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2022届高三化学一轮复习化学反应原理06化学反应原理综合题含解析
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这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理06化学反应原理综合题含解析，共31页。试卷主要包含了NO2和N2O4之间发生反应等内容，欢迎下载使用。
化学反应原理综合题
非选择题（共14题）
1．氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)“球磨法”是一种基于机械化学在温和条件下由氮气合成氨的新方案，在45℃、条件下合成氨，氨的体积分数可达82.5%，其原理如图所示。
①下列关于“球磨法”的说法正确的是___________。
A．铁粉碰撞活化后产生缺陷密度越大，的吸附率越高
B．可降低氢气与氮气生成氨气的焓变，使反应更易进行
C．反应在温和条件下进行，不涉及化学键的断裂与形成
②机械碰撞有助于铁粉缺陷的形成，而摩擦生热会使体系温度升高。如图是吸附量、体系温度随球磨转速变化曲线，应选择的最佳转速约___________转/分钟；若选择500转/分钟的转速，的吸附量降低的原因是___________。
(2)在一种新型催化剂的作用下，用氢气催化还原是目前工业上去除尾气中较理想的方法。
主反应：
副反应：
① ___________
②某温度下的体积分数对反应的影响如图所示。当的体积分数大于时，的体积分数呈下降趋势，原因是___________。
2．CO2作为未米的重要碳源，其选择性加氢合成CH3OH一直是研究热点，在CO2加氢合成CH3OH的体系中，同时发生以下反应：
反应i：CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g)∆H1＜0
反应ii：CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(g)△H2＞0
(1)在特定温度下，由稳定态单质生成lmol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓(△fH)。表中为几种物质在298K的标准生成焓，则反应ii的∆H2=___kJ·mol−1。
物质
H2(g)
CO2(g)
CO(g)
H2O(g)
△fH(kJ·mol−1)
0
−394
−111
−242
(2)若实验测得反应i：υ正=k正·c(CO2)·c3(H2)，υ逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)(k正、k逆为速率常数)。1899年阿仑尼乌斯指出化学反应速率常数和温度的定量关系为：k=A，其中k为速率常数，A、R为常数，Ea为活化能，T为热力学温度，e为自然对数的底。则达到平衡后，仅加入催化剂，k正增大的倍数___(填“＞”“＜”或“=")k逆增大的倍数。
(3)在CO2加氢合成CH3OH的体系中，下列说法错误的是___(填标号)．
A．增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B．若升高温度，反应i的正反应速率减小：反应ii的正反应速率增大
C．体系达平衡后，若压缩体积，则反应i平衡正向移动，反应ii平衡不移动
D．选用合适的催化剂可以提高CH3OH在单位时间内的产量
(4)某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入2molCO2和10molH2，10min后体系达到平衡，此时CO2的转化率为20%，CH3OH的选择性为50%。
已知：CH3OH的选择性X=×100%
①用CO2表示0~10min内平均反应速率υ(CO2)=___
②反应i的平衡常数K=___L2/mol2(写出计算式即可)。
(5)维持压强和投料不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，二氧化碳的转化率a(CO2)和甲醇的选择性χ(CH3OH)随温度变化的关系如图所示：
已知催化剂活性受温度影响变化不大，结合反应i和反应ii，分析235℃后曲线变化的原因。
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是___；
②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是___。
3．肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料，与N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
(1)写出肼和N2O4反应的热化学方程式_______；
(2)火箭残骸中常现红棕色气体，当温度升高时，气体颜色变深，原因是存在如下反应：N2O4(g)⇌2NO2(g)
①上述反应的ΔH_______0(选填“＞”或“＜”)。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，混合气体的颜色_______(填“变深”或“变浅”)。
③一定温度下，将1molN2O4充入一恒压密闭容器中发生上述反应，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_______。
④相同温度下，上述反应改在10L的恒容密闭容器中进行，反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=_______mol·L-1·s-1。
(3)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C=O
H—H
CO(CO)
键能/kJ·mol-1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_______。
4．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是___________(填序号)。
a．生石灰溶于水 b．浓硫酸稀释 c．碳酸氢钠固体溶于盐酸
d铜溶于浓硝酸 e氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 f．过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如图所示，则分解反应为___________反应(选填：吸热、放热)。
查阅资料得知：将作为催化剂的溶液，加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和___________。
(3)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置：
①电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的负极为___________(填名称)。
②若a为Cu，b为石墨，电解质为溶液，工作时的总反应为。写出b电极反应式：___________。
③质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插人溶液中，一段时间后取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12g，则导线中通过的电子的数目为___________。
5．2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，已知K1、K2、K3为平衡常数，体系中同时存在如图反应：
反应Ⅰ：+CH3OH⇌ △H1
反应Ⅱ：+CH3OH⇌ △H2
反应Ⅲ：⇌ △H3
回答下列问题：
(1)反应I、II、III以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。
据图判断，A和B中相对稳定较差的是_______(用系统命名法命名)；△H2：△H1的数值范围是_______(填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为a。已知反应III的平衡常数Kx3=9.0，则平衡体系中A的物质的量为_______mol，反应I的平衡常数Kx1=_______。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应I的化学平衡将_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，B与CH3OH物质的量浓度之比c(B)：c(CH3OH)=_______。
(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH.控制温度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为_______(填“X”或“Y”)；t=100s时，反应Ⅲ的正反应速率v正_______逆反应速率v逆(填“>”“＜”或“=)。
6．本题有三种新技术处理空气污染物，请回答相关问题。
Ⅰ．NH3选择性催化还原NO(NH3−SCR)技术在燃煤电厂烟气脱硝过程中有着重要的应用。该方法主要反应的热化学方程式为4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g)⇌4N2(g) + 6H2O(g) ∆H
已知：2H2(g) + O2(g)⇌2H2O(g) ∆H1 = −484 kJ·mol−1
N2(g) + 3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H2 = −92.4 kJ·mol−1
N2(g) + O2(g)⇌2NO(g) ∆H3 = +180.5 kJ·mol−1
(1)计算：4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g)⇌4N2(g) + 6H2O(g) ∆H=_______ kJ·mol−1。
(2)利用NH3−SCR技术催化还原氮氧化物。反应原理如图所示：
当NO2，NO与足量氨气在一定条件下发生反应，且参与反应的NO2和NO的物质的量之比为1∶1。若有2 mol NO参与反应，则该过程中转移的电子的物质的量为_______。
Ⅱ．CO可作为工业合成甲醇的直接碳源，利用CO和H2反应合成甲醇的原理为CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)，在密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
(3)压强p2_______p1(填“＞”、 “＜”或“=”)，判断的依据是_______。
(4)在C点时，CO的转化率为_______。
(5)计算300℃，压强为p1时的平衡常数Kp = _______(以分压表示，分压=总压×体积分数)。
Ⅲ．氮的氧化物脱除可以利用电化学原理处理，如利用如图装置可同时吸收SO2和NO。
(6)直流电源的负极为_______(填“a”或“b”)，阴极的电极反应式_______。该电解装置选择_______(填“阳”或“阴”) 离子交换膜。
7．二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应，反应如下：
(1)I：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ/mol K1(浓度平衡常数)
为研究该反应，某同学设计了以下三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置：
在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2进行投料，达平衡时，三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___________(用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中，0.1 MPa条件下，在不同温度或不同投料方式下研究上述反应，得到数据如下表：
实验序号
A组
B组
C组
反应温度
451℃
451℃
551℃
投料方式(按照SO2、O2、SO3的顺序)
2 mol 、1mol、0 mol
0mol 、0mol 、2mol
2mol 、1mol 、0mol
含硫化合物的转化
60%
b
c
反应的热量变化
放热a
吸热79.08kJ
放热
压强平衡常数(Kp)
Kp1
Kp1
Kp2
①表中：a=___________ 。
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算，得到的平衡常数即为压强平衡常数，则Kp1=___________MPa-1。
③451℃时，若按0.4 mol SO2、0.4mol O2、0.4 mol SO3进行投料，则反应开始时v正(SO2)___________v逆(SO2)(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)将上述固体催化剂V2O5换成NO2气体同样可以对该反应起到催化作用，此催化过程如下：
Ⅱ：SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) △H2 K2(浓度平衡常数)
Ⅲ：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H3=-114.1 kJ/mol K3(浓度平衡常数)，△H2=___________；K3=___________(用含有K1、K2的表达式表示)。
8．Ⅰ.如图是某同学设计的一个简易原电池装置。
请回答下列问题。
(1)若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为___________，当有负极材料溶解时，转移的电子为___________。
(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，电流表的指针也会偏转，则电子的流向为___________→___________(填电极材料，下同)，溶液中的向___________极移动。
(3)某固体酸膜燃料电池(如图所示)以固体为电解质传递，电池总反应可表示为。则a为电池___________极，b极上的电极反应为___________。
Ⅱ.原子间形成化学键放出能量，破坏原子间化学键需要吸收能量。已知键、键、键的键能分别为、、。关于工业合成氨的反应，请根据键能的数据判断下列问题。
(4)若有生成，需要___________(填“吸收”或“放出”)热量___________；该反应的能量变化可用图___________表示(填“甲”或“乙”)。
Ⅲ.在催化下可发生分解反应，为探究一定温度下溶液的浓度、的浓度对分解速率的影响，某同学设计了如下实验，内容如下表所示：
实验序号
实验所用试剂
酸性溶液
溶液
甲
4
0.1
3
2
3
乙
4
0.1
2
2
丙
5
0.1
2
2
(5)①___________。
②实验甲、乙的探究目的是___________。
③实验甲、丙探究催化剂浓度对分解速率的影响情况，则___________；若实验丙中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是___________。
9．NO2和N2O4之间发生反应：N2O4⇌2NO2，一定温度下，体积为2L的密闭容器中，各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题：
(1)曲线_______(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。在0到2min中内用X表示该反应的速率是_______，
(2)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中 v(NO2)=0.5 mol·L-1·min-1，乙中v(N2O4)=0.2mol·L-1·min-1，则_______中反应更快。
(3)下列描述能表示反应达平衡状态的是_______。
A．容器中X与Y的物质的量相等
B．容器内气体的颜色不再改变
C．2v(X)=v(Y)
D．容器内气体的平均相对分子质量不再改变
E.容器内气体的密度不再发生变化
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨Ⅱ电极上生成氧化物Y(N2O5)，则石墨I电极是_______(填“正极”或“负极”)，当有1molN2O5生成时，电路中转移电子的物质的量为_______mol
10．研究化学反应的快慢和限度，对工农业生产和人们生活有重要的意义。
Ⅰ.某反应过程的能量变化如图所示：
(1)由图中曲线变化可知，该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应，破坏旧键需要吸收的能量为___________(填“E1”、“E2”、“E1+E2”或“E2-E1”下同)，破坏cmolC的化学键需要吸收的能量为___________。
Ⅱ.一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成气态物质，反应中各气态物质的物质的量变化如图所示：
(2)该反应的化学方程式为：___________；
(3)0-6s内B的化学反应速率为：___________。
Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为：，在2L恒容绝热密闭容器中投入2molSO2和适当过量的O2，在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。
(4)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是___________；
①容器中压强不再改变； ②容器中气体密度不再改变；
③O2的物质的量浓度不再改变； ④SO3的质量不再改变；
(5)根据图示计算达到平衡时SO2的转化率为___________________________；
Ⅲ.碱性氢氧燃料电池是目前开发的燃料电池之一，这种燃料电池由氢气、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中正极反应式为
(6)下列说法错误的是_________
①电池放电时通入空气的电极为负极；
②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱；
③电池放电时每消耗3.2gH2转移3.2mol电子。
(7)写出该燃料电池的负极反应式：___________。
11．化学与人类社会关系密切。
(1)碳酸钠和碳酸氢钠是厨房中常用的食品添加剂。根据题意回答下列问题。
①写出酸H2CO3的电离方程式_______。
②常温下，若将10mL 2 mol∙L−1NaHCO3溶液与10mL 2 mol∙L−1NaOH溶液混合得，则混合溶液中各粒子的浓度关系正确的是_______(填序号)。
A．
B．
C．
D．
(2)环境问题越来越受到人们的重视，“绿水青山就是金山银山”的理念已被人们认同。研究NOx的处理对缓解环境污染具有重要意义。如实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应式为：。用含0.2molNaOH的水溶液吸收0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A．溶液B为0.1 mol∙L−1的CH3COONa溶液，则A、B两溶液中、和c(CH3COO－)由大到小的顺序为_______(已知HNO2的电离常数，CH3COOH的电离常数)。
要使溶液A和溶液B的pH相等，可采用的方法是_______(填序号)。
a.向溶液A中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH
(3)白然界中存在硫的转化。如矿物表层铜的硫化物被氧化为CuSO4，CuSO4随着雨水渗透到矿物的深层遇到ZnS转化为CuS，写出ZnS转化为CuS的离了反应式_______。若往20mL1 mol∙L−1Na2S溶液中加入10mL1 mol∙L−1CuSO4溶液，混合后溶液中的Cu2+浓度为_______ mol∙L−1.(已知，忽略的水解)
(4)“加氢三分钟，续航700公里”是描述氢氧燃料电池在新能源领域的作用。下图为该电池示意图，在电池电极表面镀了一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：
①电池的正极反应式为：_______。
②与火力发电相比，燃料电池的优点是：_______。
12．研究减少CO2排放是实现碳达峰、碳中和的重要课题。已知CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
[如反应类型①]：
I.
