专题17 化学反应原理（解析版） 高考化学 精讲精练

高考化学【二轮·精准提升】重难点精讲精练专题17化学反应原理该类题主要把热化学、电化学、化学反应速率及四大平衡知识融合在一起命题，结合图像或图表形式，重点考查热化学(或离子、电极)方程式的书写、离子浓度大小比较、反应速率大小、平衡常数及转化率的计算、电化学装置、平衡曲线的识别与绘制等。设问较多，考查的内容也就较多，导致思维转换角度较大。试题的难度较大，对思维能力的要求较高。1．“化学反应原理”大题的常考点(1)热化学方程式的书写或反应热的计算。(2)转化率的影响因素及计算。(3)平衡常数的表达式或计算。(4)借助图像分析化学反应速率和化学平衡的影响因素。(5)电极反应式的书写。2．解题思维和备考策略(1)运用盖斯定律进行反应热ΔH的计算及大小比较。(2)对于涉及到的图表数据类问题要分析数据间的内在联系，找出变化规律，挖掘数据的隐含意义。(3)对速率、平衡的图像要明确纵横坐标的含义，注意起点、拐点及终点的位置并分析曲线的变化趋势。(4)通过信息获取解题数据，根据三段式进行化学平衡常数K、Kp、Kx以及转化率的计算。【考点一】反应热、焓变1、化学反应放热和吸热的原因判断依据放热反应吸热反应反应物总能量与生成物总能量的相对大小反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量ΔH的符号ΔH<0(“－”号)ΔH>0(“＋”号)反应过程图示【注意】①过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别，有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热，但不属于放热反应。②化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行。2、记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应常见反应①可燃物的燃烧②酸碱中和反应③金属与酸的置换反应④物质的缓慢氧化⑤铝热反应⑥大多数化合反应①弱电解质的电离②盐类的水解反应③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C和H2O(g)、C和CO2的反应⑤大多数分解反应3．书写热化学方程式注意事项(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号、单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位(kJ·mol－1)。(4)区别于普通方程式：一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。(5)注意热化学方程式的化学计量数：热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。(6)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。4、反应焓变的计算(1)计算方法ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能(2)注意事项①利用键能计算反应热的关键，是弄清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。物质(化学键)CO2(C=O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)1mol微粒所含键的物质的量2464物质(化学键)石墨(C—C)金刚石(C—C)S8(S—S)Si(Si—Si)1mol微粒所含键数的物质的量1.5282②活化能与焓变的关系a．催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小及平衡转化率。b．在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2，活化能大小影响反应速率。c．起点、终点能量高低判断反应的ΔH，并且物质的能量越低，物质越稳定。【考点二】化学反应速率及其影响因素1．常用表示方法及计算2．化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式”(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。(3)根据已知条件列式计算。例如：反应mA＋nBpCt0s/(mol·L－1)ab0转化/(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t1s/(mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)eq\f(px,m)则v(A)＝eq\f(x,t1－t0)mol·L－1·s－1，v(B)＝eq\f(nx,m（t1－t0）)mol·L－1·s－1，v(C)＝eq\f(px,m（t1－t0）)mol·L－1·s－1。3．影响化学反应速率的因素(1)内因：反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。(2)外因(只改变一个条件，其他条件不变)4．气体反应体系中充入“惰性气体”(不参与反应)时对反应速率的影响A(g)＋B(g)C(g)，恒温恒容，充入氦气，对反应速率有何影响？恒温恒压，充入氦气，对反应速率又有何影响？(1)恒容：充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变。(2)恒压：充入“惰性气体”→体积增大→物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小。5．常见含“断点”的速率变化图像分析图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低适合正反应为放热的反应适合正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小适合正反应为气体物质的量增大的反应适合正反应为气体物质的量减小的反应6．反应历程(或机理)图像分析图像解读(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个，如模拟演练题1中图像所表示的)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。(3)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小对于“环式”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③【考点三】化学平衡1．化学平衡状态的判断化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系①单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA平衡②单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定平衡④单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD不一定平衡压强①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q平衡②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q平衡②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡2．影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响，结果如下：改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数减小的方向移动减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡eq\a\vs4\al(不)移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动(2)外界条件对化学平衡影响的图示分析①浓度对化学平衡的影响②压强对化学平衡的影响对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p＋q，则图像对应图1、图2；若m＋n＝p＋q，则图像对应图3、图4。说明：a.改变压强，相当于改变体积，也就相当于改变浓度。b．若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，v(正)＝v(逆)，平衡不移动。如H2(g)＋I2(g)2HI(g)。③温度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。注意：a.