河北高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-14化学反应的热效应

这是一份河北高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-14化学反应的热效应，共71页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
河北高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-14化学反应的热效应

一、单选题
1．（2023·河北·校联考模拟预测）某科研团队合作开发了活性位点催化剂，先“吸氢”再将硝基化合物转化为氨基化合物，反应历程和每步的活化能如图所示：

下列说法正确的是
A．是该反应历程的中间产物
B．提高Ⅲ→Ⅳ的反应速率，对快速提升总反应速率起决定性作用
C．I→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ的转化过程中，元素的化合价逐渐降低
D．总反应为
2．（2023·河北·校联考模拟预测）2022年我国在多个领域展示了中国力量。下列说法正确的是
A．中国女足勇夺亚洲杯冠军，奖杯由纯银制成，其硬度大于银合金
B．北京冬奥会多个场馆引入光伏发电系统，能将太阳能直接转化为电能
C．神舟十五号航天员乘组的航天服保温层中含有聚酯薄膜，聚酯薄膜属于纯净物
D．“极目一号”Ⅲ型浮空艇的表面涂层含，属于金属材料
3．（2022·河北沧州·统考二模）《天工开物·作咸》中记载了天然气的开发和利用，“西川有火井，事奇甚，其井居然冷水，绝无火气，但以长竹剖开去节，合缝漆布，一头插入井底，其上曲接，以口紧对釜脐，注卤水釜中，只见火意烘烘，水即滚沸”。下列说法错误的是
A．天然气的主要成分属于温室气体
B．海底可燃冰的成分为CH4·nH2O
C．天然气属于化石能源
D．天然气燃烧时化学能全部转化为热能
4．（2022·河北唐山·统考三模）下列说法中正确的是
A．吸热反应一定需要加热才能反应，而放热反应在常温下一定能进行
B．水银和生铁都属于纯金属
C．用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有
D．某硫酸铵肥料中只含一种杂质，氮元素的质量分数为20%，可能混有硝酸铵
5．（2022·河北沧州·统考二模）环氧丙烷(C3H6O，PO)是一种重要的有机化工产品，对Cu2O催化剂表面催化空气氧化丙烯反应机理的DFT计算表明，可能有通过分子氧(甲图)和晶格氧(乙图)两种反应机理(TS代表中间态)。已知吸附能指在吸附过程中释放的能量，下列说法错误的是中

A．C3H6在催化剂上的吸附能低于C3H6与O2共吸附在表面的吸附能
B．空气氧化丙烯生成环氧丙烷是放热反应
C．通过对图象的分析得出，该反应更易按照甲图路径进行
D．总反应方程式为2C3H6+O22C3H6O
6．（2021·河北衡水·河北武邑中学二模）知某物质的标准生成焓(△f)的定义为用标准状态下的各种元素的最稳定单质，生成标准状态下1mol该物质所吸收或放出的能量，其中△f(单质)=0kJ/mor。N2O、CO、CO2的标准生成焓分别为82.1kJ/mol、110.5kJ/mol、-393.5kJ/mol。研究表明N2O与CO在Fe+的催化下发生反应NO(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)，△H的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是

A．△H=-36.1kJ/mol
B．由过程I可得N2O的能量要高于N2的能量
C．催化剂会改变反应途径和降低反应活化能，且反应速率由过程I决定
D．在过程II中同时存在碳氧键的断裂和形成

二、原理综合题
7．（2023·河北·校联考模拟预测）世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，一碘甲烷属于三类致癌物。用化学反应原理研究一碘甲烷具有重要意义，一碘甲烷热裂解时主要发生如下反应：
反应I：
反应Ⅱ：(丁烯)    
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)几种化学键的键能数据如表所示：
化学键



键能/
413
612
348
则反应Ⅱ的 ，若反应I正反应活化能为，则逆反应活化能为 (用含的代数式表示)。
(2)在恒容密闭容器中投入，实验测得平衡体系中乙烯、碘化氢和丁烯的物质的量分数与反应温度的关系如图所示：