II.
III.
回答下列问题：
(1)反应III的为_______。
(2)一定温度下，在一体积固定的密闭容器中进行反应I，测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示：则反应进行的前5分钟内，υ(H2)=_______；10min时，改变的外界条件可能是_______(任写两点)
(3)将CO2和H2按物质的量之比1：1投料发生反应II，下列不能说明反应已达平衡的是_______(填序号)。
A．CO的浓度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．混合气体中CO2的百分含量不再发生变化
D．单位时间内体系中减少1molH2的同时有1molH2O增加
(4)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是_______(填“A”或“B”)。
A．
B．
(5)已知一定温度下按照起始比，在一密闭容器中进行反应III，保持总压为2.1MPa不变，达平衡时CO的平衡转化率为，则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(Kp)的计算式(只需列出计算式)为Kp=_______(各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压)。
[如反应类型②]：电化学转化法
(6)在酸性电解质溶液中，以太阳能电池作电源，惰性材料作电极，可将CO2转化为乙烯。实验装置如图所示。
①若电解过程中生成3.36L(标准状况下)O2，则电路中转移的电了至少为_______mol。
②生成乙烯的电极反应式是_______。
13．氨气及其相关产品在化工领域中具有重要作用。回答下列问题：
(1)以和为原料生产尿素，发生反应的化学方程式为。
①该反应每消耗，放出热量，则________。
②为了提高尿素的产率，下列措施可行的是________(填标号)。
A．升高温度 B．增大压强 C．加入合适的催化剂 D．及时移除部分
(2)某温度下，向恒容密闭容器中通入、两种原料气，使之发生上述反应。后，反应达到平衡，此时得到的尿素质量为，容器内的压强()随时间()的变化如图1所示。
①保持其他条件不变，图2中能正确反映平衡常数随温度的变化关系的曲线是________(填标号)。
②反应达到平衡后，________，平衡常数________ (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(3)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将以一定比例混合的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应。反应相同时间，NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图3所示。
①范围内，随着温度的升高，NOx的去除率迅速升高的原因是________。
②当温度高于时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是________。
③已知反应器中发生的反应为放热反应，则在温度处于________(填“”、“”或“”)K时，该反应一定达到了平衡状态。
14．回答下列问题：
(1)根据图示能量关系
①变为时需要___________(填“放出”或“吸收”)___________的能量。
②与生成的反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)一定温度下，在容积为2L的密闭容器中进行反应：，M、N、P的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
①下列措施不能提高反应速率的是___________。
A．升高温度 B．加入适量N C．加压压缩 D．及时分离出P
②到这段时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为：___________，反应达平衡状态时，N的转化率为：___________。
参考答案
1．A 400 转速过快，体系升高温度过快，温度过高不利于氮气的吸附 (2b－a) 氢气和生成的氮气反应生成氨气
【详解】
(1)①A．铁粉碰撞活化后产生缺陷密度越大，表面积越大，越有利于氮气分子被吸附，因此的吸附率越高，故A正确；B．氢气与氮气生成氨气的焓变不能改变，只能降低反应所需活化能，使反应更易进行，故B错误；C．“球磨法”但其分子被催化剂吸附形成[Fe(N*)]，断裂了氮氮三键，故C错误；综上所述，答案为：A。
②根据图中信息低于400转/分钟，氮的吸附量不大，高于400转/分钟，温度迅速升高，不利于氮气吸附，所以应选择的最佳转速约400转/分钟；若选择500转/分钟的转速，的吸附量降低的原因是转速过快，体系升高温度过快，温度过高不利于氮气的吸附；故答案为：400；转速过快，体系升高温度过快，温度过高不利于氮气的吸附。
(2)①将副反应的2倍减去主反应得到 =(2b－a)；故答案为：(2b－a)。
②根据图中信息可以看出氮气体积分数下降，而氨气体积分数增加，可能原因是氢气和生成的氮气反应生成氨气；故答案为：氢气和生成的氮气反应生成氨气。
2．+41 = BC 0.04 mol∙L−1∙min−1 反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，不利于反应I向正反应方向进行，有利于反应II向正反应方向进行。(或反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动) 温度升高对反应I中CO2转化率降低的影响大于反向II中CO2转化率的促进作用
【详解】
(1)根据题意得到CO(g)的标准生成焓加上H2O(g)的标准生成焓，再减去CO2(g) 的标准生成焓，因此反应ii的∆H2=−111 kJ·mol−1+(−242 kJ·mol−1) − ( −394 kJ·mol−1)=+41kJ·mol−1；故答案为：+41。
(2)根据题意，加入催化剂，正逆反应速率都增大，因此仅加入催化剂，k正增大的倍数 = k逆增大的倍数；故答案为：=。
(3)A．增大H2浓度，平衡正向移动，因此有利于提高CO2的转化率，故A正确；B．若升高温度，反应i的正反应速率增大，反应ii的正反应速率增大，故B错误；C．体系达平衡后，反应i是体积减小的反应，若压缩体积即加压，则反应i平衡体积减小方向即正向移动，反应ii是等体积反应，缩小体积即加压，但由于反应i的H2O(g)增大，因此平衡逆向移动，故C错误；D．选用合适的催化剂，反应速率增大，因此可以提高CH3OH在单位时间内的产量，故D正确；综上所述，答案为BC。
(4)①用CO2表示0~10min内平均反应速率；故答案为：0.04 mol∙L−1∙min−1。
②根据题意建立三段式，，因此反应体系中n(CO2)=1.6mol，n(H2)=9.2mol，n(CH3OH)=0.2mol，n(H2O)=0.4mol，因此反应i的平衡常数；故答案为：。
(5)①根据图中信息和题意，甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，不利于反应I向正反应方向进行，有利于反应II向正反应方向进行。(或反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动)；故答案为：反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，不利于反应I向正反应方向进行，有利于反应II向正反应方向进行。(或反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动)。
②根据图中信息和题意，二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是温度升高对反应I中CO2转化率降低的影响大于反向II中CO2转化率的促进作用；故答案为：温度升高对反应I中CO2转化率降低的影响大于反向II中CO2转化率的促进作用。
3．2N2H4(l)+N2O4(l) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ/mol ＞ 减小 变深 ad 0.01 +120 kJ·mol-1
【详解】
(1)已知：①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
根据盖斯定律，将②×2-①得2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H=2×(-534.2kJ/mol)-(-19.5kJ/mol)=-1048.9kJ/mol，故答案为：2N2H4(l)+N2O4(l) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ/mol。
(2)①当温度升高时，气体颜色变深，说明升高温度平衡N2O4(g)⇌2NO2(g)正向移动，正反应为吸热反应，则反应的ΔH＞0，故答案为：＞。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，增大N2O4的浓度平衡正向移动，再次达到平衡时，NO2浓度增大，则混合气体的颜色变深；再充入一定量的N2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数减小，故答案为：减小，变深。
③建立平衡过程中，气体分子总物质的量增大，在恒压容器中，容器的体积变大，达到平衡时气体分子总物质的量不变，容器的体积不变；
a．混合气体的总质量始终不变，根据ρ=，建立平衡过程中，容器的体积变大，气体密度减小，达到平衡时容器的体积不变，气体密度不变，a符合题意；
b．∆H始终不变，∆H不变不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c．建立平衡的过程中，N2O4、NO2表示的正反应速率都逐渐减小，图中只有正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态，c不符合题意；
d．建立平衡的过程中，N2O4的转化率增大，达到平衡时N2O4的转化率不变，d符合题意；
答案选ad。
④0~3s内的平均反应速率v(NO2)==0.02mol/(L·s)，则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=v(NO2)=0.01mol/(L·s)，故答案为：0.01。
(3)反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的∆H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=4×413kJ/mol+2×745kJ/mol-(2×1075kJ/mol+2×436kJ/mol)=+120kJ/mol，故答案为：+120kJ/mol。
4．adf 放热 铝 (或)
【详解】
(1)a．生石灰溶于水，与水反应产生Ca(OH)2，该反应发生放出热量，为放热反应，a符合题意；
b．浓硫酸稀释会放出热量，但该变化没有新物质生成，不是化学变化，b不符合题意；c．碳酸氢钠固体溶于盐酸，反应发生吸收热量，故该反应是吸热反应，c不符合题意；
d．铜溶于浓硝酸，发生反应放出热量，因此该反应是放热反应，d符合题意；
e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，发生反应吸收热量，因此该反应是吸热反应，e不符合题意；
f．过氧化钠溶于水，发生反应产生NaOH和O2，发生反应放出热量，因此该反应为放热反应，f符合题意；
故答案为：adf；
(2)根据图示可知：反应物的能量比生成物的能量高，发生反应放出热量，因此该反应为放热反应；将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，第一个是2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+，第二个是H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，H2O2被还原产生H2O，该反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；故答案为：放热；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(3)①当电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为NaOH溶液时，由于Al能够与NaOH溶液发生反应，而Mg不能发生反应，故该电池的负极材料为铝，正极材料为镁；故答案为：铝；
②燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(O2)反应所产生的化学能直接转化为电能。要设计一个燃料电池，电极a通入氢气燃料，通入燃料H2的电极为负极，采用氢氧化钠溶液为电解液，通入O2的b电极为正极，O2得到电子变为O2-，然后与H2O结合生成OH-，则b极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；故答案为：；
③铜棒和铁棒用导线连接后插入CuSO4溶液，形成原电池, Fe作负极，失去电子变为Fe2+进入溶液，所以负极质量减小；Cu作正极，Cu2+在正极得电子生成Cu单质，正极质量增大，总反应为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，反应过程转移2 mol电子，两极质量相差(56+64)g=120 g，当两极相差12 g时，转移电子物质的量为n(e-)=12g120g×2mol12g120g×2mol=0.2 mol，则转移的电子数目N(e-)=0.2 mol×6.02×1023/mol=1.204×1023。故答案为：(或)；
5．2-甲基-1-丁烯或2-甲基丁烯 C 0.1α 逆向移动 9：10 X ＜
【详解】