升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数，使v(吸热)>v(放热)，故平衡向吸热方向移动。b．只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反之则小。v-t图像[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0为例]如下。④催化剂对化学平衡的影响催化剂对化学平衡移动无影响。V-t图像(以N2＋3H22NH3为例)如下。【考点四】化学平衡常数（K、Kp）、速率常数及相关计算1．掌握一个方法——“三段式”法“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mxmol，容器容积为VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/molab00变化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx2．明确三个量的关系(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。(2)关系①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3．掌握以下公式①平衡常数：K＝eq\f(\f(px,V)p·\f(qx,V)q,\f(a－mx,V)m·\f(b－nx,V)n)。②A的平衡浓度：c(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1。③A的转化率：α(A)＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。④A的体积分数：φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%。⑤平衡混合物中某组分的百分含量＝eq\f(某组分的平衡量,平衡时各物质的总量)×100%。⑥平衡压强与起始压强之比：eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)。⑦混合气体的平均密度eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)g·L－1。⑧混合气体的平均摩尔质量eq\x\to(M)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)g·mol－1。⑨生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。4．压强平衡常数(Kp)Kp的含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。计算技巧：(1)根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。(2)计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。(3)根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。(4)根据平衡常数计算公式代入计算。例如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝eq\f(p2（NH3）,p（N2）·p3（H2）)。5．速率常数(1)速率常数含义速率常数(k)是指在给一定温度下，反应物浓度皆为1mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。(2)速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于基元反应(能够一步完成的反应)：aA＋bB=gG＋hH则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如①SO2Cl2SO2＋Cl2v＝k1c(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2v＝k2c2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2Ov＝k3c2(H2)·c2(NO)(3)速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，通常反应速率常数越大，反应进行的越快。同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。6．相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)v(正)＝k正·ca(A)·cb(B)；v(逆)＝k逆·cg(G)·ch(H)平衡常数K＝eq\f(cg（G）·ch（H）,ca（A）·cb（B）)＝eq\f(k正·v逆,k逆·v正)反应达平衡时，v正＝v逆，故K＝eq\f(k正,k逆)。【考点五】化学反应速率、化学平衡图像分析1．瞬时速率—时间图像(1)当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图：t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。(2)常见含“断点”的速率－时间图像分析图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低正反应为放热反应正反应为吸热反应压强增大减小增大减小正反应为气体物质的量增大的反应正反应为气体物质的量减小的反应(3)“渐变”类速率－时间图像图像分析结论t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应物的浓度t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应物的浓度t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，增大生成物的浓度t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，减小生成物的浓度2．全程速率—时间图像例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。原因：(1)AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。(2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。3．物质的量(或浓度)—时间图像例如：某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图像得出的信息①X、Y是反应物，Z是生成物。②t3s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。③0～t3s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。(2)根据图像可进行如下计算①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝eq\f(n1－n3,V·t3)mol·L－1·s－1；Y的转化率＝eq\f(n2－n3,n2)×100%。②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。4．含量—时间—温度(压强)图像(1)识图技巧分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。(2)应用举例C%指生成物的质量分数，B%指反应物的质量分数。【技法解读】“先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。5．转化率(或浓度)—压强—温度图像α表示某反应物的转化率，c表示某反应物的平衡浓度。图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔHeq\a\vs4\al(＜)0；图②，若T1>T2，则正反应为放热反应。【技法解读】“定一议二”，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。6．特殊图像(1)对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示：M点前，表示从反应开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。(2)对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点满足v正>v逆；同理，L线的右下方(F点)满足v正＜v逆。题组训练：1．（2023·广东广州·统考一模）乙醇可以通过部分氧化制氢气，涉及的相关反应方程式如下：a)

