2025年高考化学复习之小题狂练300题（填空题）：化学反应速率与化学平衡

第1页（共1页）2025年高考化学复习之小题狂练300题（填空题）：化学反应速率与化学平衡一．填空题（共10小题）1．（2024•广西模拟）氨是重要的化工原料，我国目前氨的生产能力居世界首位。回答下列问题：（1）如图为在某催化剂表面合成氨反应机理。NH3的VSEPR模型为，反应2NH3（g）＝N2（g）+3H2（g）的ΔH＝kJ•mol﹣1。（2）近年来，电化学催化氮气还原合成氨的催化剂研究取得了较大发展。①图1所示过程中，总反应方程式为。②TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2﹣aNb，如图所示，图中1TiO2﹣aNb晶体中a：b＝。（3）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的计算结果如图所示。进料组成Ⅰ：xH2＝0.75、xN2＝0.25；进料组成Ⅱ：xH2＝0.60、xN2＝0.20、xAr＝0.20（物质i的物质的量分数：xi＝）①P116MPa（填“＞”、“＝”或“＜”）。②进料组成中不含惰性气体Ar的图是。（图3或图4）③图3中，当P2＝16MPa、XNH3＝0.25时，氮气的转化率a＝。该温度时，反应N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）的平衡常数Kp＝（MPa）﹣2。2．（2023•重庆模拟）低碳烯烃（乙烯、丙烯等）作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷（CH3I）热裂解制低碳烯烃的主要反应有：反应Ⅰ2CH3I（g）⇌C2H4（g）+2HI（g）ΔH1反应Ⅱ3C2H4（g）⇌2C3H6（g）ΔH2反应Ⅲ2C2H4（g）⇌C4H8（g）ΔH3（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH随温度的变化如图1所示。298K下，ΔH1＝kJ▪mol﹣1。（2）针对反应Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有。A.低温B.高温C.低压D.高压E.催化剂（3）利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2，回答下列问题：①下列有关说法正确的是。A.因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，且为熵减小反应，所以ΔH2＜0、ΔH3＜0B.若ΔH随温度的上升而增大，则ΔH＞0C.随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动D.当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因是：。（4）维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1molCH3I，测得平衡体系中n（C2H4）＝n（C3H6）＝0.14mol，n（C4H8）＝0.065mol。①平衡时CH3I的转化率为。②已知810K条件下，存在等式═A（常数）MPa﹣1（对于气相反应，用某组分B的平衡压强p（B）可代替物质的量浓度c（B），如p（B）＝p▪x（B），P为平衡总压强，x（B）为平衡系统中B的物质的量分数）。保持其它条件不变，请在图3中画出x（HI）与压强（0.1～2.0MPa）关系的曲线示意图。3．（2023•天津一模）CO2是温室气体，但也是重要的工业原料，CO2的综合利用有利于碳达峰、碳中和目标的最终实现。（1）CO2和乙烷反应制备乙烯。298K时，相关物质的相对能量如图，CO2与乙烷反应生成乙烯、CO和气态水的热化学方程式为。（2）在Ru/TiO2催化下发生反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）。假定无副反应，350℃时向1L恒容密闭容器中充入1molCO2和4molH2，初始总压强为5aMPa，反应进行到5min时，CO2与CH4分压（分压＝总压×组分物质的量分数）相等，再过5min后反应达到平衡，CO2和CH4的平衡分压分别为0.25aMPa和0.75aMPa。①该可逆反应达到平衡的标志为（填标号）。A.四种物质分压之比等于计量系数之比B.单位体积内分子总数不变C.混合气体的平均相对分子质量不变D.CO2和CH4的物质的量之和不变②0～5min内，v（H2O）＝，平衡时CO2的转化率为。该温度下充入1molCO2和3molH2，则该反应的平衡常数K＝。③10min达平衡后，该温度下继续充入1molCO2和4molH2，再次达到平衡后H2的体积分数将。（填“变大”“变小”或“不变”）（3）CO2与环氧丙烷（）在催化剂作用下生成（的反应原理如图：该反应的化学方程式为，催化剂为。4．（2023•淮北一模）化石燃料燃烧排放的氮氧化物（NOx）需要加以处理，以氨气为还原剂的NH3—SCR（选择性催化还原）技术主要是通过向烟道内喷入还原剂NH3，然后在催化剂的作用下将烟气中的NOx，还原成清洁的N2和H2O。回答下列问题：（1）已知下列反应的热化学方程式：①4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）⇌4N2（g）+6H2O（g）ΔH1＝﹣1626kJ•mol﹣1（标准SCR反应）②6NO2（g）+8NH3（g）⇌7N2（g）+12H2O（g）ΔH2＝﹣2736kJ•mol﹣1（慢速SCR反应）③NO（g）+NO2（g）+2NH3（g）⇌2N2（g）+3H2O（g）ΔH3（快速SCR反应）④4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g）ΔH4＝﹣1266kJ•mol﹣1（副反应）计算反应③的ΔH3＝kJ•mol﹣1。（2）下列关于反应②和反应③反应过程能量变化示意图正确的是。（3）若烟气中水含量过高会对反应产生影响：ⅰ．从平衡角度分析水含量高的影响：；ⅱ．相同时间内水对反应①和反应③的影响如图所示。水的存在（选填“加快”“减慢”）了SCR反应，可能的原因是：。（4）在温度T1、压强120kPa条件下的恒容容器中模拟实验，原料气NO、NO2、NH3比例为1：1：2，主要发生反应③，平衡时压强为144kPa，脱氮率为，平衡常数Kp＝kPa（保留三位有效数字）。（脱氮率＝×100%）5．（2023•大庆模拟）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产和生活中有着重要作用，氮氧化物也是主要的大气污染物。回答下列问题：（1）已知在催化剂的作用下，NH3与NOx反应生成无污染气体：①2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g）ΔH1②4NH3（g）+6NO（g）＝5N2（g）+6H2O（l）ΔH2③8NH3（g）+6NO2（g）＝7N2（g）+12H2O（l）ΔH3则④4NH3（g）+3O2（g）＝2N2（g）+6H2O（l）ΔH4＝（用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示）。实验室可用氯化铵与消石灰反应制备少量NH3：2NH4Cl（s）+Ca（OH）2（s）＝CaCl2（s）+2NH3（g）+2H2O（g）ΔH＞0，该反应在（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下能自发进行。（2）在催化剂作用下，CO也能将NOx转化为无毒清洁物质，恒温条件下，将一定量的CO与NO2气体通入恒容密闭容器中，发生反应2NO2（g）+4CO（g）⇌N2（g）+4CO2（g）。下列可判断反应达到平衡的是（填标号）。A．混合气体的密度保持不变B．c（CO2）：c（N2）＝4：1C．容器内总压强不再改变D．v消耗（NO2）＝2v消耗（CO2）（3）汽车尾气中含有较多的CO和NO，在催化剂作用下，发生反应2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）。