①随着体系温度升高，的物质的量分数先增大后减小的原因可能是 ．
②条件下，的平衡转化率为 ，若起始压强为，则反应Ⅱ的标准平衡常数 (已知：分压总压该组分的物质的量分数，对于反应，，其中，为各组分的平衡分压)。
(3)研究反应Ⅱ对提高反应I中的平衡转化率有重要意义。时，反应Ⅱ的正、逆反应速率与浓度的关系为，(是速率常数)，正、逆反应速率方程分别对应图中曲线、曲线。

①时，向的密闭容器中充入和，此时 (填“>”“”“”或“”“=”或“＜”)，原因为 。
(3)时，按投入某刚性密闭容器中，起始压强为。后容器内气体压强变为起始时的0.9倍，其中的分压为。
①时的体积分数为 。
②内的平均反应速率为 。
(4)研究某催化剂在汽车尾气处理中的应用，涉及反应。将一定比例的和的混合气体，模仿汽车尾气流通速度，匀速通入装有催化剂的反应器中反应。

①已知：的燃烧热为，则 。
②当反应温度高于后，的去除率随温度升高而迅速下降的原因可能是 。
17．（2022·河北沧州·统考二模）由于油价飙升、能源多样化和能源供应安全需求，以及全球环境问题，使天然气成为一种全球性的能源，也使氢气被视为未来的能源媒介。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下：
反应I：CH4(g)+ H2O(g) CO(g) +3H2(g) △H1=+206 kJ·mol-1
反应II：CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H2=+165 kJ·mol-1
反应III：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3
回答下列问题：
(1)△H3= 。已知(R、C为常数)，反应I、II、III的平衡常数与温度T的变化关系如图甲所示，其中表示反应II的是曲线 (填标号)。

(2)不同压强下，将甲烷和水蒸气按照物质的量之比为1：3的比例投料，测得平衡状态下某物质随温度的变化如图乙所示。图中纵坐标可以表示 (填“CH4转化率”或“CO2物质的量分数”)，压强p1、p2、p3由大到小的顺序是 。

(3)一定条件下，向恒容容器中以物质的量之比为1：3的比例投入甲烷和水蒸气，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则H2的物质的量分数x(H2)= ，反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx= 。 (可用分数表示)
(4)一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图丙所示，使用特定催化剂只发生反应I，以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质，燃料电池负极的电极反应式为 。

18．（2022·河北秦皇岛·统考三模）我国科学家利用Fe2Na3/红紫素催化剂实现CO2还原制备CO，利用可见光催化还原CO2，将CO2转化为增值化学原料(HCOOH、HCHO、CH3OH等) ，这被认为是一种可持续的CO2资源化有效途径。
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表1所示：
表1
物质
HCHO(g)
H2(g)
燃烧热(ΔH)/(kJ · mol-1)
-570. 8
-285. 8
已知：H2O(g)=H2O(l) ΔH =-44 kJ ·mol-1。
CO2(g)+2H2(g) HCHO(g)+H2O(g) ΔH = kJ·mol-1
(2)在一定温度下，将1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)通入某恒容密闭容器中，发生反应CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) ，测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表2所示。
表2
t/min
0
10
20
30
40
50
φ(CO2)
0.250
0.230
0.215
0.205
0.200
0.200
达到平衡时CO2的转化率为 。
(3)将n(CO2) ： n(H2)=1 ：4的混合气体充入某密闭容器中，同时发生反应1和反应2。
反应1：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1= +41.2kJ·mol-1
反应2：CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2”、“”、“”、“”、“=”或“C
(2) 20 ＜ ，可知此时的平衡常数为，该反应为放热反应，温度越高平衡常数越小
(3) 或22.2%
(4) 催化剂在温度高于后，温度越高催化剂活性越低

【详解】（1）由于基态原子价电子排布式中轨道处于半满状态，所以、、三种元素对应的第一电离能由大到小的顺序为；
（2）下，反应Ⅱ达到平衡时、、各物质的量的浓度分别为、和，则下该反应的平衡常数为；温度改变为时，若，可知此时的平衡常数为；该反应为放热反应，温度越高平衡常数越小，所以；
（3）反应Ⅱ：
反应Ⅰ：
所以时各气体的分压分别为为、为、为、为；
①时的体积分数为；
②内的平均生成速率为；
（4）①反应的；
②当反应温度高于后，的去除率随温度升高而迅速下降的原因可能是温度高于后，温度越高催化剂活性越低。
17．(1) -41 kJ/mol b
(2) CH4转化率 p3>p2> p1
(3) 50%
(4)CO+H2-e- +2=3CO2+H2O

