含量，有利于除去氧缺位上的积碳，提高催化剂的活性，从而提高反应速率；二氧化碳浓度过大时，催化剂表面吸附过量，影响后续乙烷的反应。
（3）①观察并分析所给图示可知，相同时间内，随着质量分数的增大，乙烷的转化率和乙烯的选择性均增大，则随着质量分数的增大，乙烯的产率增大。②根据题意，反应达到平衡时，消耗的乙烷的物质的量为1mol×50%=0.5mol，生成乙烯的物质的量为0.5mol×90%=0.45mol，容器的体积为1L，则可列三段式：
则平衡常数。
23.答案：（1）
（2）①该温度范围内，反应未达到平衡状态，温度升高，反应速率加快，的含量增大
②>
（3）AD
（4）40%；
（5）催化b
解析：（1）根据盖斯定律可知，主反应为 。
（2）①根据题中信息可知，副反应的，即随着温度升高，平衡应该逆向移动，含量应该减少，而题图1中325 ℃之前含量随着温度的升高而增大，说明该温度范围内，反应未达到平衡状态，温度升高，反应速率加快，的含量增大。
②由题图1可知，反应在较低温度优先生成，较高温度才生成较多，即生成的主反应活化能更大，更不易发生。
（3）该反应在恒容容器中进行，容器内所有气体的总质量始终不变，总体积也始终不变，即密度为定值，则密度不变不能说明反应达到了平衡状态，A符合题意；两个反应中消耗的，的物质的量之比不同，则保持不变，能说明反应已经达到了平衡状态，B不符合题意；混合气体的总质量始终不变，混合气体的总物质的量随反应的正向进行逐渐减小，则混合气体的平均摩尔质量保持不变，可以证明反应达到了平衡状态，C不符合题意；时才能说明反应达到了平衡状态，D符合题意。
（4）设主反应中O，转化的物质的量为x mol，副反应中转化的物质的量为y mol，列“三段式”：
则平衡时，、、、、、，。反应达到平衡时，压强为初始压强的，即。平衡时和的体积分数相等，即，联立两式解得，即平衡时，、、、、、。则。主反应的平衡常数
。
（5）根据阿伦尼乌斯公式和题图2中直线的斜率判断，同一温度下，活化能越小，k越大，而活化能越小，说明催化剂的催化效果越好，则催化剂b的活化能更低，催化效果更好。
24.答案：（1）C
（2）①0.8；>
②转化率的实验值均小于平衡值；温度升高，反应ⅰ逆向移动，反应ⅱ正向移动：温度高于260℃时，反应ⅱ正向移动的程度大于反应ⅰ逆向移动的程度
（3）①（或）
②c
（4）①
②②KOH；和的摩尔电导率之差小于和的摩尔电导率之差
解析：（1）由盖斯定律可知反应ⅰ-ⅱ=ⅲ，则，因此，由于放热反应的越小，其绝对值越大，则的数值范围是0~1。
（2）①设起始时和的物质的量分别为amol、2amol，反应ⅰ消耗xmol，反应ⅱ消耗ymol，列三段式如下：
当转化率达到时，反应达到平衡状态，则，此时和的物质的量相等，则，解得，，则的物质的量分别为，气体总物质的量为，，平衡时。反应ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大的幅度较大。
②由图1可知在不同温度下，转化率的实验值均小于平衡值，说明实验中的反
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