b)

c)

d)

(1)若发生反应，可提高乙醇中氢原子的利用率，反应的____________(用代数式表示)。(2)用平衡分压代替平衡浓度时，平衡常数可表示为，各反应的随温度的变化如图1所示。①以上反应中，属于吸热反应的有_______(填字母)。②平衡常数大于时可认为反应完全，则时，反应完全进行的有_______(填字母)。(3)恒压条件下往反应容器中通入和少量，平衡时体系中各物质(、、、、)的物质的量分数随温度的变化如图2所示。①图中表示的曲线为_______。(填“”或“”)。②下列说法正确的是_______(填编号)。A．当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态B．温度升高，反应的增大，减小C．达到平衡时分离出部分，反应c的平衡常数增大D．加入稀有气体，重新达到平衡时的物质的量增加③下达到平衡时和均反应完全，、和的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12，则平衡时的物质的量为_______，反应c的平衡常数K=_____。【答案】(1)(2)ad

ab(3)n

AD

【详解】（1）由盖斯定律可知a+b+d可得反应；（2）①由图示知随着温度升高，bc反应的平衡常数减小，ad平衡常数增大，故ad反应属于吸热，升高温度平衡正向移动；②平衡常数大于即lgKp>5时可认为反应完全，则时，反应完全进行的有ab。（3）①ad反应属于吸热，升高温度平衡正向移动，故CO的含量增大，曲线n为CO的曲线；②A．该体系只有气体参与反应，质量守恒，m总不变，反应体系是气体物质的量增大的反应，恒压体系容器的体积增大，故密度是个变量，当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态，选项A正确；B．温度升高，反应的、均增大，选项B错误；C．平衡常数是个随温度变化的常数，达到平衡时分离出部分，反应c的平衡常数不变，选项C错误；D．恒压环境中加入稀有气体，容器体积增大，反应体系的分压减小，ad平衡正向移动，重新达到平衡时的物质的量增加，选项D正确；答案选AD；③、和的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12，则一氧化碳和二氧化碳的物质的量分数之和为1-(0.2+0.32+0.12)=0.36，设平衡时各物质总的物质的量为n总，根据碳元素守恒可知（0.20+0.36）n总=4，故n总=mol，则氢气的物质的量为0.32mol=mol；由图可知，下达到平衡时CO和CO2的物质的量相等，则n(CO)=n(CO2)=0.36n总=mol，n(H2O)=0.12n总=mol，c(CH4)=0.2n总=mol，反应c的平衡常数K=。2．（2023·贵州贵阳·统考一模）氨被广泛应用于化工、轻工、制药、合成纤维等领域，是重要的化工原料。回答下列问题：(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”表示。由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)NH3(g)，ΔH=______kJ·mol-1。该历程中决速步的活化能(E)为___________kJ·mol-1。(“TS”代表过渡态)(2)将n(N2)：n(H2)=1：3的混合气进行反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，NH3的平衡体积分数φ(NH3)在不同压强下随温度变化如图甲所示。①压强p1、p2、p3中，最大的是___________。②p1=0.5MPa，A点的平衡转化率为___________，压强平衡常数Kp=___________。(3)在一定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图乙所示。则t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是___________(用图中a、b、c、d表示)，理由是___________________________。【答案】(1)-46

79(2)p1

75%

(或533)(3)b

将容器体积缩小至原来的一半并保持不变时，N2分压应变为原来的2倍，之后由于加压平衡向生成NH3分子的方向移动，N2分压比原来2倍要小【详解】（1）反应热=生成物的能量总和-反应物的能量总和，由图可知，合成氨反应N2(g)+H2(g)NH3(g)，ΔH=-46kJ·mol-1。反应速率最慢的一步，即活化能最大的一步为决速步骤，由图可知，该历程中决速步的活化能(E)为(-171kJ·mol-1)-(-250kJ·mol-1)=79kJ·mol-1。（2）①该反应前后为气体总物质的量减小的反应，当温度不变时，增大压强，平衡正向移动，氨气的体积分数增大，故压强p1、p2、p3中，最大的是p1。②n(N2)：n(H2)=1：3，设n(N2)=1mol，n(H2)=3mol，A点的平衡转化率为75%，可列出三段式为：，气体总物质的量为2.5mol，p1=0.5MPa，则p(N2)=0.5MPa=0.05MPa，p(H2)=0.5MPa=0.15MPa，p(NH3)=0.5MPa=0.3MPa，则压强平衡常数Kp=。（3）由图可知，充入氨气，分解生成氮气和氢气，分压最小的为氮气，将容器体积缩小至原来的一半并保持不变时，N2分压应变为原来的2倍，之后由于加压平衡向生成NH3分子的方向移动，N2分压比原来2倍要小，故图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是b，3．（2023·山东青岛·统考一模）与的干法重整(DRM)反应可同时转化两种温室气体，并制备CO和。主要反应如下：反应I：；反应Ⅱ：；反应Ⅲ：已知：反应I、Ⅱ的自发均需高温条件。(1)上述三个反应的平衡常数、与温度T关系如图1所示。图中a点代表的是_______(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)反应的，_______。(2)向密闭容器中，通入和，若仅考虑上述反应，平衡时、、、的物质的量随温度T的变化如图2所示。时，的物质的量分数为_______，用各物质的物质的量分数表示反应Ⅲ的平衡常数_______。后随温度升高，物质的量减少的原因为_______________。(3)DRM反应目前普遍存在的一个难题是积碳，该过程与两个反应有关①；②。目前积碳问题的解决方案主要有两种：A．提高原料气中的占比；B．在常规的催化剂中添加，使其在催化剂表面与形成共熔物。试解释这两种方法可以有效抑制积碳的原因_______________________________________________________(答出两条即可)。(4)使用复合催化剂，可显著提高二氧化碳的转化率，实现碳氢分离，并得到富含的产物，催化机理如图3所示。请用化学方程式解释循环的原理_______________________________________________。【答案】(1)Ⅱ

(2)