(1)由平衡常数Kx与温度T变化关系曲线可知，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小，说明3个反应均为放热反应，即△H1＜0、△H2＜0、△H3＜0，因此，A的总能量高于B的总能量，能量越低越稳定，A和B中相对稳定的是B，其用系统命名法命名为2-甲基-2-丁烯；由盖斯定律可知，Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ，则△H1-△H2=△H3＜0，因此△H1＜△H2，由于放热反应的△H越小，其绝对值越大，则△H2：△H1的数值范围是0-1，选C。
(2)向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为α，则平衡时n(TAME)=(1-α) mol，n(A)+n(B)=n(CH3OH)= α mol。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0，则=9.0，将该式代入上式可以求出平衡体系中B的物质的量为0.9α mol，n(A)=0.1α mol；反应Ⅰ的平衡常数Kx1=；同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CH3OH物质的量浓度之比不变，B与CH3OH物质的量浓度之比c(B)：c(CH3OH)=0.9α：α=9：10。
(3)温度为353K，反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0，=9.0.由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y，则代表B的变化曲线为X；由母线的变化趋势可知，100s 以后各组分的浓度仍在变化， t=100s时，因此，反应Ⅲ正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v正小于逆反应速率v逆，填＜。
6．−1628.2 12 mol ＜ CO和H2的反应为气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的体积分数增大。 75% 175/p12 a 2HSO+ 2e + 4H+ = H2S2O4 + 2H2O 阳
【分析】
根据盖斯定律分析解答；当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，与足量氨气在一定条件下发生的化学反应方程式为：NO2+NO+2NH3=2N2+3H2O，再根据氧化还原反应方程式和转移电子数计算；增大压强，CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)平衡正向移动，CH3OH的体积分数越大，300℃，压强为p1时CH3OH的体积分数70%，则CO(g) 、H2(g)、CH3OH(g)的体积分数分别为10%、20%、70%，结合三段式分析解答；由图可知，HSO在左边电极上分数还原反应生成H2S2O4，在右边电极上分数氧化反应生成H2SO4，则左边电极为阴极，右边电极为阳极，结合电解原理分析解答。
【详解】
(1)①2H2(g) + O2(g)⇌2H2O(g) ∆H1 = −484 kJ·mol−1，②N2(g) + 3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H2 = −92.4 kJ·mol−1，③N2(g) + O2(g)⇌2NO(g) ∆H3 = +180.5 kJ·mol−1，根据盖斯定律①×3-②×2-③×2可得：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)△H=(-484kJ•mol-1×3)-( −92.4kJ•mol-1×2) -(+180.5 kJ·mol−1×2)=-1628.2kJ/mol，故答案为：-1628.2kJ/mol；
(2)由反应原理图和题给信息可知，当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，与足量氨气在一定条件下发生的化学反应方程式为：NO2+NO+2NH3=2N2+3H2O，结合氧化还原反应原理，可知，每消耗1molNO2和NO，转移6mol电子，当有2 mol NO参与反应，则该过程中转移12mol电子，故答案为：12mol；
(3) 增大压强，CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)平衡正向移动，CH3OH的体积分数越大。根据图象，温度一定时，CH3OH的体积分数：p1＞p2＞p2，则压强p2＜p1，故答案为：＜；CO和H2的反应为气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的体积分数增大；
(4)设向密闭容器充入了1molCO和2molH2，转化的CO为x，
在C点时，CH3OH的体积分数==0.5，解得：x=0.75mol，则CO的转化率为×100%=75%，故答案为：75%；
(5)CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)，在密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2反应，300℃，压强为p1时CH3OH的体积分数70%，则CO(g) 、H2(g)、CH3OH(g)的体积分数分别为10%、20%、70%，平衡常数Kp ==，故答案为：；
(6)由图可知，HSO在左边电极上分数还原反应生成H2S2O4，在右边电极上分数氧化反应生成H2SO4，则左边电极为阴极，右边电极为阳极，因此直流电源的负极为a；阴极的电极反应式为2HSO+ 2e + 4H+ = H2S2O4 + 2H2O；电解过程中阴极区生成的氢离子通过离子交换膜向阳极区转移形成硫酸，因此该电解装置选择阳离子交换膜，故答案为：a；2HSO+ 2e + 4H+ = H2S2O4 + 2H2O；阳。
7．丙＞甲＞乙 118.62 kJ 135 ＞ -41.8 kJ/mol
【详解】
(1)对于2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ/mol，正反应为放热反应，则乙温度高于甲，丙恒压，则压强大于甲，降低温度、增大压强，可使平衡正向移动，增大SO2的转化率，则转化率丙＞甲＞乙，故答案为：丙＞甲＞乙；
(2)①A、B为等效平衡，且反应互为可逆反应，则a=197.7kJ-79.08kJ=118.62kJ，正逆反应转化率之和为1，则b=1-60%=40%，故答案为：118.62kJ；
②根据三段式可知
用平衡分压（分压=总压×物质的量分数）代替平衡浓度计算，得到的平衡常数即为压强平衡常数，则Kp1==135MPa-1，故答案为：135；
③若按0.4 mol SO2、0.4mol O2、0.4 mol SO3进行投料，此时=2.5＜，则平衡正向移动，v正(SO2)＞v逆(SO2)，故答案为：＞；
(3)已知I：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ/mol K1
Ⅱ：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH2 K2
Ⅲ：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-114.1 kJ/mol K3
利用盖斯定律，将(I-Ⅲ)/2可得SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH2=×(-197.7+114.1)kJ/mol=-41.8kJ/mol，K2=，则K3=，故答案为：-41.8kJ/mol；。
8． 0.05 铜() 铁() 铁() 负 放出 46 甲 4 的浓度对分解速率的影响 3 催化剂浓度大时，催化效果较好
【分析】
(3)根据电池总反应2H2+O2=2H2O可知：通入氢气的a极为电池的负极，发生氧化反应，负极反应为H2-2e-═2H+，通入氧气的b极为电池的正极，发生还原反应，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，原电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，电解质溶液中阳离子向正极移动；
【详解】
(1)C、Cu和FeCl3溶液构成原电池，Cu易失电子作负极、C作正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；负极反应式为Cu-2e - =Cu2+，n(Cu)=，溶解0.025molCu转移电子物质的量=0.025mol×2=0.05mol；
(2)Fe和浓硝酸发生钝化现象，Cu易被浓硝酸腐蚀而作负极，电子从负极Cu沿导线流向正极Fe，电解质溶液中阴离子向负极Cu移动；
(3)该原电池通入氢气一极发生氧化反应， a极为电池的负极，b极为电池的正极，O2发生得电子的还原反应，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O；
(4)合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应的焓变△H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)=-92kJ/mol，该反应的正反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，生成2mol氨气放出92kJ热量，计算生成1mol氨气放出热量=92kJ/2×1=46kJ，该反应能量变化为甲；
(5)①探究浓度、催化剂用量对H2O2分解速率的影响，应控制溶液总体积相等，改变反应物以及催化剂用量即可，实验①的总体积是4mL+3mL+3mL=10mL，则实验②中V1=10mL-4mL-2mL=4mL；
②对比甲、乙实验，的浓度相同，的浓度浓度不同，则实验甲、乙的探究目的是的浓度对分解速率的影响；
③V2=10mL-5mL-2mL=3mL，实验丙中催化剂的浓度较大，若实验丙中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是催化剂浓度大时，催化效果较好。
9．Y 0.075mol·L-1·min-1 甲 BD 正极 2
【详解】
(1)根据图知， 1min内，X、Y的计量数之比为0.2mol:0.4mol= 1:2，根据反应N2O4⇌2NO2可知，曲线Y表示NO2的物质的量随时间变化关系曲线；在0到2min中内用X表示该反应的速率为：，故答案为：Y、0.075mol·L-1·min-1
(2) 甲中 v(NO2)=0.5 mol·L-1·min-1，乙中v(N2O4)=0.2mol·L-1·min-1，将v(N2O4)=0.2mol·L-1·min-1转化为v(NO2)= 20.2mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1，由此可知甲中反应快，故答案为：甲
(3) A．容器中X与Y的物质的量相等，无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断平衡状态，故A错误；
B．容器内气体的颜色不再改变，则二氧化氮浓度不变，能够说明该反应达到平衡状态，故B正确；
C．2v(X)=v(Y)没有指出正逆反应速率，无法判断平衡状态，故c错误；
D．该反应为气体体积增大的反应，而气体总质量不变，则混合气体的平均相对分子量为变量，当容器内气体的平均相对分子质量不再改变时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确；
E．该反应中混合气体密度为定值，不能根据容器内气体的密度判断平衡状态，故E错误；
故答案为：BD；
(4)根据分析可知，石墨l通入NO2，NO2在反应中被氧化，作负极，负极电极反应式为：，石墨Ⅱ作正极，电极反应式为：，根据电极反应方程式可知当有1molN2O5生成时，电路中转移电子的物质的量为2mol，故答案为：正极、2mol。
10．放热 E1+E2 ② 70% ①
【详解】
Ⅰ.(1)由图中曲线变化可知反应物的总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应；根据图像变化可知，破坏旧键需要吸收的能量为E1；破坏cmolC的化学键需要吸收的能量为：E1+E2，答案为：放热； ；E1+E2；
Ⅱ(2)B和C物质的量减小为反应物，A和D物质的量增多为生成物，变化量之比等于化学计量数之比，所以该反应的化学方程式为，答案为：；
(3)根据图像变化可知，0-6s内B的化学反应速率为，答案为：；
(4)①压强和气体物质的量呈正比，该反应前后气体物质的量改变，所以容器中压强不再改变可以证明达平衡；
②容器中气体密度等于气体总质量比容器总体积，一直保持不变；
③O2的物质的量浓度不再改变可以证明达到平衡；
④SO3的质量不再改变可以证明达平衡；
答案为：②
(5)根据图示计算达到平衡时SO2的转化率为，答案为：70%；
Ⅲ(6) ①电池放电时通入空气的电极为正极，错误；
②电池放电时，生成水，所以电解质溶液的碱性逐渐减弱，正确；
③3.2gH2为1.6mol，电池放电时每消耗3.2gH2转移3.2mol电子，正确；
答案为：①；
(7)氢气参与该燃料电池的负极反应，电极反应式为：，答案为：。
11．H2CO3H++、H++ AB bc 1.89×10-35 O2+4e－+2H2O=4OH－ 燃料电池将化学能转化为电能的转化率高，氢氧燃料电池能做到污染物的零排放
【详解】
(1)碳酸钠和碳酸氢钠是厨房中常用的食品添加剂。根据题意回答下列问题。
①H2CO3是弱酸，其电离方程式H2CO3H++、H++；故答案为：H2CO3H++、H++。
②常温下，若将10mL 2 mol∙L−1NaHCO3溶液与10mL 2 mol∙L−1NaOH溶液混合得，混合后溶质为碳酸钠，忽略溶液体积变化，碳酸钠浓度为1 mol∙L−1，A．碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根，因此离子浓度大小，故A正确；B．根据质子守恒的带，故B正确；C．根据电荷守恒应得到2，故C错误；D．根据物料守恒得到，故D错误；综上所述，答案为AB。