【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应III=反应II-反应I，所以对应的热效应△H3=△H2-△H1=+165 kJ·mol-1-（+206 kJ·mol-1）=-41 kJ/mol；因为，结合图象可知，图象的斜率为，从图象变化趋势可看出，曲线a的斜率为正，则对应的为负，即代表反应III，曲线b和c的斜率为负，且c曲线更陡，则曲线b代表反应II，曲线c代表反应III，故答案为：-41 kJ/mol；b；
（2）反应I、II为吸热反应，反应III为放热反应，则升高温度，二氧化碳的物质的量分数不一定增大，但反应I、II中的甲烷均为反应物，升高温度，反应I、II向正向移动，甲烷的平衡转化率一定增大，则纵坐标可以表示CH4转化率；投料比一定、温度一定的条件下，增大压强，不利于反应I、II正向进行，所以平衡态的CH4转化率会降低，则可知图中压强关系为：p3>p2> p1，故答案为：CH4转化率；p3>p2> p1；
（3）一定条件下，向恒容容器中以物质的量之比为1：3的比例投入甲烷和水蒸气，可设甲烷的物质的量为1mol，水蒸气的物质的量为3mol，发生上述三个反应，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则根据碳元素守恒可知，平衡时，甲烷的物质的量为1mol(1-80%)=0.2mol，设得到的CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则x+y=1mol80%=0.8mol①；再根据氧元素守恒可知，x+2y=3mol-1.8mol=1.2mol②，联立反应①和②可知，x=0.4mol，y=0.4mol。另根据氢元素守恒可知，平衡时水蒸气的物质的量为3mol(1-40%)=1.8mol，则含H原子的物质的量为1.8mol2=3.6mol，甲烷中含H的物质的量为0.2mol4=0.8mol，则得到的氢气中含H原子的物质的量为1mol4+3mol2-3.6mol-0.8mol=5.6mol，即得到氢气的物质的量为2.8mol。综上所述，可得出平衡时各物质的物质的量分别为：n(CH4)=0.2mol，n(CO)=0.4mol，n(CO2)=0.4mol，n(H2O)=1.8mol，n(H2)=2.8mol，所以H2的物质的量分数x(H2)= =50%；同理可得，CO2的物质的量分数x(CO2)= ，CO的物质的量分数x(CO)= ，H2O的物质的量分数x(H2O)= ，反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx=，故答案为：50%；；
（4）高性能甲烷燃料电池中，CO和H2进入电极A发生失电子的氧化反应，生成二氧化碳和水，所以电极A为负极，以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质反应的电极反应式可表示为：CO+H2-4e- +2=3CO2+H2O。
18．(1)+43.2
(2)25%
(3)反应1的正反应是吸热反应，反应2的正反应是放热反应，600 °C之后，随着温度升高，反应1正向进行的程度增大，反应2向逆反应方向进行，且相同时间内反应1消耗CO2的量大于反应2生成CO2的量
(4) 0.075
(5)CO2 +4e- +4H+=HCHO+ H2O
(6) 相对于单金属Bi催化剂，BiIn合金催化剂能够促进CO2的吸附，增强对*OCHO中间体的吸附 相对于单金属In催化剂，BiIn合金催化剂能够降低*OCHO脱附形成*HCOOH的活化能