实验测得：v正＝k正⋅c2（CO）⋅c2（NO），v逆＝k逆⋅c（N2）⋅c2（CO2）（k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数，只与温度有关）。某温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入1.6molCO和1molNO，当反应达到平衡时，NO的转化率为80%，则：①k正：k逆＝。②平衡时体系压强为pkPa，Kp为用分压表示的平衡常数（分压＝总压×物质的量分数），则平衡常数Kp＝（用含p的式子表示）kPa﹣1。6．（2023•昌江县二模）2L密闭容器内，800℃时反应：2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如表：时间（s）01234n（NO）（mol）0.0200.0100.0080.0070.007（1）写出该反应的平衡常数表达式：K＝。已知K300℃＞K350℃，则该反应是热反应。（2）用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝。（3）能说明该反应已达到平衡状态的是。A．v（NO2）＝2v（O2）B．容器内压强保持不变C．v逆（NO）＝2v正（O2）D．容器内密度保持不变（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是。7．（2022•桥西区校级模拟）含氮化合物的制备、应用及污染治理是科学研究领域的热点问题。试回答下列问题。（1）反应2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）ΔH＝﹣620.9kJ•mol﹣1。可有效降低汽车尾气污染物的排放。①对于该反应，下列说法正确的是（填序号）。A.该反应在高温条件下可自发进行B.容积固定的绝热容器中，温度保持不变时反应达到平衡状态C.投料比[即]越大，NO转化率、反应速率均越大D.在恒温恒压的容器中达平衡时，同时通入等物质的量的C•和CO2平衡不移动②图中曲线表示在其他条件一定时反应速率与温度的关系，x为C•的转化率，其中最佳反应温度曲线为不同转化率下最大反应速率与温度的关系，则x最小的是下，理由是。（2）我国科学家结合实验与计算机模拟结果，得到在铜催化作用下将一个N，N﹣二甲基甲酞胺[（CH3）2NCHO]转化为三甲胺[N（CH3）3]的合成路线。反应历程如图所示。则反应（CH3）2NCHO（g）+2H2（g）═N（CH3）s（g）+H2O（g）的ΔH＝kJ•mol﹣1（1eV＝1.6×10﹣22kJ，NA的数值为6.02×1023，结果保留2位有效数字），①、②、③中反应速率最快的一步的化学方程式为。（3）T℃时，存在如下平衡：2NO2（g）⇌N2O（g）。该反应正、逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为v正＝h正c2（NO2），v逆＝k逆c（N2O4）（k正、k逆是速率常数），且lgv正～lgc（NO2）与lgv逆～lgc（N2O4）的关系如图所示。①图中表示lgv逆～lgc（N2O4）的线是（填“I”或“II”）。②T℃时，该反应的平衡常数K＝L/mol。③T℃时，向2L恒容密闭容器中充入1.6molNO2，某时刻v正＝4×100.5mol/（L•min），则此时NO2的转化率为。8．（2022•定远县校级模拟）二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能．工业制备二甲醚在催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃）进行下列反应：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1＝﹣90.7kJ•mol﹣1②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2＝﹣23.5kJ•mol﹣1③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H3＝﹣41.2kJ•mol﹣1（1）若要增大反应①中H2的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为．A．加入某物质作催化剂B．加入一定量COC．反应温度降低D．增大容器体积（2）在某温度下，若反应①的起始浓度分别为：c（CO）＝1mol/L，c（H2）＝2.4mol/L，5min后达到平衡，CO的转化率为50%，则5min内CO的平均反应速率为；若反应物的起始浓度分别为：c（CO）＝4mol/L，c（H2）＝amol/L；达到平衡后，c（CH3OH）＝2mol/L，a＝mol/L．（3）催化反应室中总反应3CO（g）+3H2（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H＝；830℃时反应③的K＝1.0，则在催化反应室中反应③的K1.0（填“＞”、“＜”或“＝”）．（4）二甲醚燃烧热为1455kJ•mol﹣1，则二甲醚燃烧的热化学方程式为．（5）“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源，其工作原理如图所示．写出a电极上发生的电极反应式．9．（2022•浙江模拟）CO在工业生产中具有重要作用．（1）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH1＝﹣90.7kJ⋅mol﹣12CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣23.5kJ⋅mol﹣1①已知ΔG＝ΔH﹣TΔS，反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的ΔG随温度的变化是图1中的（填“L1”或“L2”）．②工业以CH3OH为原料合成CH3OCH3是在一定温度和压强下，以Si/Al混合物作为催化剂，向反应炉中匀速通入CH3OH，不同硅铝比（I、II）与生成CH3OCH3的速率关系如图2所示．下列说法正确的是．A．温度越低越有利于工业合成CH3OCH3B．合适的硅铝比为0.15C．在原料气CH3OH中混入适量的惰性气体对CH3OCH3的生成速率无影响D．CH3OCH3内，CH3OCH3的产量I＞II（2）已知在催化剂M作用下，NO2（g）+CO（g）⇌CO2（g）+NO（g）ΔH＜0．①一定温度下，假设正逆反应速率与浓度关系为v正＝k1c（NO2）⋅c（CO），v逆＝k2c（CO2）⋅c（NO），k1，k2只与温度相关，则反应的平衡常数K＝（用含k1、k2的式子表示）．②催化剂M活性随温度变化情况如图3所示，相同时间测得NO2的转化率随反应温度变化情况如图29﹣4所示，写出NO2的转化率出现上述变化的可能原因（写出两点）：．③在图4中画出，其他条件不变，增大压强（催化剂不失活）情况下，NO2的转化率随温度变化图．（3）已知CH3CHO═CH4+CO，用I2催化该反应，若CH3CHO首先在I2催化下生成CH3I和CO及另一种无机化合物，用两个化学方程式表示该催化反应历程（反应机理）：步骤i：；步骤ⅱ：．10．（2022•宝安区校级模拟）中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，相关成果北京时间9月24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表，因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下：Ⅰ．CO2（g）+C2H6（g）⇌C2H4（g）+H2O（g）+CO（g）△H＝+177kJ•mol﹣1（主反应）Ⅱ．C2H6（g）⇌CH4（g）+H2（g）+C（s）△H＝+9kJ•mol﹣1（副反应）（1）反应I的反应历程可分为如下两步：i．C2H6（g）⇌C2H4（g）+H2（g）△H1（反应速率较快）ii．H2（g）+CO2（g）⇌H2O（g）+CO（g）△H2＝+41kJ•mol﹣1（反应速率较慢）①△H1＝kJ•mol﹣1②相比于提高c（C2H6），提高c（CO2）对反应I速率影响更大，原因是。（2）向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4，发生主反应，温度对催化剂K﹣Fe﹣Mn/Si﹣2性能的影响如图所示，工业生产综合各方面的因素，反应选择800℃的原因是。