(2)根据题意，用含0.2molNaOH的水溶液吸收0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A，则溶液A中硝酸钠、亚硝酸钠物质的量浓度为0.1 mol∙L−1，溶液B为0.1 mol∙L−1的CH3COONa溶液，由于HNO2的电离常数，CH3COOH的电离常数，硝酸是强酸，根据越弱越水解，因此则A、B两溶液中离子浓度由大到小的顺序为；溶液A的pH比溶液B的pH小，因此要使溶液A和溶液B的pH相等，a．向溶液A中加适量水，A中pH减小，不能变为与B的pH相同，故a不符合题意；b．向溶液A中加适量NaOH，A中pH增大，可以变为与B的pH相同，故b符合题意；c．向溶液B中加适量水，碱性减弱，pH减小，可以变为与A的pH相同，故c符合题意；d．向溶液B中加适量NaOH，碱性增强，pH增大，不能与A的pH相同，故d不符合题意；故答案为：；bc。
(3)ZnS与CuSO4溶液转化为CuS和ZnSO4溶液的离了反应式。若往20mL1 mol∙L−1Na2S溶液中加入10mL1 mol∙L−1CuSO4溶液，生成CuS沉淀，因此混合后溶液中c()＝mol∙L−1，因此溶液中的Cu2+浓度为 mol∙L−1；故答案为：；。
(4)①氢气为负极，氧气为正极，因此电池的正极反应式为：O2+4e－+2H2O=4OH－；故答案为：O2+4e－+2H2O=4OH－。
②与火力发电相比，燃料电池的优点是：燃料电池将化学能转化为电能的转化率高，氢氧燃料电池能做到污染物的零排放；故答案为：燃料电池将化学能转化为电能的转化率高，氢氧燃料电池能做到污染物的零排放。
12．−90.4kJ·mol−1 0.24mol·L−1·min−1 降温或增大氢气的浓度 BD A 0.6 2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2+4H2O
【详解】
(1)将第I个方程式减去第II个方程式得到反应III的为−90.4kJ·mol−1；故答案为：−90.4kJ·mol−1。
(2)根据图中信息得到反应进行的前5分钟内氢气浓度改变量是二氧化碳浓度改变量的3倍，因此Δc(H2)＝1.2mol∙L−1，则氢气速率；10min时，根据图中信息得到二氧化碳浓度不断降低，因此改变的外界条件可能是降温，平衡正向移动，二氧化碳浓度降低，或增大氢气的浓度，平衡正向移动，二氧化碳浓度降低，因此改变的外界条件可能是降温或增大氢气的浓度；故答案为：0.24mol·L−1·min−1；降温或增大氢气的浓度。
(3)A．正向反应，CO浓度不断减小，当CO的浓度保持不变，则达到平衡，故A不符合题意；B．CO2和H2按物质的量之比1：1，反应消耗的物质的量之比也为1:1，因此CO2和H2的转化率始终相等，因此不能作为判断平衡的标志，故B符合题意；C．正向反应，CO2的百分含量不断降低，当混合气体中CO2的百分含量不再发生变化，则说明达到平衡，故C不符合题意；D．单位时间内体系中减少1molH2的同时有1molH2O增加，都是正向进行，不能说明达到化学平衡，故D符合题意；综上所述，答案为BD。
(4)根据图中信息，490K时，二氧化碳和氢气生成甲醇速率大，故CO先转化为二氧化碳，因此反应机理是A；故答案为：A。
(5)根据题意得到，则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(Kp)的计算式(只需列出计算式)为；故答案为：。
(6)①电解池中氢离子向左移动，说明左极为阴极，右侧为阳极，阳极得到氧气，生成1mol氧气转移4mol电子，若电解过程中生成3.36L(标准状况下)即物质的量为0.15mol O2，因此则电路中转移的电了至少为0.15mol ×4=0.6 mol；故答案为：0.6。
②二氧化碳化合价降低变为乙烯，说明得到电子，是电解质阴极，因此生成乙烯的电极反应式是2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2+4H2O；故答案为：2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2+4H2O。
13． BD a 0.4 25 催化剂和温度升高使NOx的去除率迅速升高 催化剂失去活性
【分析】
为了提高尿素的产率，需要平衡正向移动，结合影响化学平衡移动的因素分析判断；计算尿素的物质的量，根据2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)，计算平衡时各种气体的物质的量，结合同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比计算出x，在计算平衡常数；反应器中发生的反应为放热反应，在一定温度范围内催化剂活性较大，超过其温度范围，催化剂活性降低，结合催化剂和温度对反应速率的影响和温度对化学平衡的影响分析解答。
【详解】
(1) ①该反应每消耗，放出热量，则消耗2mol NH3，放出348kJ能量，则-348，故答案为：-348；
②为了提高尿素的产率，需要平衡正向移动。该反应为气体物质的量减小的放热反应。A．升高温度，平衡逆向移动，故A不选；B．增大压强，平衡正向移动，故B选；C．加入合适的催化剂，平衡不移动，故C不选；D．及时移除部分，平衡正向移动，故D选；故答案为：BD；
(2)①2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-348 kJ•mol-1，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，即平衡常数K随温度升高而减小，图2中能正确反映平衡常数随温度的变化关系的曲线是a，故答案为：a；
②尿素的物质的量为=0.25mol，根据2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)，消耗的氨气为0.5mol，二氧化碳为0.25mol，生成的水蒸气为0.25mol，容器内的气体的物质的量为(1mol-0.5mol)+(0.5mol-0.25mol)+0.25mol=1mol，同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，则=，解得：x=0.4MPa；平衡时，氨气、二氧化碳和水蒸气的物质的量分数分别为=0.5，=0.25，=0.25，则平衡常数=25，故答案为：25；
(3)①在一定温度范围内催化剂活性较大，超过其温度范围，催化剂活性降低，根据图知，迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大，与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大，故答案为：催化剂和温度升高使NOx的去除率迅速升高；
②当温度高于时，催化剂失去活性，NOx的去除率迅速下降，故答案为：催化剂失去活性；
③反应器中发生的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NOx的去除率降低，则在温度处于K时，该反应一定达到了平衡状态，故答案为：。
14．吸收 17 放热 D 75%
【详解】
(1)①由能量关系图可知的量比的能量高，变为需要吸收17kJ的热量，故答案为：吸收；17；
②由图中信息可知碘单质和氢气生成HI放出热量，故答案为：放热；
(2) ①A．升高温度一定可以加快反应速率，故不选；
B．加入适量N，增大了反应物的浓度，反应速率加快，故不选；
C．加压压缩，增大各物质的浓度，反应速率加快，故不选；
D．及时分离出P，减小了生成物的浓度，反应速率减小，故选；
故答案为：D；
②到这段时刻，M由3mol增大到4mol。其速率为： =，反应达平衡状态时，N的物质的量由8mol减小到2mol，其转化率==75%，故答案为：；75%；
化学反应原理综合题
非选择题（共14题）
1．氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)“球磨法”是一种基于机械化学在温和条件下由氮气合成氨的新方案，在45℃、条件下合成氨，氨的体积分数可达82.5%，其原理如图所示。
①下列关于“球磨法”的说法正确的是___________。
A．铁粉碰撞活化后产生缺陷密度越大，的吸附率越高
B．可降低氢气与氮气生成氨气的焓变，使反应更易进行
C．反应在温和条件下进行，不涉及化学键的断裂与形成
②机械碰撞有助于铁粉缺陷的形成，而摩擦生热会使体系温度升高。如图是吸附量、体系温度随球磨转速变化曲线，应选择的最佳转速约___________转/分钟；若选择500转/分钟的转速，的吸附量降低的原因是___________。
(2)在一种新型催化剂的作用下，用氢气催化还原是目前工业上去除尾气中较理想的方法。
主反应：
副反应：
① ___________
②某温度下的体积分数对反应的影响如图所示。当的体积分数大于时，的体积分数呈下降趋势，原因是___________。
2．CO2作为未米的重要碳源，其选择性加氢合成CH3OH一直是研究热点，在CO2加氢合成CH3OH的体系中，同时发生以下反应：
反应i：CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g)∆H1＜0
反应ii：CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(g)△H2＞0
(1)在特定温度下，由稳定态单质生成lmol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓(△fH)。表中为几种物质在298K的标准生成焓，则反应ii的∆H2=___kJ·mol−1。
物质
H2(g)
CO2(g)
CO(g)
H2O(g)
△fH(kJ·mol−1)
0
−394
−111
−242
(2)若实验测得反应i：υ正=k正·c(CO2)·c3(H2)，υ逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)(k正、k逆为速率常数)。1899年阿仑尼乌斯指出化学反应速率常数和温度的定量关系为：k=A，其中k为速率常数，A、R为常数，Ea为活化能，T为热力学温度，e为自然对数的底。则达到平衡后，仅加入催化剂，k正增大的倍数___(填“＞”“＜”或“=")k逆增大的倍数。
(3)在CO2加氢合成CH3OH的体系中，下列说法错误的是___(填标号)．
A．增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B．若升高温度，反应i的正反应速率减小：反应ii的正反应速率增大
C．体系达平衡后，若压缩体积，则反应i平衡正向移动，反应ii平衡不移动
D．选用合适的催化剂可以提高CH3OH在单位时间内的产量
(4)某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入2molCO2和10molH2，10min后体系达到平衡，此时CO2的转化率为20%，CH3OH的选择性为50%。
已知：CH3OH的选择性X=×100%
①用CO2表示0~10min内平均反应速率υ(CO2)=___
②反应i的平衡常数K=___L2/mol2(写出计算式即可)。
(5)维持压强和投料不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，二氧化碳的转化率a(CO2)和甲醇的选择性χ(CH3OH)随温度变化的关系如图所示：
已知催化剂活性受温度影响变化不大，结合反应i和反应ii，分析235℃后曲线变化的原因。
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是___；
②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是___。
3．肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料，与N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
(1)写出肼和N2O4反应的热化学方程式_______；
(2)火箭残骸中常现红棕色气体，当温度升高时，气体颜色变深，原因是存在如下反应：N2O4(g)⇌2NO2(g)
①上述反应的ΔH_______0(选填“＞”或“＜”)。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，混合气体的颜色_______(填“变深”或“变浅”)。
③一定温度下，将1molN2O4充入一恒压密闭容器中发生上述反应，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_______。
④相同温度下，上述反应改在10L的恒容密闭容器中进行，反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=_______mol·L-1·s-1。
(3)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C=O
H—H
CO(CO)
键能/kJ·mol-1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_______。
4．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)下列变化属于放热反应的是___________(填序号)。
a．生石灰溶于水 b．浓硫酸稀释 c．碳酸氢钠固体溶于盐酸
d铜溶于浓硝酸 e氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 f．过氧化钠溶于水
(2)分解时的能量变化关系如图所示，则分解反应为___________反应(选填：吸热、放热)。
查阅资料得知：将作为催化剂的溶液，加入溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：和___________。
(3)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置：