或2.1

后反应Ⅲ逆向进行的程度大(3)增大浓度可以促使反应②平衡左移；在催化剂表面形成共熔物，减小了催化剂的表面积，减慢了反应①的速率；在催化剂表面形成共熔物，因其显碱性更易吸附有利于，有利于和C在催化剂表面的反应(4)、、或【详解】（1）反应I、Ⅱ的熵均增大，且自发均需高温条件，所以反应I、Ⅱ的正反应均为吸热反应，且反应Ⅱ的∆S更大，则∆H更大，故图中a点代表的是反应Ⅱ；反应I:；反应Ⅱ：；反应III的∆H3=(∆H1-∆H2)÷2=[+247KJ/mol-(+329KJ/mol)]÷2=+41KJ/mol；（2）开始时向容器中加入3molCO2和1molCH4,据图可知900℃时容器中n(CO)=n(CO2)=1.85mol；n(H2)=0.95mol；根据C元素守恒，体系中CH4的物质的量：n(CH4)=1mol+3mol-1.85mol-1.85mol=0.3mol，根据H元素守恒，体系中n(H2O)=(1mol×4-0.95mol×2-0.3mol×4)÷2=0.45mol，体系中CH4的物质的量分数为：；反应体系的总物质的量n=1.85mol×2+0.95mol+0.45mol+0.3mol=5.4mol，反应Ⅲ的平衡常数:；反应Ⅲ为吸热反应，900K后升温逆向进行的程度大；（3）增大浓度可以促使反应②平衡左移；在催化剂表面形成共熔物，减小了催化剂的表面积，减慢了反应①的速率；在催化剂表面形成共熔物，因其显碱性更易吸附有利于，有利于和C在催化剂表面的反应；（4）结合催化机理如图3所示，每一步的反应分别为：、、或。4．（2023·贵州毕节·统考一模）科学家利用CO2和H2合成CH3OH有利于实现碳中和。主要反应有：I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，ΔH1=-49.4kJ·mol-1II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，ΔH2III．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，ΔH3=-90.6kJ·mol-1回答下列问题：(1)ΔH2=____________kJ·mol-1，反应III在___________(填“高温”或“低温”)易自发进行。(2)恒容密闭容器中只发生反应I，能说明该反应达到平衡状态的是___________。A．x(CO2)：c(H2)=1：3B．混合气体的平均摩尔质量不再变化C．混合气体密度不再变化D．2mo1碳氧双键断裂同时有3mol碳氢键断裂(3)一定条件下，在密闭容器中发生反应I，起始物n(H2)/n(CO2)=3，CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示，3min内用H2浓度变化表示的反应速率______mol·L-1·min-1。若平衡时压强为P0，该反应条件的平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)(4)反应II中，为提高H2的转化率，可采取的措施有___________(任意答两条)。(5)图2是以甲醇燃料电池为电源电解饱和食盐水，甲装置a电极反应式为___________。当甲装置中消耗11.2LO2(标准状况)，乙装置中d电极上产生气体的质量为___________g。【答案】(1)+41.2

低温(2)BD(3)0.5

(4)升高温度，再充入CO2气体，将H2O(g)液化或将生成物移除反应体系等(5)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+

2【详解】（1）由盖斯定律可知反应II可由I-III得到，则=+41.2，反应III为放热反应，低温条件下有利于自发进行，故答案为：+41.2；低温；（2）A.x(CO2)：c(H2)=1：3，不能说明各组分浓度不变，不能判断平衡状态，故A不选；B.反应前后质量不变，其他物质的量减少，则反应过程中混合气体的平均摩尔质量增大，当混合气体的平均摩尔质量不再变化反应达到平衡状态，故B选；C.反应前后气体质量不变，容器体积恒定，则混合气体密度始终恒定，不能判断平衡，故C不选；D.2mo1碳氧双键断裂可知消耗1mol二氧化碳，3mol碳氢键断裂可知消耗1mol甲醇，则正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故选；故答案为：BD；（3）3min内v(CH3OH)=，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知：v(H2)=3v(CH3OH)=；根据已知条件列出三段式：Kp=，故答案为：0.5；；（4）为提高H2的转化率，应是平衡正向移动，该反应为吸热反应，可采取的措施：升高温度，再充入CO2气体，将H2O(g)液化或将生成物移除反应体系等，故答案为：升高温度，再充入CO2气体，将H2O(g)液化或将生成物移除反应体系等；（5）甲装置a电极为负极，电极上甲醇失电子生成二氧化碳，电极反应为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，d电极与a相连，d作阴极，电解饱和食盐水时，阴极电极反应为：，甲装置中消耗11.2LO2(标准状况)，即0.5mol，转移电子2mol，则d电极上生成氢气1mol，质量为2g，故答案为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；2。5．（2023·江西南昌·统考一模）近年，甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程：一、利用CO2制取甲醇当原料组成为n(CO2):n(H2)=1:3通入某密闭容器，合成CH3OH的反应体系中主要包含以下反应：反应①：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1反应②：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ/mol(1)已知反应②的v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数，与温度、催化剂有关)若平衡后升高温度，则___________(填“增大”、“不变”或“减小”)；若反应体系在恒容容器中发生，下列情况下反应一定达到平衡状态的是___________。A．容器内的压强不再改变B．容器内气体密度不再改变C．容器内c(CO2)：c(H2)：c(CO)：c(H2O)=1：1：1：1D．单位时间内，断开C=O键的数目和断开H-O键的数目相同(2)维持压强为6.4MPa，测得不同温度下，反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH3OH的选择性=]。①ΔH1___________0(填“<”或“>”)，判断的依据是_____________________。②T1K时，若反应从开始到达到a点所用时间为5min，则v(CH3OH)=________MPa·min-1，反应②的Kp=__________(Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压=p总×A的物质的量分数，计算结果保留2位有效数字)。二、利用烯烃催化制取甲醇制取过程中发生如下反应：反应I：C3H6(g)+3H2O(g)3CH3OH(g) ΔH2反应II：C2H4(g)+2H2O(g)2CH3OH(g) ΔH3反应III：3C2H4(g)2C3H6(g) ΔH4(3)反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RInK=-+C，为标准焓变，K为平衡常数，R和C为常数)。根据图判断：ΔH3=___________(用含ΔH2和ΔH4的计算式表示)，反应III的=___________kJ·mol-1。【答案】(1)减小