【详解】（1）根据燃烧热写出热化学方程式：
i . HCHO(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) △H= -570.8 kJ/mol
ii. H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol
iii. H2O(g)=H2O(l) △H=-44 kJ/mol
根据盖斯定律，ii×2-i- iii得反应CO2(g)+2H2(g) ⇌HCHO(g)+H2O(g)的△H=(-285.8×2 +570.8+44) kJ/mol=+43.2 kJ/mol；答案为：+43.2。
（2）由表2可知，平衡时CO2的体积分数为0.200，设反应由起始到达平衡时CO2转化的物质的量为xmol，列三段式： ，则=0.200，解得x=0.25，则CO2的平衡转化率为25%；答案为：25%。
（3）反应1的正反应是吸热反应，反应2的正反应是放热反应，600 °C之后，随着温度升高，反应1正向进行的程度增大，反应2向逆反应方向进行，且相同时间内反应1消耗CO2的量大于反应2生成CO2的量，故0.1 MPa时，CO2的转化率在600 °C之后随温度升高而增大；答案为：反应1的正反应是吸热反应，反应2的正反应是放热反应，600 °C之后，随着温度升高，反应1正向进行的程度增大，反应2向逆反应方向进行，且相同时间内反应1消耗CO2的量大于反应2生成CO2的量。
（4）①设反应由起始到达平衡时CO2转化的物质的量为ymol；根据c点列三段式

恒温恒容下，气体压强与气体物质的量成正比例，，解得y=0.5，v(H2)= =0.075 mol·L-1·min-1；答案为：0.075。
②温度相同，a、b、c点平衡常数相等，选c点数据计算平衡常数，c点平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量依次为0.5mol、1.5mol、0.5mol、0.5mol，CH3OH的分压为pkPa，则p(CO2)= p(CH3OH)= p(H2O)=pkPa，p(H2)=pkPa× 3=3pkPa，则平衡常数Kp== (kPa)-2；答案为：。
（5）以惰性材料为阳极，在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO，CO2在阴极上得电子被还原成HCHO，阴极的电极反应式为CO2 +4e-+4H+=HCHO+ H2O；答案为：CO2 +4e-+4H+=HCHO+ H2O。
（6）根据图象，采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因：相对于单金属Bi催化剂，BiIn合金催化剂能够促进CO2的吸附，增强对*OCHO中间体的吸附；BiIn合金催化剂优于单金属In催化剂的原因：相对于单金属In催化剂，BiIn合金催化剂能够降低*OCHO脱附形成*HCOOH的活化能；答案为：相对于单金属Bi催化剂，BiIn合金催化剂能够促进CO2的吸附，增强对*OCHO中间体的吸附；相对于单金属In催化剂，BiIn合金催化剂能够降低*OCHO脱附形成*HCOOH的活化能。
19．(1)—90.7kJ/mol
(2) B CMR模式下，只发生反应a，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，时平衡右移，二氧化碳产率增大
(3) ＜ 通过计算得出D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K越大
(4)7CO2+6e—+5H2O=CH3OH+6

【详解】（1）由盖斯定律可知，反应a—b可得反应，则△H3=△H1—△H2=(—49.5kJ/mol)—(+41.2 kJ/mol)= —90.7kJ/mol，故答案为：—90.7kJ/mol；
（2）①A．恒压条件下，气体压强始终不变，则气体压强不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，反应a是物质的量减小的反应，反应中气体平均相对分子质量增大，则气体平均相对分子质量不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
C．的比值与化学计量数的比值相等，反应中始终不变，则不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
D．的物质的量之比为不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
故选B；
②由表中数据可知模式下，只发生反应a，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，时平衡右移，二氧化碳产率增大，故答案为：CMR模式下，只发生反应a，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，时平衡右移，二氧化碳产率增大；
（3）①由图可知，D点二氧化碳和氢气的物质的量比为1：1，二氧化碳的转化率为60%，设容器的体积为1L，起始二氧化碳和氢气的物质的量均为1mol，则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为0.4mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L和0.6mol/L ，反应的平衡常数K1==2.25，F点二氧化碳和氢气的物质的量比为1.5：1，二氧化碳的转化率为50%，设容器的体积为1L，起始二氧化碳的物质的量为1.5mol、氢气的物质的量为1mol，则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为0.75mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L和0. 75mol/L ，反应的平衡常数K2==3，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，由F点平衡常数大于D点可知，D点反应温度小于F点，故答案为：＜；通过计算得出D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K越大；
②由图可知，G点二氧化碳和氢气的物质的量比为1.5：1，二氧化碳的转化率为40%，设容器的体积为1L，起始二氧化碳的物质的量为1.5mol、氢气的物质的量为1mol，则平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为0.9mol/L、0.4mol/L、0.6mol/L和0. 6mol/L ，反应的平衡常数K3==1，反应达到平衡时由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：=，== K3=1， 当二氧化碳的转化率为20%时，二氧化碳、氢气、一氧化碳和水蒸气的浓度分别为1.2mol/L、0.7mol/L、0.3mol/L和0. 3mol/L，则=1×=，故答案为：；
（4）由题意可知，通入二氧化碳的电极为电解池的阴极，在水分子作用下，二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇和碳酸氢根离子，电极反应式为7CO2+6e—+5H2O=CH3OH+6，故答案为：7CO2+6e—+5H2O=CH3OH+6。
20．(1)-93.7  △H=△H1+△H2
(2)AC
(3)60%
(4) ＜ 反应②活化能低，同条件下单位体积内活化分子数多，有效碰撞几率大，速率快 K=
(5) 减小 随着投料比 的增加，n(CO2)增大，副反应平衡正向移动，导致n(CO)增多，n(H2)减少，减少