（3）在800℃时，n（CO2）：n（C2H6）＝1：3，充入一定体积的密闭容器中，在有催化剂存在的条件下，只发生反应主反应，初始压强为P0，一段时间达到平衡，产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等，该温度下反应的平衡常数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）工业上也可用甲烷催化法制取乙烯，只发生反应如下：2CH4（g）⇌C2H4（g）+2H2（g）ΔH＞0。①在恒容绝热的容器中进行上述反应，下列不能用来判断达到平衡状态的是。A.混合气体的平均相对分子质量不再改变B.容器中压强不再改变C.混合气体的密度不再改变D.v（CH4）＝v（H2）②温度T时，向2L的恒容反应器中充入2molCH4，仅发生上述反应，反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示：实验测得v正＝k正c2（CH4），v逆＝k逆c（C2H4）•c2（H2），k正、k逆为速率常数，只与温度有关，T温度时则＝（用含有x的代数式表示）；当温度升高时，k正增大m倍，k逆增大n倍，则mn（填“＞”、“＜”或“＝”）。

2025年高考化学复习之小题狂练300题（填空题）：化学反应速率与化学平衡参考答案与试题解析一．填空题（共10小题）1．（2024•广西模拟）氨是重要的化工原料，我国目前氨的生产能力居世界首位。回答下列问题：（1）如图为在某催化剂表面合成氨反应机理。NH3的VSEPR模型为四面体形，反应2NH3（g）＝N2（g）+3H2（g）的ΔH＝+92kJ•mol﹣1。（2）近年来，电化学催化氮气还原合成氨的催化剂研究取得了较大发展。①图1所示过程中，总反应方程式为N2+6H++6e﹣＝2NH3。②TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2﹣aNb，如图所示，图中1TiO2﹣aNb晶体中a：b＝7：2。（3）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的计算结果如图所示。进料组成Ⅰ：xH2＝0.75、xN2＝0.25；进料组成Ⅱ：xH2＝0.60、xN2＝0.20、xAr＝0.20（物质i的物质的量分数：xi＝）①P1＜16MPa（填“＞”、“＝”或“＜”）。②进料组成中不含惰性气体Ar的图是图3。（图3或图4）③图3中，当P2＝16MPa、XNH3＝0.25时，氮气的转化率a＝50%。该温度时，反应N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）的平衡常数Kp＝（MPa）﹣2。【答案】（1）四面体形；+92；（2）①N2+6H++6e﹣＝2NH3；②7：2；（3）①＜；②图3；③50%；。【分析】（1）NH3的价层电子对为3+1＝4；由图可知，N2（g）+H2（g）⇌NH3（g）ΔH＝生成物总能量﹣反应物总能量；（2）①由图可知，该反应是氮气得到电子结合氢离子生成氨气；②TiO2晶胞中Ti的个数为×8+1+×4＝4，O的个数为＝8，TiO2﹣aNb晶胞中Ti的个数为8，O的个数为×7+1+7×＝，N的个数为1×＝，则4（2﹣a）＝，4b＝，解出a、b的值；（3）①N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）该反应为气体体积减小的反应，相同条件下，增大压强，平衡正向移动，平衡时氨的物质的量分数越大；②进料组成中有惰性气体Ar，相当于减小压强，平衡逆向移动，平衡时氨的物质的量分数减小；③设起始氢气物质的量为0.6mol，氮气物质的量为0.2mol，Ar物质的量为0.2mol，列化学平衡三段式，结合转化率、Kp＝计算。【解答】解：（1）NH3的价层电子对为3+1＝4，所以NH3的VSEPR模型为四面体形；由图可知，N2（g）+H2（g）⇌NH3（g）ΔH＝生成物总能量﹣反应物总能量＝﹣46kJ/mol，所以反应2NH3（g）＝N2（g）+3H2（g）的ΔH＝+92kJ/mol，故答案为：四面体形；+92；（2）①由图可知，该反应是氮气得到电子结合氢离子生成氨气，方程式为N2+6H++6e﹣＝2NH3，故答案为：N2+6H++6e﹣＝2NH3；②TiO2晶胞中Ti的个数为×8+1+×4＝4，O的个数为＝8，TiO2﹣aNb晶胞中Ti的个数为8，O的个数为×7+1+7×＝，N的个数为1×＝，4（2﹣a）＝，解得a＝，4b＝，解得b＝，a：b＝：＝7：2，故答案为：7：2；（3）①N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）该反应为气体体积减小的反应，相同条件下，增大压强，平衡正向移动，平衡时氨的物质的量分数越大，所以P1＜16MPa，故答案为：＜；②进料组成中有惰性气体Ar，相当于减小压强，平衡逆向移动，平衡时氨的物质的量分数减小，图4表中p3、1000℃时氨气的物质的量分数更小，说明进料组成中含惰性气体Ar的，图3表示进料组成中不含惰性气体Ar的图，故答案为：图3；③设起始氢气物质的量为0.6mol，氮气物质的量为0.2mol，Ar物质的量为0.2mol，列化学平衡三段式，N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）起始（mol）0.20.60转化（mol）x3x2x平衡（mol）0.2﹣x0.6﹣3x2xXNH3＝0.25＝解得x＝0.1，氮气的转化率a＝×100%＝50%；混合气体总物质的量为（1﹣2×0.1）mol＝0.8mol；Kp＝＝＝（MPa）﹣2，故答案为：50；。【点评】本题综合考查化学知识，题目涉及反应热的计算、化学平衡的移动以及化学平衡的计算，侧重考查学生分析能力和计算能力，掌握盖勒夏特列原理、化学平衡三段式是解题关键，此题难度中等。2．（2023•重庆模拟）低碳烯烃（乙烯、丙烯等）作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷（CH3I）热裂解制低碳烯烃的主要反应有：反应Ⅰ2CH3I（g）⇌C2H4（g）+2HI（g）ΔH1反应Ⅱ3C2H4（g）⇌2C3H6（g）ΔH2反应Ⅲ2C2H4（g）⇌C4H8（g）ΔH3（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH随温度的变化如图1所示。298K下，ΔH1＝+80.24kJ▪mol﹣1。（2）针对反应Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有BC。A.低温B.高温C.低压D.高压E.催化剂（3）利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2，回答下列问题：①下列有关说法正确的是AC。A.因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，且为熵减小反应，所以ΔH2＜0、ΔH3＜0B.若ΔH随温度的上升而增大，则ΔH＞0C.随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动D.当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因是：反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显。（4）维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1molCH3I，测得平衡体系中n（C2H4）＝n（C3H6）＝0.14mol，n（C4H8）＝0.065mol。①平衡时CH3I的转化率为96%。②已知810K条件下，存在等式═A（常数）MPa﹣1（对于气相反应，用某组分B的平衡压强p（B）可代替物质的量浓度c（B），如p（B）＝p▪x（B），P为平衡总压强，x（B）为平衡系统中B的物质的量分数）。保持其它条件不变，请在图3中画出x（HI）与压强（0.1～2.0MPa）关系的曲线示意图。【答案】见试题解答内容【分析】（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH随温度的变化如图1所示。