AD(2)<

温度高于T1时，相同时间内测得二氧化碳转化率随温度的增大而下降，而反应②温度升高，平衡正向移动，二氧化碳转化率随温度的增大而增大，所以反应①温度升高，平衡逆向移动，二氧化碳转化率随温度的增大而减小，即证明ΔH<0；

0.16

0.059(3)

-100【详解】（1）反应达到平衡状态时v正=v逆，k正c(CO2)·c(H2)=k逆c(H2O)·c(CO)，==，反应②为吸热反应，随温度升高平衡正向移动，K增大，则减小；A．该反应虽然前后气体分子数相等，但整个体系还存在反应①，整体压强为变量，则容器内的压强不再改变，能说明反应到达平衡状态；B．容器体积不变，气体质量反应前后不变，则容器内气体密度始终不变，不能据此说明反应到达平衡状态；C．容器内c(CO2)：c(H2)：c(CO)：c(H2O)=1：1：1：1，不能说明各组分浓度不再改变，因此不能据此判断平衡；D．单位时间内，断开C=O键的数目和断开H-O键的数目相同，可知消耗二氧化化碳和消耗水的速率相等，即正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态；故答案为：减小；AD；（2）①温度高于T1时，相同时间内测得二氧化碳转化率随温度的增大而下降，而反应②温度升高，平衡正向移动，二氧化碳转化率随温度的增大而增大，所以反应①温度升高，平衡逆向移动，二氧化碳转化率随温度的增大而减小，即证明ΔH1<0，故答案为：<；温度高于T1时，相同时间内测得二氧化碳转化率随温度的增大而下降，而反应②温度升高，平衡正向移动，二氧化碳转化率随温度的增大而增大，所以反应①温度升高，平衡逆向移动，二氧化碳转化率随温度的增大而减小，即证明ΔH<0；②T1K时，根据图1可知，二氧化碳转化率为50%，甲醇的选择性为80%，投n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，则生成甲醇的物质的量为1mol×50%×80%=0.4mol，根据反应可知，a点时，各物质的物质的量分别为：n(CO2)=lmol-1mol×50%=0.5mol，n(H2)=3mol-3mol×0.4mol-0.1mol=1.7mol，n(CH3OH)=0.4mol。n(H2O)=0.4mol+0.1mol=0.5mol，n(CO)=0.lmol，n总=0.5+1.7+0.1+0.5+0.4=3.2mol，所以各物质的分压为：、、、、，若反应从开始到达a点所用时间为5min，则；根据平衡常数表达式可知反应②的Kp=，故答案为：0.16；0.059；（3）由盖斯定律可知反应II=，则ΔH3=；结合图中信息即题中公式可得：RlnK=-+C=34；RlnK=-+C=30.4；联立方程解得：=-100，故答案为：；-100；6．（2023·广东梅州·统考模拟预测）综合利用化石燃料，提高利用率，有助于实现“碳达峰、碳中和”。回答下列问题：Ⅰ.利用-干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现：①②上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示：(1)-干重整反应的热化学方程式为_____________________(选用、、、、的关系式表示反应热)，反应Ⅱ是________________(填“慢反应”或“快反应”)。(2)在恒压条件下，等物质的量的(g)和(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图所示。已知在干重整中还发生了副反应：

，则表示平衡转化率的是曲线___________(填“A”或“B”)，判断的依据是__________________________。Ⅱ.在一密闭容器中，通入1mol和3mol(g)发生甲烷的水蒸气重整反应。甲烷的水蒸气重整涉及以下反应：③④(3)如图所示，压强为kPa，温度低于700℃时，加入CaO可明显提高平衡体系混合气中的物质的量，原因是_____________________。(4)500℃时，反应相同时间后测得的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点的浓度大小关系为c(G)___________c(E)(填“>”“<”或“=”)，结合两图中的相关数据，计算此温度下反应③的压力平衡常数___________(用分压代替浓度，分压等于总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。(5)我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式_____________________。【答案】(1)+=2CO+2H2=E3-E1