①电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的负极为___________(填名称)。
②若a为Cu，b为石墨，电解质为溶液，工作时的总反应为。写出b电极反应式：___________。
③质量相同的铜棒和铁棒用导线连接后插人溶液中，一段时间后取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12g，则导线中通过的电子的数目为___________。
5．2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，已知K1、K2、K3为平衡常数，体系中同时存在如图反应：
反应Ⅰ：+CH3OH⇌ △H1
反应Ⅱ：+CH3OH⇌ △H2
反应Ⅲ：⇌ △H3
回答下列问题：
(1)反应I、II、III以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。
据图判断，A和B中相对稳定较差的是_______(用系统命名法命名)；△H2：△H1的数值范围是_______(填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为a。已知反应III的平衡常数Kx3=9.0，则平衡体系中A的物质的量为_______mol，反应I的平衡常数Kx1=_______。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应I的化学平衡将_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，B与CH3OH物质的量浓度之比c(B)：c(CH3OH)=_______。
(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH.控制温度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为_______(填“X”或“Y”)；t=100s时，反应Ⅲ的正反应速率v正_______逆反应速率v逆(填“>”“＜”或“=)。
6．本题有三种新技术处理空气污染物，请回答相关问题。
Ⅰ．NH3选择性催化还原NO(NH3−SCR)技术在燃煤电厂烟气脱硝过程中有着重要的应用。该方法主要反应的热化学方程式为4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g)⇌4N2(g) + 6H2O(g) ∆H
已知：2H2(g) + O2(g)⇌2H2O(g) ∆H1 = −484 kJ·mol−1
N2(g) + 3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H2 = −92.4 kJ·mol−1
N2(g) + O2(g)⇌2NO(g) ∆H3 = +180.5 kJ·mol−1
(1)计算：4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g)⇌4N2(g) + 6H2O(g) ∆H=_______ kJ·mol−1。
(2)利用NH3−SCR技术催化还原氮氧化物。反应原理如图所示：
当NO2，NO与足量氨气在一定条件下发生反应，且参与反应的NO2和NO的物质的量之比为1∶1。若有2 mol NO参与反应，则该过程中转移的电子的物质的量为_______。
Ⅱ．CO可作为工业合成甲醇的直接碳源，利用CO和H2反应合成甲醇的原理为CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)，在密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
(3)压强p2_______p1(填“＞”、 “＜”或“=”)，判断的依据是_______。
(4)在C点时，CO的转化率为_______。
(5)计算300℃，压强为p1时的平衡常数Kp = _______(以分压表示，分压=总压×体积分数)。
Ⅲ．氮的氧化物脱除可以利用电化学原理处理，如利用如图装置可同时吸收SO2和NO。
(6)直流电源的负极为_______(填“a”或“b”)，阴极的电极反应式_______。该电解装置选择_______(填“阳”或“阴”) 离子交换膜。
7．二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应，反应如下：
(1)I：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ/mol K1(浓度平衡常数)
为研究该反应，某同学设计了以下三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置：
在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2进行投料，达平衡时，三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___________(用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中，0.1 MPa条件下，在不同温度或不同投料方式下研究上述反应，得到数据如下表：
实验序号
A组
B组
C组
反应温度
451℃
451℃
551℃
投料方式(按照SO2、O2、SO3的顺序)
2 mol 、1mol、0 mol
0mol 、0mol 、2mol
2mol 、1mol 、0mol
含硫化合物的转化
60%
b
c
反应的热量变化
放热a
吸热79.08kJ
放热
压强平衡常数(Kp)
Kp1
Kp1
Kp2
①表中：a=___________ 。
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算，得到的平衡常数即为压强平衡常数，则Kp1=___________MPa-1。
③451℃时，若按0.4 mol SO2、0.4mol O2、0.4 mol SO3进行投料，则反应开始时v正(SO2)___________v逆(SO2)(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)将上述固体催化剂V2O5换成NO2气体同样可以对该反应起到催化作用，此催化过程如下：
Ⅱ：SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) △H2 K2(浓度平衡常数)
Ⅲ：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H3=-114.1 kJ/mol K3(浓度平衡常数)，△H2=___________；K3=___________(用含有K1、K2的表达式表示)。
8．Ⅰ.如图是某同学设计的一个简易原电池装置。
请回答下列问题。
(1)若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为___________，当有负极材料溶解时，转移的电子为___________。
(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，电流表的指针也会偏转，则电子的流向为___________→___________(填电极材料，下同)，溶液中的向___________极移动。
(3)某固体酸膜燃料电池(如图所示)以固体为电解质传递，电池总反应可表示为。则a为电池___________极，b极上的电极反应为___________。
Ⅱ.原子间形成化学键放出能量，破坏原子间化学键需要吸收能量。已知键、键、键的键能分别为、、。关于工业合成氨的反应，请根据键能的数据判断下列问题。
(4)若有生成，需要___________(填“吸收”或“放出”)热量___________；该反应的能量变化可用图___________表示(填“甲”或“乙”)。
Ⅲ.在催化下可发生分解反应，为探究一定温度下溶液的浓度、的浓度对分解速率的影响，某同学设计了如下实验，内容如下表所示：
实验序号
实验所用试剂
酸性溶液
溶液
甲
4
0.1
3
2
3
乙
4
0.1
2
2
丙
5
0.1
2
2
(5)①___________。
②实验甲、乙的探究目的是___________。
③实验甲、丙探究催化剂浓度对分解速率的影响情况，则___________；若实验丙中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是___________。
9．NO2和N2O4之间发生反应：N2O4⇌2NO2，一定温度下，体积为2L的密闭容器中，各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题：
(1)曲线_______(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。在0到2min中内用X表示该反应的速率是_______，
(2)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中 v(NO2)=0.5 mol·L-1·min-1，乙中v(N2O4)=0.2mol·L-1·min-1，则_______中反应更快。
(3)下列描述能表示反应达平衡状态的是_______。
A．容器中X与Y的物质的量相等
B．容器内气体的颜色不再改变
C．2v(X)=v(Y)
D．容器内气体的平均相对分子质量不再改变
E.容器内气体的密度不再发生变化
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨Ⅱ电极上生成氧化物Y(N2O5)，则石墨I电极是_______(填“正极”或“负极”)，当有1molN2O5生成时，电路中转移电子的物质的量为_______mol
10．研究化学反应的快慢和限度，对工农业生产和人们生活有重要的意义。
Ⅰ.某反应过程的能量变化如图所示：
(1)由图中曲线变化可知，该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应，破坏旧键需要吸收的能量为___________(填“E1”、“E2”、“E1+E2”或“E2-E1”下同)，破坏cmolC的化学键需要吸收的能量为___________。
Ⅱ.一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成气态物质，反应中各气态物质的物质的量变化如图所示：
(2)该反应的化学方程式为：___________；
(3)0-6s内B的化学反应速率为：___________。
Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为：，在2L恒容绝热密闭容器中投入2molSO2和适当过量的O2，在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。
(4)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是___________；
①容器中压强不再改变； ②容器中气体密度不再改变；
③O2的物质的量浓度不再改变； ④SO3的质量不再改变；
(5)根据图示计算达到平衡时SO2的转化率为___________________________；
Ⅲ.碱性氢氧燃料电池是目前开发的燃料电池之一，这种燃料电池由氢气、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中正极反应式为
(6)下列说法错误的是_________
①电池放电时通入空气的电极为负极；
②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱；
③电池放电时每消耗3.2gH2转移3.2mol电子。
(7)写出该燃料电池的负极反应式：___________。
11．化学与人类社会关系密切。
(1)碳酸钠和碳酸氢钠是厨房中常用的食品添加剂。根据题意回答下列问题。
①写出酸H2CO3的电离方程式_______。
②常温下，若将10mL 2 mol∙L−1NaHCO3溶液与10mL 2 mol∙L−1NaOH溶液混合得，则混合溶液中各粒子的浓度关系正确的是_______(填序号)。
A．
B．
C．
D．
(2)环境问题越来越受到人们的重视，“绿水青山就是金山银山”的理念已被人们认同。研究NOx的处理对缓解环境污染具有重要意义。如实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应式为：。用含0.2molNaOH的水溶液吸收0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A．溶液B为0.1 mol∙L−1的CH3COONa溶液，则A、B两溶液中、和c(CH3COO－)由大到小的顺序为_______(已知HNO2的电离常数，CH3COOH的电离常数)。
要使溶液A和溶液B的pH相等，可采用的方法是_______(填序号)。
a.向溶液A中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH
(3)白然界中存在硫的转化。如矿物表层铜的硫化物被氧化为CuSO4，CuSO4随着雨水渗透到矿物的深层遇到ZnS转化为CuS，写出ZnS转化为CuS的离了反应式_______。若往20mL1 mol∙L−1Na2S溶液中加入10mL1 mol∙L−1CuSO4溶液，混合后溶液中的Cu2+浓度为_______ mol∙L−1.(已知，忽略的水解)
(4)“加氢三分钟，续航700公里”是描述氢氧燃料电池在新能源领域的作用。下图为该电池示意图，在电池电极表面镀了一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：
①电池的正极反应式为：_______。
②与火力发电相比，燃料电池的优点是：_______。
12．研究减少CO2排放是实现碳达峰、碳中和的重要课题。已知CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
[如反应类型①]：
I.