反应Ⅰ为分解反应，反应Ⅱ、Ⅲ为化合反应，大多数分解反应为吸热反应，大多数化合反应为放热反应；（2）反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，高温低压有利于提高碘甲烷的平衡转化率，催化剂不能使用平衡移动；（3）①A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，则△G＝ΔH﹣T△s＜0，且为熵减小反应，△s＜0，据此判断ΔH；B．结合图中ΔH随温度变化的两种曲线分析判断；C．由图2可知，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ生成物的摩尔分数先增大后降低；D．当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ、Ⅲ的摩尔分数相等；②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，因反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动；（4）①平衡时的C3H6为0.14mol，根据反应Ⅱ，即有0.21mol的C2H4转化为C3H6，平衡时的C4H8为0.065mol，根据反应Ⅲ，即有0.13mol的C2H4转化为C4H8，平衡时C2H4为0.14mol，综上可知反应Ⅰ生成的C2H4为0.21mol+0.13mol+0.14mol＝0.48mol，即可计算平衡时CH3I的转化率；②维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1mol，平衡时气体总物质的量为0.04mol+0.96mol+0.14mol+0.14mol+0.065mol＝1.345mol，故平衡总压为0.1345MPa，x（HI）＝＝71.4%，即可得x（HI）与压强（0.1～2.0MPa）关系的曲线示意图。【解答】解：（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH随温度的变化如图1所示。反应Ⅰ为分解反应，反应Ⅱ、Ⅲ为化合反应，大多数分解反应为吸热反应，大多数化合反应为放热反应，故298K下，ΔH1＝+80.24kJ/mol，故答案为：+80.24；（2）反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，高温低压有利于提高碘甲烷的平衡转化率，催化剂不能使用平衡移动，故答案为：BC；（3）①A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，则△G＝ΔH﹣T△s＜0，且为熵减小反应，则△s＜0，所以必须ΔH2＜0、ΔH3＜0，故A正确；B．从图上可以看出，最上面的一条线，ΔH随温度升高而增大，ΔH＞0，而图中最下面一条线，温度升高，后面ΔH也增大，但ΔH＜0，故B错误；C．由图2可知，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ生成物的摩尔分数先增大后降低，故化学平衡先正向移动后逆向移动，故C正确；D．已知：KⅡ＝，KⅢ＝，则KⅡ＝KⅢ×，由图可知，T≤715K时，＞1，故KⅡ＞KⅢ，故D错误；故答案为：AC；②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，因反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显，故乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，故答案为：反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显；（4）①平衡时的C3H6为0.14mol，根据反应Ⅱ，即有0.21mol的C2H4转化为C3H6，平衡时的C4H8为0.065mol，根据反应Ⅲ，即有0.13mol的C2H4转化为C4H8，平衡时C2H4为0.14mol，综上可知反应Ⅰ生成的C2H4为0.21mol+0.13mol+0.14mol＝0.48mol，即根据三段式可知：反应Ⅰ2CH3I（g）⇌C2H4（g）+2HI（g）起始浓度（mol）100变化浓度（mol）0.960.480.96平衡浓度（mol）0.040.480.96故平衡时CH3I的转化率为＝96%，故答案为：96%；②维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1mol，平衡时气体总物质的量为0.04mol+0.96mol+0.14mol+0.14mol+0.065mol＝1.345mol，故平衡总压为0.1345MPa，x（HI）＝×100%＝71.4%，故x（HI）与压强（0.1～2.0MPa）关系的曲线示意图如：，故答案为：。【点评】本题考查了盖斯定律，化学平衡计算等重点考点，需要学生掌握并会应用盖斯定律计算反应的反应热，难点是化学平衡的计算，均为高频考点，难度中等。3．（2023•天津一模）CO2是温室气体，但也是重要的工业原料，CO2的综合利用有利于碳达峰、碳中和目标的最终实现。（1）CO2和乙烷反应制备乙烯。298K时，相关物质的相对能量如图，CO2与乙烷反应生成乙烯、CO和气态水的热化学方程式为C2H6（g）+CO2（g）＝C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）ΔH＝+177kJ/mol。（2）在Ru/TiO2催化下发生反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）。假定无副反应，350℃时向1L恒容密闭容器中充入1molCO2和4molH2，初始总压强为5aMPa，反应进行到5min时，CO2与CH4分压（分压＝总压×组分物质的量分数）相等，再过5min后反应达到平衡，CO2和CH4的平衡分压分别为0.25aMPa和0.75aMPa。①该可逆反应达到平衡的标志为BC（填标号）。A.四种物质分压之比等于计量系数之比B.单位体积内分子总数不变C.混合气体的平均相对分子质量不变D.CO2和CH4的物质的量之和不变②0～5min内，v（H2O）＝0.2mol/（L•min），平衡时CO2的转化率为50%。该温度下充入1molCO2和3molH2，则该反应的平衡常数K＝6.75L2•mol﹣2。③10min达平衡后，该温度下继续充入1molCO2和4molH2，再次达到平衡后H2的体积分数将变小。（填“变大”“变小”或“不变”）（3）CO2与环氧丙烷（）在催化剂作用下生成（的反应原理如图：该反应的化学方程式为+CO2，催化剂为和I﹣或ZnO4和I﹣。【答案】（1）C2H6（g）+CO2（g）＝C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）ΔH＝+177kJ/mol；（2）①BC；②0.2mol/（L•min）；50%；6.75L2•mol﹣2；③变小；（3）+CO2；和I﹣或ZnO4和I﹣。【分析】（1）二氧化碳与乙烷反应生成乙烯、一氧化碳和气态水的反应为C2H6（g）+CO2（g）＝C2H4（g）+CO（g）+H2O（g），则ΔH＝（52﹣110﹣242+84+393）kJ/mol＝+177kJ/mol；（2）①A．四种物质分压之比等于计量系数之比不能说明正逆反应速率相等；B．该反应是气体体积减小的反应，单位体积内分子总数不变说明正逆反应速率相等；C．由质量守恒定律可知，反应前后混合气体的质量不变，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等；D．