快反应(2)B

CO2的转化率大于(3)加入CaO和反应使浓度降低，反应④平衡正向移动，平衡体系混合气中H2的物质的量增大(4)>

0.75(5)CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2【详解】（1）-干重整反应生成CO和H2，由图可知反应物的能量高于生成物，该反应为吸热反应，=生成物能量-反应物能量=E3-E1，热化学方程式为：+=2CO+2H2=E3-E1；由图可知，反应Ⅱ的活化能小于反应Ⅰ，反应Ⅱ是快反应。（2）等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应+=2CO+2H2，同时还发生了副反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，则CO2的转化率大于，则表示CH4平衡转化率的是曲线B。（3）压强为P0kPa，温度低于700℃时，加入CaO和反应使浓度降低，反应④平衡正向移动，平衡体系混合气中H2的物质的量增大。（4）温度、投料量相同，由图乙可看出E、G两点CH4转化率相同，可知E、G两点CH4物质的量相等，但G点压强大，所以G点对应的体积小，CH4的浓度大，即c(G)>c(E)；500℃时由图甲可知平衡时n(H2)=2.1mol，由图乙可知，相同反应时间，G点CH4转化率小于F点，但G点压强大于F点，则G点已达到平衡，CH4平衡转化率为0.6，列三段式：平衡时气体总物质的量为：0.4mol+0.3mol+2.1mol+0.3mol+2.1mol=5.2mol，此温度下反应③的压力平衡常数。（5）由外接直流电源可以判断是电解池，根据元素化合价变化，Ni-YSZ电极上发生CH4→H2+CO2的转变，则该电极为阳极，发生氧化反应,结合图示，电极反应式为CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2。7．（2023·山东·统考一模）甲烷在化学工业中应用广泛。回答下列问题：(1)H2捕集CO2合成CH4涉及下列反应：I.4H2(g)+CO2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H1平衡常数K1II.H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2平衡常数K2①相关物质相对能量大小如图所示，则△H1=_______kJ·mol-1，升高温度，_______(填“增大”或“减小”)。②起始物=3时，反应在不同条件下达到平衡。240℃甲烷的物质的量分数x(CH4)与压强p的变化关系、5×105Pa时(CH4)与温度T的变化关系如图所示。图中对应A、B两点的速率：vA(正)_______vB(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)；若C点CH4与CO的分压相同，则p(H2O)=_______Pa，反应I以物质的量分数表示的平衡常数KxI=_______。(2)CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一、恒压、750℃时，CH4和CO2反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。其中过程II主要发生如下反应：i.CaO(s)+CO2(g)⇌CaCO3(s)ii.2Fe3O4(s)+8H2(g)⇌6Fe(s)+8H2O(g)iii.Fe3O4(s)+4CO(g)⇌3Fe(s)+4CO2(g)过程II平衡后通入He，反应iii的化学平衡将_____(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)，重新平衡时，n(CO2)_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，p(CO)_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】(1)-165

减小

大于

1.5×105

(2)逆向移动

增大

不变【详解】（1）①△H1=(-75kJ·mol-1)+2×(-242kJ·mol-1)-(-394kJ·mol-1)=-165kJ·mol-1；△H2=(-111kJ·mol-1)+(-242kJ·mol-1)-(-394kJ·mol-1)=+41kJ·mol-1；由盖斯定律可知，I-II得：3H2(g)+CO(g)⇌CH4(g)+H2O(g)，△H=-206kJ·mol-1，其平衡常数，反应为放热反应，温度升高，平衡逆向进行，平衡常数变小；②由图可知，A点温度更高、压强更大，则平衡时A点的正逆反应速率更快，则速率：vA(正)大于B(逆)；假设氢气、二氧化碳投料分别为3mol、1mol，且C点CH4与CO的分压相同，则：此时，反应后总的物质的量为(4-2a)mol；已知x(CH4)=0.1、压强为5×105Pa，则，，总的物质的量、水的物质的量为，则p(H2O)=；平衡时氢气、二氧化碳、甲烷、水分别为、、、，其物质的量分数分别为0.4、0.1、0.1、0.3，则反应I以物质的量分数表示的平衡常数KxI=；（2）恒压、750℃时，过程II平衡后通入He，相当于增大容器体积，导致反应i逆向移动，使得二氧化碳增多，进而导致反应iii的化学平衡将逆向移动；反应i为气体分子数减小的反应、反应ii、iii为气体分子数不变的反应，故达到重新平衡时，n(CO2)仍然增大；反应iii为气体分子数不变的反应，且反应物中只有一氧化碳为气体，其平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，则新平衡时p(CO)不变。8．（2023·广东湛江·统考一模）碳达峰、碳中和是现在需要继续完成的环保任务，的综合利用成为热点研究对象，作为碳源加氢是再生能源的有效方法，加氢可以合成甲醇，Olah提出“甲醇经济”概念，认为甲醇会在不久的将来扮演不可或缺的角色，通过加氢生产甲醇是有希望的可再生路线之一，该过程主要发生如下反应：反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