II.
III.
回答下列问题：
(1)反应III的为_______。
(2)一定温度下，在一体积固定的密闭容器中进行反应I，测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示：则反应进行的前5分钟内，υ(H2)=_______；10min时，改变的外界条件可能是_______(任写两点)
(3)将CO2和H2按物质的量之比1：1投料发生反应II，下列不能说明反应已达平衡的是_______(填序号)。
A．CO的浓度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．混合气体中CO2的百分含量不再发生变化
D．单位时间内体系中减少1molH2的同时有1molH2O增加
(4)如图为一定比例的CO2+H2、CO+H2、CO/CO2+H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是_______(填“A”或“B”)。
A．
B．
(5)已知一定温度下按照起始比，在一密闭容器中进行反应III，保持总压为2.1MPa不变，达平衡时CO的平衡转化率为，则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(Kp)的计算式(只需列出计算式)为Kp=_______(各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压)。
[如反应类型②]：电化学转化法
(6)在酸性电解质溶液中，以太阳能电池作电源，惰性材料作电极，可将CO2转化为乙烯。实验装置如图所示。
①若电解过程中生成3.36L(标准状况下)O2，则电路中转移的电了至少为_______mol。
②生成乙烯的电极反应式是_______。
13．氨气及其相关产品在化工领域中具有重要作用。回答下列问题：
(1)以和为原料生产尿素，发生反应的化学方程式为。
①该反应每消耗，放出热量，则________。
②为了提高尿素的产率，下列措施可行的是________(填标号)。
A．升高温度 B．增大压强 C．加入合适的催化剂 D．及时移除部分
(2)某温度下，向恒容密闭容器中通入、两种原料气，使之发生上述反应。后，反应达到平衡，此时得到的尿素质量为，容器内的压强()随时间()的变化如图1所示。
①保持其他条件不变，图2中能正确反映平衡常数随温度的变化关系的曲线是________(填标号)。
②反应达到平衡后，________，平衡常数________ (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(3)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将以一定比例混合的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应。反应相同时间，NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图3所示。
①范围内，随着温度的升高，NOx的去除率迅速升高的原因是________。
②当温度高于时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是________。
③已知反应器中发生的反应为放热反应，则在温度处于________(填“”、“”或“”)K时，该反应一定达到了平衡状态。
14．回答下列问题：
(1)根据图示能量关系
①变为时需要___________(填“放出”或“吸收”)___________的能量。
②与生成的反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)一定温度下，在容积为2L的密闭容器中进行反应：，M、N、P的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
①下列措施不能提高反应速率的是___________。
A．升高温度 B．加入适量N C．加压压缩 D．及时分离出P
②到这段时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为：___________，反应达平衡状态时，N的转化率为：___________。
参考答案
1．A 400 转速过快，体系升高温度过快，温度过高不利于氮气的吸附 (2b－a) 氢气和生成的氮气反应生成氨气
【详解】
(1)①A．铁粉碰撞活化后产生缺陷密度越大，表面积越大，越有利于氮气分子被吸附，因此的吸附率越高，故A正确；B．氢气与氮气生成氨气的焓变不能改变，只能降低反应所需活化能，使反应更易进行，故B错误；C．“球磨法”但其分子被催化剂吸附形成[Fe(N*)]，断裂了氮氮三键，故C错误；综上所述，答案为：A。
②根据图中信息低于400转/分钟，氮的吸附量不大，高于400转/分钟，温度迅速升高，不利于氮气吸附，所以应选择的最佳转速约400转/分钟；若选择500转/分钟的转速，的吸附量降低的原因是转速过快，体系升高温度过快，温度过高不利于氮气的吸附；故答案为：400；转速过快，体系升高温度过快，温度过高不利于氮气的吸附。
(2)①将副反应的2倍减去主反应得到 =(2b－a)；故答案为：(2b－a)。
②根据图中信息可以看出氮气体积分数下降，而氨气体积分数增加，可能原因是氢气和生成的氮气反应生成氨气；故答案为：氢气和生成的氮气反应生成氨气。
2．+41 = BC 0.04 mol∙L−1∙min−1 反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，不利于反应I向正反应方向进行，有利于反应II向正反应方向进行。(或反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动) 温度升高对反应I中CO2转化率降低的影响大于反向II中CO2转化率的促进作用
【详解】
(1)根据题意得到CO(g)的标准生成焓加上H2O(g)的标准生成焓，再减去CO2(g) 的标准生成焓，因此反应ii的∆H2=−111 kJ·mol−1+(−242 kJ·mol−1) − ( −394 kJ·mol−1)=+41kJ·mol−1；故答案为：+41。
(2)根据题意，加入催化剂，正逆反应速率都增大，因此仅加入催化剂，k正增大的倍数 = k逆增大的倍数；故答案为：=。
(3)A．增大H2浓度，平衡正向移动，因此有利于提高CO2的转化率，故A正确；B．若升高温度，反应i的正反应速率增大，反应ii的正反应速率增大，故B错误；C．体系达平衡后，反应i是体积减小的反应，若压缩体积即加压，则反应i平衡体积减小方向即正向移动，反应ii是等体积反应，缩小体积即加压，但由于反应i的H2O(g)增大，因此平衡逆向移动，故C错误；D．选用合适的催化剂，反应速率增大，因此可以提高CH3OH在单位时间内的产量，故D正确；综上所述，答案为BC。
(4)①用CO2表示0~10min内平均反应速率；故答案为：0.04 mol∙L−1∙min−1。
②根据题意建立三段式，，因此反应体系中n(CO2)=1.6mol，n(H2)=9.2mol，n(CH3OH)=0.2mol，n(H2O)=0.4mol，因此反应i的平衡常数；故答案为：。
(5)①根据图中信息和题意，甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，不利于反应I向正反应方向进行，有利于反应II向正反应方向进行。(或反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动)；故答案为：反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，不利于反应I向正反应方向进行，有利于反应II向正反应方向进行。(或反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动)。
②根据图中信息和题意，二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是温度升高对反应I中CO2转化率降低的影响大于反向II中CO2转化率的促进作用；故答案为：温度升高对反应I中CO2转化率降低的影响大于反向II中CO2转化率的促进作用。
3．2N2H4(l)+N2O4(l) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ/mol ＞ 减小 变深 ad 0.01 +120 kJ·mol-1
【详解】
(1)已知：①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
根据盖斯定律，将②×2-①得2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H=2×(-534.2kJ/mol)-(-19.5kJ/mol)=-1048.9kJ/mol，故答案为：2N2H4(l)+N2O4(l) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9 kJ/mol。
(2)①当温度升高时，气体颜色变深，说明升高温度平衡N2O4(g)⇌2NO2(g)正向移动，正反应为吸热反应，则反应的ΔH＞0，故答案为：＞。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4，增大N2O4的浓度平衡正向移动，再次达到平衡时，NO2浓度增大，则混合气体的颜色变深；再充入一定量的N2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，再次达到平衡时，混合气体中NO2的体积分数减小，故答案为：减小，变深。
③建立平衡过程中，气体分子总物质的量增大，在恒压容器中，容器的体积变大，达到平衡时气体分子总物质的量不变，容器的体积不变；
a．混合气体的总质量始终不变，根据ρ=，建立平衡过程中，容器的体积变大，气体密度减小，达到平衡时容器的体积不变，气体密度不变，a符合题意；
b．∆H始终不变，∆H不变不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c．建立平衡的过程中，N2O4、NO2表示的正反应速率都逐渐减小，图中只有正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态，c不符合题意；
d．建立平衡的过程中，N2O4的转化率增大，达到平衡时N2O4的转化率不变，d符合题意；
答案选ad。
④0~3s内的平均反应速率v(NO2)==0.02mol/(L·s)，则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=v(NO2)=0.01mol/(L·s)，故答案为：0.01。
(3)反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的∆H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=4×413kJ/mol+2×745kJ/mol-(2×1075kJ/mol+2×436kJ/mol)=+120kJ/mol，故答案为：+120kJ/mol。
4．adf 放热 铝 (或)
【详解】
(1)a．生石灰溶于水，与水反应产生Ca(OH)2，该反应发生放出热量，为放热反应，a符合题意；
b．浓硫酸稀释会放出热量，但该变化没有新物质生成，不是化学变化，b不符合题意；c．碳酸氢钠固体溶于盐酸，反应发生吸收热量，故该反应是吸热反应，c不符合题意；
d．铜溶于浓硝酸，发生反应放出热量，因此该反应是放热反应，d符合题意；
e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌，发生反应吸收热量，因此该反应是吸热反应，e不符合题意；
f．过氧化钠溶于水，发生反应产生NaOH和O2，发生反应放出热量，因此该反应为放热反应，f符合题意；
故答案为：adf；