二氧化碳和甲烷的物质的量之和不变不能说明正逆反应速率相等；②设5min时消耗二氧化碳的物质的量为xmol，由题意可建立如下三段式：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）开始（mol）1          4      0         0变化（mol）x           4x    x         2x平衡（mol）1﹣x          4﹣4x   x         2x由二氧化碳和甲烷的分压相等可得：＝，解得x＝0.5mol，由容器的体积为1L可知，0﹣5min内水的反应速率为ν＝，设5min时消耗二氧化碳的物质的量为ymol，由题意可建立如下三段式：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）开始（mol）1          4       0         0变化（mol）y            4y       y           2y5min（mol）1﹣y         4﹣4y       y          2y由二氧化碳和甲烷的平衡分压之比为0.25MPa：0.75MPa＝1：3可得：＝，解得y＝0.75，由容器的体积为1L可知，反应的平衡常数为K＝，据此计算；③10min达平衡后，该温度下继续充入1molCO2和4molH2，平衡正向移动；（3）由图可知，在和碘离子做催化剂作用下，环氧丙烷与二氧化碳反应生成。【解答】解：（1）二氧化碳与乙烷反应生成乙烯、一氧化碳和气态水的反应为C2H6（g）+CO2（g）＝C2H4（g）+CO（g）+H2O（g），则ΔH＝（52﹣110﹣242+84+393）kJ/mol＝+177kJ/mol，则热化学方程式为C2H6（g）+CO2（g）＝C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）ΔH＝+177kJ/mol，故答案为：C2H6（g）+CO2（g）＝C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）ΔH＝+177kJ/mol；（2）①A．四种物质分压之比等于计量系数之比不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故A错误；B．该反应是气体体积减小的反应，单位体积内分子总数不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故B正确；C．由质量守恒定律可知，反应前后混合气体的质量不变，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故C正确；D．二氧化碳和甲烷的物质的量之和不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故D错误；故答案为：BC；②设5min时消耗二氧化碳的物质的量为xmol，由题意可建立如下三段式：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）开始（mol）1          4      0         0变化（mol）x           4x    x         2x平衡（mol）1﹣x          4﹣4x   x         2x由二氧化碳和甲烷的分压相等可得：＝，解得x＝0.5mol，由容器的体积为1L可知，0﹣5min内水的反应速率为ν＝＝＝0.2mol/（L•min）；CO的转化率为×100%＝50%，设5min时消耗二氧化碳的物质的量为ymol，由题意可建立如下三段式：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）开始（mol）1          4       0         0变化（mol）y            4y       y           2y5min（mol）1﹣y         4﹣4y       y          2y由二氧化碳和甲烷的平衡分压之比为0.25MPa：0.75MPa＝1：3可得：＝，解得y＝0.75，由容器的体积为1L可知，反应的平衡常数为K＝＝L2•mol﹣2＝6.75L2•mol﹣2，温度不变，化学平衡常数不变，则该温度下充入1mol二氧化碳和3mol氢气的反应平衡常数也为6.75L2•mol﹣2，故答案为：0.2mol/（L•min）；50%；6.75L2•mol﹣2；②③10min达平衡后，该温度下继续充入1molCO2和4molH2，平衡正向移动，再次达到平衡后H2的体积分数将变小，故答案为：变小；（3）由图可知，在和碘离子做催化剂作用下，环氧丙烷与二氧化碳反应生成，反应的化学方程式为+CO2，故答案为：+CO2；和I﹣或ZnO4和I﹣。【点评】本题考查化学平衡及其影响因素、反应热的计算、平衡图象分析与判断等知识，侧重考查学生分析能力和灵活运用能力，准确提取题中的关键信息和关键数据及数据的处理是解答本题的关键，把握活化能概念及活化能与化学反应速率的关系、化学平衡的影响因素即可解答，要求考生细心、有耐心和扎实的基本功，注意选择性膜技术的理解，题目难度较大。4．（2023•淮北一模）化石燃料燃烧排放的氮氧化物（NOx）需要加以处理，以氨气为还原剂的NH3—SCR（选择性催化还原）技术主要是通过向烟道内喷入还原剂NH3，然后在催化剂的作用下将烟气中的NOx，还原成清洁的N2和H2O。回答下列问题：（1）已知下列反应的热化学方程式：①4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）⇌4N2（g）+6H2O（g）ΔH1＝﹣1626kJ•mol﹣1（标准SCR反应）②6NO2（g）+8NH3（g）⇌7N2（g）+12H2O（g）ΔH2＝﹣2736kJ•mol﹣1（慢速SCR反应）③NO（g）+NO2（g）+2NH3（g）⇌2N2（g）+3H2O（g）ΔH3（快速SCR反应）④4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g）ΔH4＝﹣1266kJ•mol﹣1（副反应）计算反应③的ΔH3＝﹣757kJ•mol﹣1。（2）下列关于反应②和反应③反应过程能量变化示意图正确的是B。（3）若烟气中水含量过高会对反应产生影响：ⅰ．从平衡角度分析水含量高的影响：水含量高不利于平衡正向进行；ⅱ．相同时间内水对反应①和反应③的影响如图所示。水的存在减慢（选填“加快”“减慢”）了SCR反应，可能的原因是：水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能。（4）在温度T1、压强120kPa条件下的恒容容器中模拟实验，原料气NO、NO2、NH3比例为1：1：2，主要发生反应③，平衡时压强为144kPa，脱氮率为80%，平衡常数Kp＝1.66×105kPa（保留三位有效数字）。（脱氮率＝×100%）【答案】（1）﹣757；（2）B；（3）水含量高不利于平衡正向进行；减慢；水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能；（4）80%；1.66×105。【分析】（1）根据盖斯定律ΔH3＝（3ΔH1+2ΔH2﹣ΔH4）；（2）反应②和反应③均是放热反应且反应③比反应②放出的热量多；（3）反应均是可逆反应，水是生成物；由图可知相同时间内水的存在会降低氮的氧化物的还原率，水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能；（4）气体的压强和物质的量成正比；反应前，体系的总压强为120kPa，原料气NO、NO2、NH3比例为1：1：2，这些组分的分压依次为30kPa、30kPa、60kPa；设反应中，NO减小的压强为xkPa，根据压强的变化列出三段式：NO（g）+NO2（g）+2NH3（g）⇌2N2（g）+3H2O（g）起始量/mol：30306000变化量/mol：xx2x2x3x平衡量/mol：30﹣x30﹣x60﹣2x2x3x则30﹣x+30﹣x+60﹣2x+2x+3x＝144，解得x＝24，即平衡时，NO、NO、NH3、N2和H2O的压强分别为6kPa、6kPa、12kPa、48kPa、72kPa。