(1)①相关键能如下表，则___________，该反应的活化能___________(填“大于”“小于”或“等于”)。化学键键能4361071464803②若K1、K2分别表示反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数，则的平衡常数K=___________(用含K1、K2的代数式表示)。③已知的正反应速率(k为正反应的速率常数)，某温度时测得数据如下：10.020.0120.020.02a则此温度下表中a=___________。(2)据文献报道，基纳米材料作为高性能催化剂可将电还原为高能量密度的，不同催化剂对生成的法拉第效率与电极电势的变化如图所示(已知法拉第效率是指实际生成物和理论生成物的百分比)，为了保证生成甲醇的法拉第效率，最合适的电势及最佳催化剂是___________。(3)在催化剂作用下，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ，达平衡时的转化率随温度和压强的变化如图，判断p1、p2、p3的大小关系：___________，解释压强一定时，的平衡转化率呈现如图变化的原因：_____________________。(4)某温度下，初始压强为，向容积为的恒容密闭容器中充入、发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时的转化率是50%，体系内剩余，反应Ⅱ的平衡常数K=___________。【答案】(1)

大于

1.6×10−3(2)−1.0V、Cu6(S)(3)p1>p2>p3

TK之前以反应Ⅰ为主，转化率随着温度升高而增大，TK之后以反应Ⅱ为主，转化率随着温度升高而降低(4)2【详解】（1）①反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等，则反应Ⅰ的焓变ΔH1=(2×803+436)kJ/mol—(1071+2×464)kJ/mol=+43kJ/mol，该反应为吸热反应，所以正反应的活化能大于逆反应的活化能，故答案为：+43kJ/mol；大于；②由盖斯定律可知，反应Ⅱ—反应Ⅰ得到反应，则反应的平衡常数K=，故答案为：；③由速率公式可得：2.0×10−4=k×0.02×0.013，解得k=1×104，则a=1×104×0.02×0.023=1.6×10−3，故答案为：1.6×10−3；（2）由图可知，电极电势为−1.0V、Cu6(S)做催化剂时生成甲醇的法拉第效率最高，则最合适的电势及最佳催化剂是−1.0V、Cu6(S)，故答案为：−1.0V、Cu6(S)；（3）反应Ⅰ是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，反应Ⅱ是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，压强为p1、p2、p3时，二氧化碳的转化率依次减小，则压强的大小顺序为p1>p2>p3；反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，反应Ⅱ是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，由图可知，压强一定时，温度升高，二氧化碳的转化率先增大后减小，说明TK之前以反应Ⅰ为主，转化率随着温度升高而增大，TK之后以反应Ⅱ为主，转化率随着温度升高而降低，故答案为：p1>p2>p3；TK之前以反应Ⅰ为主，转化率随着温度升高而增大，TK之后以反应Ⅱ为主，转化率随着温度升高而降低；（4）设平衡时一氧化碳、甲醇的物质的量分别为xmol、ymol，平衡时二氧化碳的转化率是50%，由碳原子个数守恒可得：x+y=1，体系内剩余1mol氢气，由方程式和氢原子个数守恒可得：2x+x+y=2，解得x=y=0.5，则反应Ⅱ的平衡常数K=，故答案为：2。9．（2023·河北邯郸·统考一模）研究CO、CO2在一定条件下与H2催化合成CH4等有机化工产品，对实现“碳中和”目标具有重要的意义。在一定条件下CO(g)与H2(g)可发生如下反应：反应Ⅰ：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H1=-206.4kJ•mol-1反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H2反应Ⅲ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3=+41.2kJ•mol-1(1)部分物质的标准生成焓数据如表所示：物质CO(g)H2(g)CH4(g)H2O(g)标准生成焓/(kJ•mol-1)-1100-74.6x则x=______；△H2=______kJ•mol-1。(2)一定温度范围内反应I和反应Ⅱ的lgKp－的线性关系如图1所示。①依据图像，可知T1℃时，反应Ⅲ的平衡常数Kp3=________________。②图中v正(A)__________(填“＞”、“＜”或“=”)v逆(B)。(3)①恒温(323K)恒压(p)条件下，在密闭容器中起始时按n(H2)：n(CO2)=1：1投料进行反应(仅发生反应Ⅱ和反应Ⅲ)，CO2初始分压分别为p0-(a)MPa、p0-(b)MPa、p0-(c)MPa，测得CO2的压强转化率α(CO2)[已知：气体A的压强转化率表示为α(A)=(1-)×100%，p0MPa为A的初始分压，p1MPa为某时刻A的分压]与时间(t)的关系如图2，则p0-(a)、p0-(b)、p0-(c)由大到小的顺序为____________________。②在密闭容器中起始时按n(H2)：n(CO2)=3：1投料，分别在压强为1MPa和5MPa的恒压下进行反应(两压强下均只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ)。恒压条件下反应温度对平衡体积分数δ(x)[x为CO或CH4，δ(x)=×100%]的影响如图3所示。则在1MPa时，表示CH4和CO的平衡体积分数随温度变化关系的曲线依次是_____(填“a”、“b”、“c”或“d”，下同)和______；在T℃、一定压强下，反应在M点达到化学平衡，平衡时CH4的分压p(CH4)=__________MPa，反应Ⅲ的平衡常数Kp=__________。【答案】(1)-241.8