【详解】（1）根据盖斯定律：2NH3(l)+CO2(l)⇌H2O(l)+NH2CONH2(l)△H=ΔH1+ΔH2=(-109.2+15.5)kJ/mol=-93.7kJ/mol，故答案为：-93.7；
（2）A．增大CO2的浓度，平衡正向移动，有利于NH3的转化率增大，故A正确；
B．因为正反应是熵减的反应，即△S＜0，根据△H-T△S＜0可知，反应在低温下才能自发进行，高温下是不能自发进行的，故B错误；
C．混合气体的密度不再发生改变，即混合气体的质量不在改变，也即个组分的量不在改变，反应达到平衡状态，故C正确；
D．在恒容密闭容器中，充入He，各物质浓度不变，平衡不移动，故D错误；
故答案为：AC；
（3）设充入CH4和CO2物质的量都为xmol，列三段式：，，解得x=2.5mol，CH4的转化率为；
（4）①活化能越大反应速率越慢，反应②活化能低，同条件下单位体积内活化分子数多，有效碰撞几率大，速率快，则反应速率：反应①＜反应②；
②一定温度下，反应到达平衡时正逆反应速率相等，，，则K=；
（5）可对比同一温度下，三条线的横坐标的大小，由图可知随着进料比的增加，的值减小，其原因是随着投料比 的增加，n(CO2)增大，副反应平衡正向移动，导致n(CO)增多，n(H2)减少，减少。
21．(1) 高温
(2)AB
(3)低于600℃时反应速率减小，高于600℃时苯乙烯选择性下降
(4) < 压强相同时，c点与a点相比，加大了H2O蒸气的比例，等效于反应体系的减压，平衡正向移动，转化率增大