【解答】解：（1）根据盖斯定律ΔH3＝（3ΔH1+2ΔH2﹣ΔH4）＝﹣757kJ•mol﹣1，故答案为：﹣757；（2）反应②和反应③均是放热反应且反应③比反应②放出的热量多，故答案为：B；（3）反应均是可逆反应，水是生成物，水含量高不利于平衡正向进行；由图可知相同时间内水的存在会降低氮的氧化物的还原率，所以水的存在减慢了SCR反应，可能的原因是：水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能，故答案为：水含量高不利于平衡正向进行；减慢；水含量高使催化剂活性降低，增大了反应的活化能；（4）气体的压强和物质的量成正比；反应前，体系的总压强为120kPa，原料气NO、NO2、NH3比例为1：1：2，这些组分的分压依次为30kPa、30kPa、60kPa；设反应中，NO减小的压强为xkPa，根据压强的变化列出三段式：NO（g）+NO2（g）+2NH3（g）⇌2N2（g）+3H2O（g）起始量/mol：30306000变化量/mol：xx2x2x3x平衡量/mol：30﹣x30﹣x60﹣2x2x3x则30﹣x+30﹣x+60﹣2x+2x+3x＝144，解得x＝24，即平衡时，NO、NO、NH3、N2和H2O的压强分别为6kPa、6kPa、12kPa、48kPa、72kPa，则脱氮率为，KP＝，故答案为：80%；1.66×105。【点评】本题考查反应中的能量变化和化学平衡，侧重考查学生盖斯定律、平衡移动和平衡常数计算的掌握情况，试题难度中等。5．（2023•大庆模拟）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产和生活中有着重要作用，氮氧化物也是主要的大气污染物。回答下列问题：（1）已知在催化剂的作用下，NH3与NOx反应生成无污染气体：①2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g）ΔH1②4NH3（g）+6NO（g）＝5N2（g）+6H2O（l）ΔH2③8NH3（g）+6NO2（g）＝7N2（g）+12H2O（l）ΔH3则④4NH3（g）+3O2（g）＝2N2（g）+6H2O（l）ΔH4＝3ΔH1+ΔH3﹣ΔH2（用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示）。实验室可用氯化铵与消石灰反应制备少量NH3：2NH4Cl（s）+Ca（OH）2（s）＝CaCl2（s）+2NH3（g）+2H2O（g）ΔH＞0，该反应在高温（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下能自发进行。（2）在催化剂作用下，CO也能将NOx转化为无毒清洁物质，恒温条件下，将一定量的CO与NO2气体通入恒容密闭容器中，发生反应2NO2（g）+4CO（g）⇌N2（g）+4CO2（g）。下列可判断反应达到平衡的是C（填标号）。A．混合气体的密度保持不变B．c（CO2）：c（N2）＝4：1C．容器内总压强不再改变D．v消耗（NO2）＝2v消耗（CO2）（3）汽车尾气中含有较多的CO和NO，在催化剂作用下，发生反应2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）。实验测得：v正＝k正⋅c2（CO）⋅c2（NO），v逆＝k逆⋅c（N2）⋅c2（CO2）（k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数，只与温度有关）。某温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入1.6molCO和1molNO，当反应达到平衡时，NO的转化率为80%，则：①k正：k逆＝20。②平衡时体系压强为pkPa，Kp为用分压表示的平衡常数（分压＝总压×物质的量分数），则平衡常数Kp＝（用含p的式子表示）kPa﹣1。【答案】（1）3ΔH1+ΔH3﹣ΔH2；高温；（2）C；（3）20；。【分析】（1）根据盖斯定律，3①+③﹣②得4NH3（g）+3O2（g）＝2N2（g）+6H2O（l）；ΔG＝ΔH﹣TΔS，ΔG＜0反应自发进行；（2）A．各物质均为气体，恒容条件下，密度为恒值；B．由于方程式N2与CO2前系数为1：4关系，故生成浓度满足c（CO2）：c（N2）＝4：1；C．由于方程式两边气体分子前系数不等；D．NO2消耗速率属于正反应速率，CO2消耗速率是逆反应速率，当正逆反应速率之比等于化学方程式计量数之比；（3）当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，V正＝V逆；分压＝总压×物质的量分数。【解答】解：（1）根据盖斯定律，3①+③﹣②得4NH3（g）+3O2（g）＝2N2（g）+6H2O（l），ΔH4＝3ΔH1+ΔH3﹣ΔH2；ΔG＝ΔH﹣TΔS，ΔG＜0反应自发进行，该反应中ΔH＞0，ΔS＞0，因此高温下反应自发进行，故答案为：3ΔH1+ΔH3﹣ΔH2；高温；（2）A.各物质均为气体，恒容条件下，密度为恒值，密度不变，不能判断平衡状态，故A错误；B.由于方程式N2与CO2前系数为1：4关系，故生成浓度满足c（CO2）：c（N2）＝4：1与是否平衡无关，不能判断，故B错误；C.由于方程式两边气体分子前系数不等，当压强为一定值时，可判断达到平衡，故C正确；D.NO2消耗速率属于正反应速率，CO2消耗速率是逆反应速率，当正逆反应速率之比等于化学方程式计量数之比，即，不能判断，故D错误；故答案为：C；（3）利用三段式计算法可知：2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）起始/mol：11.600变化/mol：0.80.80.40.8平衡/mol：0.20.80.40.8当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，V正＝V逆，则；分压＝总压×物质的量分数，平衡时物质的量为（0.8+0.4+0.8+0.2）mol＝2.2mol，，故答案为：20；。【点评】本题考查化学反应中的能量变化和化学平衡，侧重考查学生盖斯定律、平衡常数计算和平衡移动的掌握情况，试题难度中等。6．（2023•昌江县二模）2L密闭容器内，800℃时反应：2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如表：时间（s）01234n（NO）（mol）0.0200.0100.0080.0070.007（1）写出该反应的平衡常数表达式：K＝。已知K300℃＞K350℃，则该反应是放热热反应。（2）用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝0.0015mol/（L•s）。（3）能说明该反应已达到平衡状态的是BC。A．v（NO2）＝2v（O2）B．容器内压强保持不变C．v逆（NO）＝2v正（O2）D．容器内密度保持不变（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是增大压强或增大反应物浓度。【答案】（1）；放热；（2）0.0015mol/（L•s）；（3）BC；（4）增大压强或增大反应物浓度。【分析】（1）平衡常数K＝，根据平衡移动原理进行判断；（2）根据反应速率v＝进行判断；（3）化学反应达到平衡后各物质的浓度及正逆反应速率相等；（4）该反应为气体系数之和减小的反应，所以增大压强可以加快反应速率，同时使平衡正反应方向移动，增大反应物浓度也可以加快反应速率，同时使平衡正反应方向移动。【解答】解：（1）根据平衡常数的定义可知其平衡常数K＝，K300℃＞K350℃，即温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故答案为：；放热；（2）0～2s内Δn（NO）＝0.020mol﹣0.008mol＝0.012mol，根据方程式可知相同时段内Δn（O2）＝0.006mol，容器体积为2L，所以v（O2）＝＝0.0015mol/（L•s），故答案为：0.0015mol/（L•s）；（3）A．平衡时正逆反应速率相等，但选项未指明是正反应速率还是逆反应速率，故A错误；B．该反应前后气体系数之和不相等，容器恒容，所以未平衡时压强会变，当压强不变时说明反应平衡，故B正确；C．v逆（NO）＝2v正（O2）说明v逆（NO）＝v正（NO），反应达到平衡，故C正确；D．容器恒容则气体总体积不变，根据质量守恒定律可知气体总质量不变，所以无论是否平衡密度都不变，故D错误；故选：BC；（4）该反应为气体系数之和减小的反应，所以增大压强可以加快反应速率，同时使平衡正反应方向移动，增大反应物浓度也可以加快反应速率，同时使平衡正反应方向移动，故答案为：增大压强或增大反应物浓度。【点评】本题考查化学平衡计算、反应速率计算及读图表能力，为高频考点，侧重考查学生分析解决问题能力，难度不大，注意把握图象的分析以及相关数据的计算。