-165.2(2)1

＞(3)p0-(a)＞p0-(c)＞p0-(b)

b

c

0.125

2.4【详解】（1）根据表格数据，△H1=[(-74.6+x)-(-110+03)]kJ•mol-1=-206.4kJ•mol-1，解得x=-241.8；根据盖斯定律，Ⅱ=Ⅰ+Ⅲ，。（2）①根据图1所示，℃时，反应Ⅰ和反应Ⅱ的相等，反应Ⅲ＝反应Ⅱ－反应Ⅰ，则，；②A、B两点都是平衡点，温度越高反应速率越大，A点温度高于B点，因此v正(A)>v逆(B)。（3）①反应Ⅱ的正向反应为气体体积减小的反应，反应Ⅲ为反应前后气体体积不变的反应，结合已知条件，可知反应相同时间起始总压相等时，初始分压越大，越大，故；②根据已知条件分析可知，a、b表示甲烷的平衡体积分数随温度变化关系，c、d表示CO的平衡体积分数随温度变化关系，结合（3）①的结论可推出在1MPa时，表示和CO的平衡体积分数随温度变化关系的曲线依次是b、c。设和初始物质的量分别为1mol和3mol，生成的和CO的物质的量均为xmol，列出三段式：平衡时的体积分数％，解得，平衡时气体总物质的量为，平衡时的分压，用平衡分压代替平衡浓度计算得反应Ⅲ的平衡常数。10．（2023·辽宁·校联考一模）将转化为有机碳酸酯(DMC)，可有效减少碳排放。转化为DMC的总反应为，可通过Ⅰ、Ⅱ两步反应完成：Ⅰ．Ⅱ．请回答下列问题：(1)有机碳酸酯中碳原子的杂化方式为___________，1mol中含有的键数目为___________。(2)反应Ⅱ的反应机理如图1所示，其中催化剂参与催化循环和脱水循环。①该反应的催化剂是___________，该物质还有另一个作用一提高DMC的平衡产率，结合反应机理图分析其中的原因：_______________________。②将物质的量之比为1∶2的和的混合气体以相同流速通过两种不同的催化剂a、b，仅发生反应Ⅱ．相同时间内的转化率如图2所示。M点___________(填“是”或“不是”)对应温度下的的平衡转化率，原因是_____________________________。(3)一定温度范围内的线性关系如图3。①对于反应Ⅱ，活化能___________(填“>”或“<”)。②时，该温度下___________。某温度下，在5L恒容密闭容器中充入5mol和10mol，发生反应Ⅰ、Ⅱ，反应经10min达到平衡，此时，，则___________.【答案】(1)、

5(2)

催化剂的中间产物使产物水离开反应体系，促使平衡正向移动，提高反应Ⅱ中DMC的平衡产率

不是

催化剂不改变反应物的平衡转化率，相同温度下，催化剂b对应的的转化率比M点高，说明M点未达到平衡(3)<

1

20【详解】（1）有机碳酸酯中含有甲基和碳氧双键，碳原子的杂化方式为、，中只含有单键，则1mol中含有5mol键，数目为5。（2）①由图可知，在反应过程中先消耗再生成参与第一步反应，则是催化剂；该物质还有另一个作用一提高DMC的平衡产率，原因是：催化剂的中间产物使产物水离开反应体系，促使平衡正向移动，提高反应Ⅱ中DMC的平衡产率；②催化剂不改变反应物的平衡转化率，相同温度下，催化剂b对应的的转化率比M点高，说明M点未达到平衡，M点不是对应温度下的的平衡转化率。（3）①由图3可知，升高温度，减小，说明平衡逆向移动，则反应Ⅱ是放热反应，则活化能<；②由盖斯定律可知，Ⅰ×2+Ⅱ可得总反应，则K总=KK2，时，该温度下1，在5L恒容密闭容器中充入5mol和10mol，发生反应Ⅰ、Ⅱ，反应经10min达到平衡，此时，，根据已知条件列出“三段式”则y==0.2mol/L，x-2y==0.2mol/L，则x=0.6mol/L，则。11．（2023·甘肃酒泉·统考一模）氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用，但同时又是造成环境污染的主要物质，其转化规律一直是科学家们研究的热点问题。回答下列问题：(1)已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图所示(图中表示生成2molNO2的能量变化)。则2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH=_____________。(2)某温度下，反应的平衡常数如下：I.2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)K1=3.3×1013II.2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)K2=2.2×1030则该温度下，反应III：2NO2(g)⇌N2(g)+2O2(g)K3=_______(计算结果保留一位小数)，反应II与反应III相比分解趋势较大的反应是_______(填“反应II”或“反应III”)。(3)已知反应2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g)ΔH=-148kJ·mol-1，正反应速率方程式可以表示为v正=k正cm(NO)·cn(H2)(k正为正反应速率常数，只与温度有关。m和n为反应级数，取最简单正整数)。为了探究一定温度下NO、H2的浓度对反应速率的影响，测得实验数据如下：序号c(NO)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)v正/(mol·L-1·min-1)I0.100.100.414k正II0.100.200.828k正III0.30