【解析】（1）
将已知反应依次编号为①②③，由盖斯定律可知①—②—③×得到反应(g) (g)+H2(g)，则反应△H=(—4498kJ/mol)—(—4337kJ/mol)—(—571.6kJ/mol) ×=+124.8 kJ/mol，该反应是熵增的反应，高温时，反应△H—T△S＜0，反应能自发进行，故答案为：+124.8 kJ/mol；高温；
（2）
A．正反应速率先增大后减小说明正反应速率大于逆反应速率，平衡一定向正反应方向移动，故正确；
B．该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数K值增大，故正确；
C．反应物的体积百分数增大说明逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，故错误；
D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应为气体体积增大的反应，混合气体密度增大说明恒压条件下，平衡向逆反应方向移动，故错误；
故选AB；
（3）
由图可知，600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高，当温度低于600℃时，乙苯的平衡转化率低，反应速率慢，当温度高于600℃时，苯乙烯的选择性低，所以反应控制温度为600℃，故答案为：低于600℃时反应速率减小，高于600℃时苯乙烯选择性下降；
（4）
①该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，乙苯的转化率减小，由图可知，水蒸气的用量一定时，P2的乙苯的转化率大于100kPa，所以压强P2小于100kPa；c点与a点的压强相同，增大水蒸气的比例，相当于减小反应体系的压强，平衡向正反应移动，乙苯的转化率增大，故答案为： > 升高温度，反应ii、反应iii速率均加快，但反应iii的速率变化更大 适当降低温度并增大反应的压强（或降低温度并使用使用低温下活性更强的催化剂） 2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+ pb
【详解】(1) 25℃，101kPa下：甲醇(l)的燃烧热为akJ·mol-1，则①CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=- akJ·mol-1
CO(g)的燃烧热为bkJ·mol-1，则②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H = -b kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l)   ΔH=+ckJ·mol-1。
根据盖斯定律①-②-2×③，甲醇(l)不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(g) △H=(- a+b-2c)kJ·mol-1；
(2) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)正反应气体系数和减小，增大压强，平衡正向移动，CO(g)转化率增大，则P1>P2，M、N两点为平衡点，两点正逆反应速率都相等， N点压强小于M点，M点的正反应速率>N点的逆反应速率。
(3)升高温度，反应ii、反应iii速率均加快，但反应iii的速率变化更大，所以升高温度CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低。为减少副反应的发生，同时不降低CO2生成CH3OH的反应速率和平衡转化率，可采取的措施是适当降低温度并增大反应的压强（或降低温度并使用使用低温下活性更强的催化剂）。
(4)由于发生反应ii，容器体积减小，设参加反应ii的CO2的物质的量是xmol，

X=0.75mol
参加反应ii的H2的物质的量是2.25mol，生成甲醇的物质的量是0.75mol、生成水的物质的量是0.75mol；CO2的转化率为50%，则参加反应iii的CO2的物质的量是2×0.5-0.75=0.25mol，反应iii消耗0.25molH2、生成0.25molCO、生成水0.25mol；达到平衡时，容器中CO2(g)的物质的量是1mol、H2的物质的量是4mol-2.25mol-0.25mol=1.5mol、甲醇的物质的量是0.75mol、水的物质的量是0.75mol+0.25mol=1mol，容器内气体总物质的量是6mol×(1-25%)=4.5mol；
反应ⅱ的平衡常数Kp=；
(5)根据图示，右侧电极氧气得电子生成水，B是负极，A是正极；
①甲醇、一氧化碳在阳极失电子生成碳酸二甲酯，阳极的电极反应式为2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+。
②铅蓄电池中，PbO2为正极、Pb为负极；B是阴极，B应与铅蓄电池的Pb相连。
26． -1225.6 < I 0.0125 A c>d>a
【详解】(1)根据盖斯定律可知，；
(2)反应达到平衡时，，即，由此可得；该反应为放热反应，升高温度，K减小，由此可得增大的倍数小于增大的倍数；
(3)①温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短，由图中达到平衡的时间长短可知曲线Ⅰ代表220℃条件下的物质的量随时间变化的曲线，曲线Ⅱ代表300℃条件下的物质的量随时间变化的曲线；段，化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以；
②A．反应体系中，与的物质的量之比随着的消耗，比值逐渐增大，达到平衡时，比值不再改变，A项正确；
B．混合气体的密度等于总质量与体积的比值恒容条件下，反应时混合气体的体积始终不变，因此不能通过混合气体的密度判断是否达到平衡，B项错误；
C．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，气体的总物质的量增加，混合气体的平均相对分子质量减小，C项错误；
D．催化剂只改变反应的快慢，不影响平衡转化率，D项错误；
答案选A；
③c点温度高，逆反应速率最快，a点未达到平衡，d点达到了平衡，反应达到平衡之前，逆反应速率逐渐增大，由大到小的顺序为；根据图中曲线Ⅱ，列出三段式：