7．（2022•桥西区校级模拟）含氮化合物的制备、应用及污染治理是科学研究领域的热点问题。试回答下列问题。（1）反应2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）ΔH＝﹣620.9kJ•mol﹣1。可有效降低汽车尾气污染物的排放。①对于该反应，下列说法正确的是B（填序号）。A.该反应在高温条件下可自发进行B.容积固定的绝热容器中，温度保持不变时反应达到平衡状态C.投料比[即]越大，NO转化率、反应速率均越大D.在恒温恒压的容器中达平衡时，同时通入等物质的量的C•和CO2平衡不移动②图中曲线表示在其他条件一定时反应速率与温度的关系，x为C•的转化率，其中最佳反应温度曲线为不同转化率下最大反应速率与温度的关系，则x最小的是下x3，理由是在其他条件一定时，转化率越小，反应物浓度越大，反应速率越快。（2）我国科学家结合实验与计算机模拟结果，得到在铜催化作用下将一个N，N﹣二甲基甲酞胺[（CH3）2NCHO]转化为三甲胺[N（CH3）3]的合成路线。反应历程如图所示。则反应（CH3）2NCHO（g）+2H2（g）═N（CH3）s（g）+H2O（g）的ΔH＝﹣98kJ•mol﹣1（1eV＝1.6×10﹣22kJ，NA的数值为6.02×1023，结果保留2位有效数字），①、②、③中反应速率最快的一步的化学方程式为（CH3）2NCH2OH*+H*＝N（CH3）3+OH*或（CH3）2NCH2OH*+2H*＝N（CH3）3+OH*+H*。（3）T℃时，存在如下平衡：2NO2（g）⇌N2O（g）。该反应正、逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为v正＝h正c2（NO2），v逆＝k逆c（N2O4）（k正、k逆是速率常数），且lgv正～lgc（NO2）与lgv逆～lgc（N2O4）的关系如图所示。①图中表示lgv逆～lgc（N2O4）的线是Ⅱ（填“I”或“II”）。②T℃时，该反应的平衡常数K＝100L/mol。③T℃时，向2L恒容密闭容器中充入1.6molNO2，某时刻v正＝4×100.5mol/（L•min），则此时NO2的转化率为75%。【答案】（1）①B；②x3；在其他条件一定时，转化率越小，反应物浓度越大，反应速率越快；（2）−98；（CH3）2NCH2OH*+H*＝N（CH3）3+OH*或（CH3）2NCH2OH*+2H*＝N（CH3）3+OH*+H*；（3）①Ⅱ；②100；③75%。【分析】（1）①A.根据吉布斯自由能，ΔG＝ΔH−T×ΔS，该反应ΔH＜0，ΔS＜0，所以在低温下可满足ΔG＜0；B.容器为绝热，反应为放热反应，温度升高；C.投料比大，浓度不一定大；D.通入等物质的量的CO和CO2，容积增大，v正＝c2（CO）c2（NO），v逆＝c2（CO2）c（N2），CO和CO2对速率的影响相同；②在其他条件一定时，温度和反应物的浓度影响反应速率，相同温度下，转化率小；（2）由图可知，一个N，N−二甲基甲酞胺[（CH3）2NCHO]转化为三甲胺[N（CH3）3]的ΔH＝−1.02eV，则1mol（CH3）2NCHO转化时的能量变化（1.02×6.02×1023×1.6×10﹣22）kJ＝98kJ；（3）①由方程式可知，四氧化二氮的化学计量数小于二氧化氮；②由速率公式可得lgv正＝lgk正+lgc（NO2）、lgv逆＝lgk逆+lgc（N2O4），由图可知，T℃时，lgc（NO2）和lgc（N2O4）为0时，lgv正＝lgk正＝2.5，lgv逆＝lgk逆＝0.5，则k正＝102.5、k逆＝100.5；当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，v正＝v逆，则化学平衡常数K＝＝；③由v正＝k正c2（NO2），v正＝4×100.5mol/（L•min），k正＝102.5，得c2（NO2）＝＝4×10﹣2（mol/L）2。【解答】解：（1）①A.根据吉布斯自由能，ΔG＝ΔH−T×ΔS，该反应ΔH＜0，ΔS＜0，所以在低温下可满足ΔG＜0，故A错误；B.容器为绝热，反应为放热反应，温度升高，当温度不再改变，说明反应达到平衡，故B正确；C.投料比大，浓度不一定大，所以反应速率不一定快，故C错误；D.通入等物质的量的CO和CO2，容积增大，v正＝c2（CO）c2（NO），v逆＝c2（CO2）c（N2），CO和CO2对速率的影响相同，但NO和N2下降不同浓度，前者对速率的影响大，故v正＜v逆平衡逆移，故D错误；故答案为：B；②在其他条件一定时，温度和反应物的浓度影响反应速率，相同温度下，转化率小，反应物浓度越高，反应速率越快，故x3最小，故答案为：x3；在其他条件一定时，转化率越小，反应物浓度越大，反应速率越快；（2）由图可知，一个N，N−二甲基甲酞胺[（CH3）2NCHO]转化为三甲胺[N（CH3）3]的ΔH＝−1.02eV，则1mol（CH3）2NCHO转化时的能量变化（1.02×6.02×1023×1.6×10﹣22）kJ＝98kJ，故ΔH＝−98kJ•mol−1；由图可知，②的活化能最小，反应速率最快，其反应为（CH3）2NCH2OH*+H*＝N（CH3）3+OH*或（CH3）2NCH2OH*+2H*＝N（CH3）3+OH*+H*，故答案为：﹣98；（CH3）2NCH2OH*+H*＝N（CH3）3+OH*或（CH3）2NCH2OH*+2H*＝N（CH3）3+OH*+H*；（3）①由方程式可知，四氧化二氮的化学计量数小于二氧化氮，则图中曲线Ⅱ表示lgv逆～lgc（N2O4），故答案为：Ⅱ；②由速率公式可得lgv正＝lgk正+lgc（NO2）、lgv逆＝lgk逆+lgc（N2O4），由图可知，T℃时，lgc（NO2）和lgc（N2O4）为0时，lgv正＝lgk正＝2.5，lgv逆＝lgk逆＝0.5，则k正＝102.5、k逆＝100.5；当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，v正＝v逆，则化学平衡常数K＝＝＝L/mol＝100L/mol，故答案为：100L/mol；③由v正＝k正c2（NO2），v正＝4×100.5mol/（L•min），k正＝102.5，得c2（NO2）＝＝4×10﹣2（mol/L）2，c（NO2）＝0.2mol/L，n（NO2）＝0.4mol，故NO2的转化率＝75%，故答案为：75%。【点评】本题主要考查平衡移动、平衡常数，题量大，且不简单，涉及知识点、方法、技巧多，唯有对中学化学有系统的认识、基础较为牢固，才可顺利按时按量完成本道题，难度中等。8．（2022•定远县校级模拟）二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能．工业制备二甲醚在催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃）进行下列反应：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1＝﹣90.7kJ•mol﹣1②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2＝﹣23.5kJ•mol﹣1③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H3＝﹣41.2kJ•mol﹣1（1）若要增大反应①中H2的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为BC．A．加入某物质作催化剂B．加入一定量COC．反应温度降低D．增大容器体积（2）在某温度下，若反应①的起始浓度分别为：c（CO）＝1mol/L，c（H2）＝2.4mol/L，5min后达到平衡，CO的转化率为50%，则5min内CO的平均反应速率为0.1mol/（L•min）；若反应物的起始浓度分别为：c（CO）＝4mol/L，c（H2）＝amol/L；达到平衡后，c（CH3OH）＝2mol/L，a＝5.4mol/L．（3）催化反应室中总反应3CO（g）+3H2（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H＝﹣246.1kJ/mol；830℃时反应③的K＝1.0，则在催化反应室中反应③的K＞1.0（填“＞”、“＜”或“＝”）．