(2)根据图示可知：反应物的能量比生成物的能量高，发生反应放出热量，因此该反应为放热反应；将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，第一个是2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+，第二个是H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，H2O2被还原产生H2O，该反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；故答案为：放热；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(3)①当电极a为镁，电极b为铝，电解质溶液为NaOH溶液时，由于Al能够与NaOH溶液发生反应，而Mg不能发生反应，故该电池的负极材料为铝，正极材料为镁；故答案为：铝；
②燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(O2)反应所产生的化学能直接转化为电能。要设计一个燃料电池，电极a通入氢气燃料，通入燃料H2的电极为负极，采用氢氧化钠溶液为电解液，通入O2的b电极为正极，O2得到电子变为O2-，然后与H2O结合生成OH-，则b极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；故答案为：；
③铜棒和铁棒用导线连接后插入CuSO4溶液，形成原电池, Fe作负极，失去电子变为Fe2+进入溶液，所以负极质量减小；Cu作正极，Cu2+在正极得电子生成Cu单质，正极质量增大，总反应为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，反应过程转移2 mol电子，两极质量相差(56+64)g=120 g，当两极相差12 g时，转移电子物质的量为n(e-)=12g120g×2mol12g120g×2mol=0.2 mol，则转移的电子数目N(e-)=0.2 mol×6.02×1023/mol=1.204×1023。故答案为：(或)；
5．2-甲基-1-丁烯或2-甲基丁烯 C 0.1α 逆向移动 9：10 X ＜
【详解】
(1)由平衡常数Kx与温度T变化关系曲线可知，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小，说明3个反应均为放热反应，即△H1＜0、△H2＜0、△H3＜0，因此，A的总能量高于B的总能量，能量越低越稳定，A和B中相对稳定的是B，其用系统命名法命名为2-甲基-2-丁烯；由盖斯定律可知，Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ，则△H1-△H2=△H3＜0，因此△H1＜△H2，由于放热反应的△H越小，其绝对值越大，则△H2：△H1的数值范围是0-1，选C。
(2)向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为α，则平衡时n(TAME)=(1-α) mol，n(A)+n(B)=n(CH3OH)= α mol。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0，则=9.0，将该式代入上式可以求出平衡体系中B的物质的量为0.9α mol，n(A)=0.1α mol；反应Ⅰ的平衡常数Kx1=；同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CH3OH物质的量浓度之比不变，B与CH3OH物质的量浓度之比c(B)：c(CH3OH)=0.9α：α=9：10。
(3)温度为353K，反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0，=9.0.由A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y，则代表B的变化曲线为X；由母线的变化趋势可知，100s 以后各组分的浓度仍在变化， t=100s时，因此，反应Ⅲ正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v正小于逆反应速率v逆，填＜。
6．−1628.2 12 mol ＜ CO和H2的反应为气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的体积分数增大。 75% 175/p12 a 2HSO+ 2e + 4H+ = H2S2O4 + 2H2O 阳
【分析】
根据盖斯定律分析解答；当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，与足量氨气在一定条件下发生的化学反应方程式为：NO2+NO+2NH3=2N2+3H2O，再根据氧化还原反应方程式和转移电子数计算；增大压强，CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)平衡正向移动，CH3OH的体积分数越大，300℃，压强为p1时CH3OH的体积分数70%，则CO(g) 、H2(g)、CH3OH(g)的体积分数分别为10%、20%、70%，结合三段式分析解答；由图可知，HSO在左边电极上分数还原反应生成H2S2O4，在右边电极上分数氧化反应生成H2SO4，则左边电极为阴极，右边电极为阳极，结合电解原理分析解答。
【详解】
(1)①2H2(g) + O2(g)⇌2H2O(g) ∆H1 = −484 kJ·mol−1，②N2(g) + 3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H2 = −92.4 kJ·mol−1，③N2(g) + O2(g)⇌2NO(g) ∆H3 = +180.5 kJ·mol−1，根据盖斯定律①×3-②×2-③×2可得：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)△H=(-484kJ•mol-1×3)-( −92.4kJ•mol-1×2) -(+180.5 kJ·mol−1×2)=-1628.2kJ/mol，故答案为：-1628.2kJ/mol；
(2)由反应原理图和题给信息可知，当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，与足量氨气在一定条件下发生的化学反应方程式为：NO2+NO+2NH3=2N2+3H2O，结合氧化还原反应原理，可知，每消耗1molNO2和NO，转移6mol电子，当有2 mol NO参与反应，则该过程中转移12mol电子，故答案为：12mol；
(3) 增大压强，CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)平衡正向移动，CH3OH的体积分数越大。根据图象，温度一定时，CH3OH的体积分数：p1＞p2＞p2，则压强p2＜p1，故答案为：＜；CO和H2的反应为气体分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的体积分数增大；
(4)设向密闭容器充入了1molCO和2molH2，转化的CO为x，
在C点时，CH3OH的体积分数==0.5，解得：x=0.75mol，则CO的转化率为×100%=75%，故答案为：75%；
(5)CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)，在密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2反应，300℃，压强为p1时CH3OH的体积分数70%，则CO(g) 、H2(g)、CH3OH(g)的体积分数分别为10%、20%、70%，平衡常数Kp ==，故答案为：；
(6)由图可知，HSO在左边电极上分数还原反应生成H2S2O4，在右边电极上分数氧化反应生成H2SO4，则左边电极为阴极，右边电极为阳极，因此直流电源的负极为a；阴极的电极反应式为2HSO+ 2e + 4H+ = H2S2O4 + 2H2O；电解过程中阴极区生成的氢离子通过离子交换膜向阳极区转移形成硫酸，因此该电解装置选择阳离子交换膜，故答案为：a；2HSO+ 2e + 4H+ = H2S2O4 + 2H2O；阳。
7．丙＞甲＞乙 118.62 kJ 135 ＞ -41.8 kJ/mol
【详解】
(1)对于2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ/mol，正反应为放热反应，则乙温度高于甲，丙恒压，则压强大于甲，降低温度、增大压强，可使平衡正向移动，增大SO2的转化率，则转化率丙＞甲＞乙，故答案为：丙＞甲＞乙；
(2)①A、B为等效平衡，且反应互为可逆反应，则a=197.7kJ-79.08kJ=118.62kJ，正逆反应转化率之和为1，则b=1-60%=40%，故答案为：118.62kJ；
②根据三段式可知
用平衡分压（分压=总压×物质的量分数）代替平衡浓度计算，得到的平衡常数即为压强平衡常数，则Kp1==135MPa-1，故答案为：135；
③若按0.4 mol SO2、0.4mol O2、0.4 mol SO3进行投料，此时=2.5＜，则平衡正向移动，v正(SO2)＞v逆(SO2)，故答案为：＞；
(3)已知I：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ/mol K1
Ⅱ：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH2 K2
Ⅲ：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-114.1 kJ/mol K3
利用盖斯定律，将(I-Ⅲ)/2可得SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH2=×(-197.7+114.1)kJ/mol=-41.8kJ/mol，K2=，则K3=，故答案为：-41.8kJ/mol；。
8． 0.05 铜() 铁() 铁() 负 放出 46 甲 4 的浓度对分解速率的影响 3 催化剂浓度大时，催化效果较好
【分析】
(3)根据电池总反应2H2+O2=2H2O可知：通入氢气的a极为电池的负极，发生氧化反应，负极反应为H2-2e-═2H+，通入氧气的b极为电池的正极，发生还原反应，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，原电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，电解质溶液中阳离子向正极移动；
【详解】
(1)C、Cu和FeCl3溶液构成原电池，Cu易失电子作负极、C作正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+；负极反应式为Cu-2e - =Cu2+，n(Cu)=，溶解0.025molCu转移电子物质的量=0.025mol×2=0.05mol；
(2)Fe和浓硝酸发生钝化现象，Cu易被浓硝酸腐蚀而作负极，电子从负极Cu沿导线流向正极Fe，电解质溶液中阴离子向负极Cu移动；
(3)该原电池通入氢气一极发生氧化反应， a极为电池的负极，b极为电池的正极，O2发生得电子的还原反应，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O；
(4)合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应的焓变△H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)=-92kJ/mol，该反应的正反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，生成2mol氨气放出92kJ热量，计算生成1mol氨气放出热量=92kJ/2×1=46kJ，该反应能量变化为甲；
(5)①探究浓度、催化剂用量对H2O2分解速率的影响，应控制溶液总体积相等，改变反应物以及催化剂用量即可，实验①的总体积是4mL+3mL+3mL=10mL，则实验②中V1=10mL-4mL-2mL=4mL；