平衡后气体的总物质的量为3.75mol，则 。
27． A 氧气氧化脱氢为放热反应，耗能少 3CO2+C3H8→6CO+4H2 C3H8C3H6+H2 ＞ m3＜m2＜m1 ＜ C3H8 0.0125
【详解】(1)丙烷直接裂解是气体分子数增多的吸热反应，高温低压有利于平衡正向移动，提高C3H8平衡转化率，故选A；
(2)氧气氧化脱氢为放热反应，不受热力学的限制，反应温度较低，耗能少，氧气同时可以氧化碳单质，催化剂积碳程度较低；
(3)①据图可知在500~800K之间，C3H6极少，主要产物为CO、H2主要发生的反应为3CO2+C3H8→6CO+4H2；据图可知823K以上C3H6的含量增多，而CO的含量基本不变，说明823K以上有利于直接裂解，主要发生的反应为C3H8C3H6+H2；
②相同投料比时温度升高C3H8的平衡转化率增大，说明升高温度有利于该反应正向进行，则正反应为吸热反应，ΔH＞0；相同温度下，当C3H8的量不变时，增大CO2的量平衡正向移动，C3H8的平衡转化率增大，所以m越大，C3H8的平衡转化率越大，则m3＜m2＜m1；
(4)丙烷直接裂解为气体分子数增多的反应，增大压强平衡逆向移动，C3H8增多，所以p2＜0.1；丙烷直接裂解为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，C3H8减少，B、D为C3H8；设起始C3H8的物质的量为amol，则：

a点时C3H8的物质的量分数为50%，则，；所以C3H8、C3H6、H2平衡分压分别为、、，则=0.0125MPa。
28． -246.4 kJ∙mol-1 BD 适当提高反应气中H2的用量（浓度、体积分数、百分含量）、移去（分离出）反应体系中的CH3OH ＞ 低于240℃时，温度越高，CO的转化率越大；高于240℃时，温度越高，CO的转化率越小 温度较低时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，温度越高反应速率越大，CO的转化率也越大；温度较高时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，温度升高平衡逆向移动，故温度越高CO的转化率越小
【分析】注意题(4)等温-平衡转化率曲线，曲线上的每个点都达到平衡状态，其中a点在曲线p1以下，在p1曲线所代表的的压强下，a点没有达到平衡状态，若要达到平衡状态，需增大转化率，即平衡要向正反应方向移动，从而判断正逆反应速率的大小关系。
【详解】(1)根据盖斯定律得：总反应的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=-246.4 kJ∙mol-1。答案为：-246.4 kJ∙mol-1；
(2)A．反应Ⅰ的反应物与生成物均为气体，密度不发生变化，无法判断是否平衡状态，A项错误；
B．该反应为可逆反应，反应放出的热量小于90.8kJ，B项正确；
C．反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡常数应降低，与图不符。C项错误；
D．反应Ⅰ为气体分子数目减少的反应，平衡后，再充人2 mol H2和1 mol CO，相当于增大压强，平衡正向移动，再次平衡后，H2和CO的体积分数均减小，D项正确；
答案为：BD；
(3)在保持一定的温度和压强条件下，能提高反应Ⅰ中CO转化率的方法为适当提高反应气中H2的用量（浓度、体积分数、百分含量）、及时移去（分离出）反应体系中的CH3OH。答案为：适当提高反应气中H2的用量（浓度、体积分数、百分含量）、移去（分离出）反应体系中的CH3OH；
(4)①反应Ⅰ为气体分子数目减少的放热反应，在相同温度下，压强越大，CO的转化率越高。则根据图可知，p1=54MPa，则600℃、54MPa时a点未达到反应平衡，反应正向进行，v正＞v逆；答案为：＞；
②将组成为2∶1的H2和CO充入恒温密闭容器中发生反应Ⅰ，600℃，36MPa时，设初始加入CO(g)xmol，根据三段式：