（4）二甲醚燃烧热为1455kJ•mol﹣1，则二甲醚燃烧的热化学方程式为CH3OCH3（g）+3O2（g）＝2CO2（g）+3H2O（l）△H1＝﹣1455kJ/mol．（5）“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源，其工作原理如图所示．写出a电极上发生的电极反应式CH3OCH3+3H2O﹣12e﹣═2CO2+12H+．【答案】见试题解答内容【分析】（1）已知反应①是体积减小的放热反应，根据外界条件对平衡的影响分析；（2）5min后达到平衡，CO的转化率为50%，则△c（CO）＝1mol/L×50%＝0.5mol/L，根据v（CO）＝计算v（CO）；计算该温度下的平衡常数，根据平衡常数计算平衡时氢气的浓度，根据甲醇的平衡浓度计算氢气浓度的变化量，进而计算a的值；（3）根据盖斯定律由已知的热化学方程式乘以相应的数值进行加减，来构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的数值进行加减；（4）依据燃烧热概念含义是1mol甲醚完全燃烧生成稳定氧化物二氧化碳和液态水放出的热量为燃烧热，结合书写方法写出热化学方程式；（5）依据图示分析通入氧气的一端为正极，通入二甲醚的一端为负极，电解质溶液为酸性环境，二甲醚失电子生成二氧化碳，根据电子守恒写出电极反应．【解答】解：（1）已知反应①是体积减小的放热反应，若要增大反应①中H2的转化率，则需要使平衡正移，所以改变的条件为加入一定量CO或反应温度降低；故答案为：BC；（2）5min后达到平衡，CO的转化率为50%，则△c（CO）＝1mol/L×50%＝0.5mol/L，所以v（CO）＝＝0.1mol/（L•min）；该温度到达平衡时，c（CO）＝0.5mol/L，c（H2）＝2.4mol/L﹣2×0.5mol/L＝1.4mol/L，c（CH3OH）＝0.5mol/L，所以该温度下，平衡常数k＝＝，若反应物的起始浓度分别为：c（CO）＝4mol/L，c（H2）＝amol/L，达到平衡后，c（CH3OH）＝2mol/L，则平衡时c′（CO）＝4mol/L﹣2mol/L＝2mol/L，令平衡时氢气的浓度为ymol/L，所以＝解得y＝1.4，故a＝2mol/L×2+1.4mol/L＝5.4mol/L．故答案为：0.1mol/（L•min）；5.4．（3）已知：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＝﹣90.7kJ/mol，②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＝﹣23.5kJ/mol，③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H＝﹣41.2kJ/mol，由盖斯定律可知，①×2+②+③得3CO（g）+3H2（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H＝﹣246.1kJ/mol，催化反应室中温度低于830℃，反应是放热反应，降低温度平衡正向进行，平衡常数增大，K＞1.0，故答案为：﹣246.1kJ/mol，＞；（4）甲醚的燃烧热为1455kJ/mol，则燃烧方式的热化学方程式为：CH3OCH3（g）+3O2（g）＝2CO2（g）+3H2O（l）△H1＝﹣1455kJ/mol；故答案为：CH3OCH3（g）+3O2（g）＝2CO2（g）+3H2O（l）△H1＝﹣1455kJ/mol；（5）反应本质是二甲醚的燃烧，原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，正极反应还原反应，氧气在正极放电．由图可知，a极为负极，b为正极，二甲醚放电生成二氧化碳与氢离子，a电极的电极反应式为CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O═2CO2+12H+；故答案为：CH3OCH3+3H2O﹣12e﹣═2CO2+12H+．【点评】本题考查热化学方程式书写，燃烧热概念，平衡移动，图象分析应用，原电池电极反应的书写方法，题目难度中等．9．（2022•浙江模拟）CO在工业生产中具有重要作用．（1）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH1＝﹣90.7kJ⋅mol﹣12CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣23.5kJ⋅mol﹣1①已知ΔG＝ΔH﹣TΔS，反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的ΔG随温度的变化是图1中的L1（填“L1”或“L2”）．②工业以CH3OH为原料合成CH3OCH3是在一定温度和压强下，以Si/Al混合物作为催化剂，向反应炉中匀速通入CH3OH，不同硅铝比（I、II）与生成CH3OCH3的速率关系如图2所示．下列说法正确的是BD．A．温度越低越有利于工业合成CH3OCH3B．合适的硅铝比为0.15C．在原料气CH3OH中混入适量的惰性气体对CH3OCH3的生成速率无影响D．CH3OCH3内，CH3OCH3的产量I＞II（2）已知在催化剂M作用下，NO2（g）+CO（g）⇌CO2（g）+NO（g）ΔH＜0．①一定温度下，假设正逆反应速率与浓度关系为v正＝k1c（NO2）⋅c（CO），v逆＝k2c（CO2）⋅c（NO），k1，k2只与温度相关，则反应的平衡常数K＝（用含k1、k2的式子表示）．②催化剂M活性随温度变化情况如图3所示，相同时间测得NO2的转化率随反应温度变化情况如图29﹣4所示，写出NO2的转化率出现上述变化的可能原因（写出两点）：第一，T0之前，没有达到平衡，温度升高，反应速率变快，NO2的转化率增加，T0之后，反应已经达到平衡，温度升高平衡逆向移动，NO2的转化率下降：第二，T0之前，没有达到平衡，温度升高，催化剂活性变大，促进反应速率变快，NO2的转化率增加，T0之后，温度升高，催化剂活性减小，反应速率变慢，NO2的转化率下降．③在图4中画出，其他条件不变，增大压强（催化剂不失活）情况下，NO2的转化率随温度变化图．（3）已知CH3CHO═CH4+CO，用I2催化该反应，若CH3CHO首先在I2催化下生成CH3I和CO及另一种无机化合物，用两个化学方程式表示该催化反应历程（反应机理）：步骤i：CH3CHO+I2＝CH3I+CO+HI；步骤ⅱ：CH3I+HI＝CH4+I2．【答案】（1）①L1；②BD；（2）①；②第一，T0之前，没有达到平衡，温度升高，反应速率变快，NO2的转化率增加，T0之后，反应已经达到平衡，温度升高平衡逆向移动，NO2的转化率下降：第二，T0之前，没有达到平衡，温度升高，催化剂活性变大，促进反应速率变快，NO2的转化率增加，T0之后，温度升高，催化剂活性减小，反应速率变慢，NO2的转化率下降；③；（3）CH3CHO+I2＝CH3I+CO+HI；CH3I+HI＝CH4+I2。【分析】（1）①反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）为气体分子数减小的反应，则△S＜0，而焓变△H＜0，则△G＝△H﹣T△S中△G随温度升高而增大；②A．若温度太低，反应速率太慢；B．由图示可知，硅铝比为0.15时二甲醚的生成速率保持在较高水平；C．反应是在一定温度和压强下进行，增加惰性气体则甲醇浓度下降；D．由图示可知，使用催化剂II时，反应初始催化活性较好，但是5min后速率开始大幅下降，产量降低；（2）当反应达到平衡时，v正＝v逆，k1c（NO2）⋅c（CO）＝k2c（CO2）⋅c（NO），＝；②反应为放热反应，T0之前，反应没有达到平衡，温度升高，反应速率变快，NO2的转化率增加，T0时反应达到平衡，T0之后，温度升高平衡逆向移动，NO2的转化率下降；③此反应为反应前后气体分子数不变的反应，其他条件不变，增加压强，化学反应速率变大，转化率增大，所以相同温度下纵坐标较之前要大，但平衡不移动，平衡转化率是不变的；（3）由题意可知，步骤i为CH3CHO在I2催化下生成CH3I和CO及另一种无机化合物。【解答】解：（1）①反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）为气体分子数减小的反应，则△S＜0，而焓变△H＜0，则△G＝△H﹣T△S中△G随温度升高而增大，所以为图1中的L1，故答案为