②对比甲、乙实验，的浓度相同，的浓度浓度不同，则实验甲、乙的探究目的是的浓度对分解速率的影响；
③V2=10mL-5mL-2mL=3mL，实验丙中催化剂的浓度较大，若实验丙中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是催化剂浓度大时，催化效果较好。
9．Y 0.075mol·L-1·min-1 甲 BD 正极 2
【详解】
(1)根据图知， 1min内，X、Y的计量数之比为0.2mol:0.4mol= 1:2，根据反应N2O4⇌2NO2可知，曲线Y表示NO2的物质的量随时间变化关系曲线；在0到2min中内用X表示该反应的速率为：，故答案为：Y、0.075mol·L-1·min-1
(2) 甲中 v(NO2)=0.5 mol·L-1·min-1，乙中v(N2O4)=0.2mol·L-1·min-1，将v(N2O4)=0.2mol·L-1·min-1转化为v(NO2)= 20.2mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1，由此可知甲中反应快，故答案为：甲
(3) A．容器中X与Y的物质的量相等，无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断平衡状态，故A错误；
B．容器内气体的颜色不再改变，则二氧化氮浓度不变，能够说明该反应达到平衡状态，故B正确；
C．2v(X)=v(Y)没有指出正逆反应速率，无法判断平衡状态，故c错误；
D．该反应为气体体积增大的反应，而气体总质量不变，则混合气体的平均相对分子量为变量，当容器内气体的平均相对分子质量不再改变时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确；
E．该反应中混合气体密度为定值，不能根据容器内气体的密度判断平衡状态，故E错误；
故答案为：BD；
(4)根据分析可知，石墨l通入NO2，NO2在反应中被氧化，作负极，负极电极反应式为：，石墨Ⅱ作正极，电极反应式为：，根据电极反应方程式可知当有1molN2O5生成时，电路中转移电子的物质的量为2mol，故答案为：正极、2mol。
10．放热 E1+E2 ② 70% ①
【详解】
Ⅰ.(1)由图中曲线变化可知反应物的总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应；根据图像变化可知，破坏旧键需要吸收的能量为E1；破坏cmolC的化学键需要吸收的能量为：E1+E2，答案为：放热； ；E1+E2；
Ⅱ(2)B和C物质的量减小为反应物，A和D物质的量增多为生成物，变化量之比等于化学计量数之比，所以该反应的化学方程式为，答案为：；
(3)根据图像变化可知，0-6s内B的化学反应速率为，答案为：；
(4)①压强和气体物质的量呈正比，该反应前后气体物质的量改变，所以容器中压强不再改变可以证明达平衡；
②容器中气体密度等于气体总质量比容器总体积，一直保持不变；
③O2的物质的量浓度不再改变可以证明达到平衡；
④SO3的质量不再改变可以证明达平衡；
答案为：②
(5)根据图示计算达到平衡时SO2的转化率为，答案为：70%；
Ⅲ(6) ①电池放电时通入空气的电极为正极，错误；
②电池放电时，生成水，所以电解质溶液的碱性逐渐减弱，正确；
③3.2gH2为1.6mol，电池放电时每消耗3.2gH2转移3.2mol电子，正确；
答案为：①；
(7)氢气参与该燃料电池的负极反应，电极反应式为：，答案为：。
11．H2CO3H++、H++ AB bc 1.89×10-35 O2+4e－+2H2O=4OH－ 燃料电池将化学能转化为电能的转化率高，氢氧燃料电池能做到污染物的零排放
【详解】
(1)碳酸钠和碳酸氢钠是厨房中常用的食品添加剂。根据题意回答下列问题。
①H2CO3是弱酸，其电离方程式H2CO3H++、H++；故答案为：H2CO3H++、H++。
②常温下，若将10mL 2 mol∙L−1NaHCO3溶液与10mL 2 mol∙L−1NaOH溶液混合得，混合后溶质为碳酸钠，忽略溶液体积变化，碳酸钠浓度为1 mol∙L−1，A．碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根，因此离子浓度大小，故A正确；B．根据质子守恒的带，故B正确；C．根据电荷守恒应得到2，故C错误；D．根据物料守恒得到，故D错误；综上所述，答案为AB。
(2)根据题意，用含0.2molNaOH的水溶液吸收0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A，则溶液A中硝酸钠、亚硝酸钠物质的量浓度为0.1 mol∙L−1，溶液B为0.1 mol∙L−1的CH3COONa溶液，由于HNO2的电离常数，CH3COOH的电离常数，硝酸是强酸，根据越弱越水解，因此则A、B两溶液中离子浓度由大到小的顺序为；溶液A的pH比溶液B的pH小，因此要使溶液A和溶液B的pH相等，a．向溶液A中加适量水，A中pH减小，不能变为与B的pH相同，故a不符合题意；b．向溶液A中加适量NaOH，A中pH增大，可以变为与B的pH相同，故b符合题意；c．向溶液B中加适量水，碱性减弱，pH减小，可以变为与A的pH相同，故c符合题意；d．向溶液B中加适量NaOH，碱性增强，pH增大，不能与A的pH相同，故d不符合题意；故答案为：；bc。
(3)ZnS与CuSO4溶液转化为CuS和ZnSO4溶液的离了反应式。若往20mL1 mol∙L−1Na2S溶液中加入10mL1 mol∙L−1CuSO4溶液，生成CuS沉淀，因此混合后溶液中c()＝mol∙L−1，因此溶液中的Cu2+浓度为 mol∙L−1；故答案为：；。
(4)①氢气为负极，氧气为正极，因此电池的正极反应式为：O2+4e－+2H2O=4OH－；故答案为：O2+4e－+2H2O=4OH－。
②与火力发电相比，燃料电池的优点是：燃料电池将化学能转化为电能的转化率高，氢氧燃料电池能做到污染物的零排放；故答案为：燃料电池将化学能转化为电能的转化率高，氢氧燃料电池能做到污染物的零排放。
12．−90.4kJ·mol−1 0.24mol·L−1·min−1 降温或增大氢气的浓度 BD A 0.6 2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2+4H2O
【详解】
(1)将第I个方程式减去第II个方程式得到反应III的为−90.4kJ·mol−1；故答案为：−90.4kJ·mol−1。
(2)根据图中信息得到反应进行的前5分钟内氢气浓度改变量是二氧化碳浓度改变量的3倍，因此Δc(H2)＝1.2mol∙L−1，则氢气速率；10min时，根据图中信息得到二氧化碳浓度不断降低，因此改变的外界条件可能是降温，平衡正向移动，二氧化碳浓度降低，或增大氢气的浓度，平衡正向移动，二氧化碳浓度降低，因此改变的外界条件可能是降温或增大氢气的浓度；故答案为：0.24mol·L−1·min−1；降温或增大氢气的浓度。
(3)A．正向反应，CO浓度不断减小，当CO的浓度保持不变，则达到平衡，故A不符合题意；B．CO2和H2按物质的量之比1：1，反应消耗的物质的量之比也为1:1，因此CO2和H2的转化率始终相等，因此不能作为判断平衡的标志，故B符合题意；C．正向反应，CO2的百分含量不断降低，当混合气体中CO2的百分含量不再发生变化，则说明达到平衡，故C不符合题意；D．单位时间内体系中减少1molH2的同时有1molH2O增加，都是正向进行，不能说明达到化学平衡，故D符合题意；综上所述，答案为BD。
(4)根据图中信息，490K时，二氧化碳和氢气生成甲醇速率大，故CO先转化为二氧化碳，因此反应机理是A；故答案为：A。
(5)根据题意得到，则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(Kp)的计算式(只需列出计算式)为；故答案为：。
(6)①电解池中氢离子向左移动，说明左极为阴极，右侧为阳极，阳极得到氧气，生成1mol氧气转移4mol电子，若电解过程中生成3.36L(标准状况下)即物质的量为0.15mol O2，因此则电路中转移的电了至少为0.15mol ×4=0.6 mol；故答案为：0.6。
②二氧化碳化合价降低变为乙烯，说明得到电子，是电解质阴极，因此生成乙烯的电极反应式是2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2+4H2O；故答案为：2CO2+12H++12e－ = CH2=CH2+4H2O。
13． BD a 0.4 25 催化剂和温度升高使NOx的去除率迅速升高 催化剂失去活性
【分析】
为了提高尿素的产率，需要平衡正向移动，结合影响化学平衡移动的因素分析判断；计算尿素的物质的量，根据2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)，计算平衡时各种气体的物质的量，结合同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比计算出x，在计算平衡常数；反应器中发生的反应为放热反应，在一定温度范围内催化剂活性较大，超过其温度范围，催化剂活性降低，结合催化剂和温度对反应速率的影响和温度对化学平衡的影响分析解答。
【详解】
(1) ①该反应每消耗，放出热量，则消耗2mol NH3，放出348kJ能量，则-348，故答案为：-348；
②为了提高尿素的产率，需要平衡正向移动。该反应为气体物质的量减小的放热反应。A．升高温度，平衡逆向移动，故A不选；B．增大压强，平衡正向移动，故B选；C．加入合适的催化剂，平衡不移动，故C不选；D．及时移除部分，平衡正向移动，故D选；故答案为：BD；
(2)①2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-348 kJ•mol-1，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，即平衡常数K随温度升高而减小，图2中能正确反映平衡常数随温度的变化关系的曲线是a，故答案为：a；
②尿素的物质的量为=0.25mol，根据2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)，消耗的氨气为0.5mol，二氧化碳为0.25mol，生成的水蒸气为0.25mol，容器内的气体的物质的量为(1mol-0.5mol)+(0.5mol-0.25mol)+0.25mol=1mol，同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，则=，解得：x=0.4MPa；平衡时，氨气、二氧化碳和水蒸气的物质的量分数分别为=0.5，=0.25，=0.25，则平衡常数=25，故答案为：25；
(3)①在一定温度范围内催化剂活性较大，超过其温度范围，催化剂活性降低，根据图知，迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大，与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大，故答案为：催化剂和温度升高使NOx的去除率迅速升高；
②当温度高于时，催化剂失去活性，NOx的去除率迅速下降，故答案为：催化剂失去活性；
③反应器中发生的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NOx的去除率降低，则在温度处于K时，该反应一定达到了平衡状态，故答案为：。
14．吸收 17 放热 D 75%
【详解】
(1)①由能量关系图可知的量比的能量高，变为需要吸收17kJ的热量，故答案为：吸收；17；
②由图中信息可知碘单质和氢气生成HI放出热量，故答案为：放热；
(2) ①A．升高温度一定可以加快反应速率，故不选；
B．加入适量N，增大了反应物的浓度，反应速率加快，故不选；
C．加压压缩，增大各物质的浓度，反应速率加快，故不选；
D．及时分离出P，减小了生成物的浓度，反应速率减小，故选；
故答案为：D；
②到这段时刻，M由3mol增大到4mol。其速率为： =，反应达平衡状态时，N的物质的量由8mol减小到2mol，其转化率==75%，故答案为：；75%；
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