各物质的压强之比等于其物质的量之比，则平衡时各物质的压强分别为p(H2)=，p(CO)=，p(CH3OH)=，该反应的分压平衡常数。答案为：；
(5)由图可知，CO转化率在低于240℃时，温度越高，CO的转化率越大；高于240℃时，温度越高，CO的转化率越小；原因是温度较低时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，温度越高反应速率越大，CO的转化率也越大；温度较高时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，温度升高平衡逆向移动，故温度越高CO的转化率越小。答案为：低于240℃时，温度越高，CO的转化率越大；高于240℃时，温度越高，CO的转化率越小；温度较低时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，温度越高反应速率越大，CO的转化率也越大；温度较高时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，温度升高平衡逆向移动，故温度越高CO的转化率越小。
29． +249.1 > 高温 259.2 以Ni-CeO2为催化剂，测定转化率时，CO2甲烷化反应已达平衡，升高温度平衡左移，CO2转化率下降；以Ni为催化剂，CO2甲烷化反应速率较慢，升高温度反应速率加快，反应相同时间时CO2转化率增加 Ni-CeO2 320℃ 2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O 6
【详解】I. (1)根据摩尔生成焓的定义，推出①C(s)＋O2(g)=CO2(g) =－395kJ·mol－1，②C(s)＋2H2(g)=CH4(g) =－74.9kJ·mol－1，③C(s)＋O2(g)=CO(g) =－110.4kJ·mol－1，根据目标反应方程式及盖斯定律可知，③×2－②－①得目标方程式，所以=[(－110.4)×2－(－74.9)－(－395)]kJ·mol－1=＋249.1kJ·mol－1；故答案为＋249.1；
(2)根据第(1)问分析可知，该反应为吸热反应，所以活化能Ea(正)＞ Ea(逆)；根据可知，要想自发进行，即满足＜0，当＞0时，高温有利于自发进行，故答案为：＞；高温；
(3)根据已知信息，设平衡时转化的二氧化碳的压强为p kPa，则
，
由平衡的p总=（14+16）kPa=42 kPa可知，（14-p）+（16-p）+（14-p）+2p+2p=30+2p=42kPa，则p=6kPa。所以平衡时，p(CO2)=8 kPa，p(CH4)=10 kPa，p(CO)=12 kPa，p(H2)=12 kPa，则平衡常数Kp=；
II. (4)高于320℃后，以Ni-CeO2为催化剂，其选择性有所下降，所以CO2转化率略有下降，且以Ni-CeO2为催化剂，测定转化率时，CO2甲烷化反应已达平衡，升高温度平衡左移，CO2转化率下降；以Ni为催化剂，CO2甲烷化反应速率较慢，升高温度反应速率加快，反应相同时间时CO2转化率增加；
(5)根据图象分析可知，温度适宜（320℃）时，以Ni-CeO2为催化剂明显比以Ni为催化剂时CO2转化率高，且催化剂选择性强，所以应选择Ni-CeO2为催化剂，最佳温度为320℃，故答案为：Ni-CeO2；320℃；
III. (6) 以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，根据装置图可分析，CO2在阴极得到电子转化为乙烯，所以阴极上的电极反应式为：2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O；铅酸蓄电池总反应方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，则根据电子转移数守恒可得到，C2H412e-6Pb12H2SO4，则每生成0.5mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中硫酸的物质的量为0.512=6mol，故答案为：6。
30． –55.6 0.5 AC 33.6 L
【详解】(1)①
②根据盖斯定律(-①-②)÷2得–55.6；
(2)①已知，起始时 为35.8 ，分解的反应速率。恒温恒容时， 测得体系中， ， ，则此时的分解的反应速率 2×10-3×30.0= 。
②T温度时，向2L密闭容器中加入，时完全分解，体系达平衡状态，根据PV=nRT，，气体压强是反应前的2倍，则反应平衡后物质的量为4mol，完全分解，设转化3xmol，，n总=n(NO2)+n(N2O4)+n(O2)=4-2x+x+1=4，x=1mol，c(NO2)= c(N2O4)=0.5mol，平衡常数K=。
③A．该反应为吸热反应，升高温度，反应速率增加，平衡正向移动，，故A正确；
B．a点温度大于c点，则a点速率大于c点，故B错误 ；
C．a点时，△c=0.5mol/L，v=，故C正确；
D．缩小体积，增大压强，c(NO2)增大，对于该平衡正向移动，c(NO2)逐渐减小，故D错误；
故选AC。
(3)①氯气和硝酸银在无水环境中可制得，同时得到一种气态单质A(O2)，该反应的化学方程式是：。
②阳极制得和O2，其电极反应式为：，阴极：2H++2e-=H2↑每生成1，转移2mol电子，两极共产生气体氧气0.5mol，氢气1mol，共1.5mol，V=1.5mol×22.4mol/L=33.6L。