适用于新高考新教材2024版高考化学二轮复习专题突破练7化学反应速率与化学平衡课件

这是一份适用于新高考新教材2024版高考化学二轮复习专题突破练7化学反应速率与化学平衡课件，共60页。PPT课件主要包含了p1p2p3，随着温度升高压强对，答案B，答案C，H和OH，v2v3v1等内容，欢迎下载使用。

1.(2023·北京西城区一模)探究影响H2O2分解速率的因素,实验方案如图所示。
下列说法不正确的是(　　)A.对比①②,可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响B.对比②③④,可探究温度对H2O2分解速率的影响C.若用MnO2固体代替FeCl3溶液,反应速率不变D.H2O2易溶于水,主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键
解析 MnO2和Fe3+都能催化H2O2的分解反应,但不同催化剂的催化效果不同,故反应速率不同,C错误。
2.(2023·福建省名校联盟联考)研究CH3I与自由基Cl原子(用Cl*表示)的反应有助于保护臭氧层。已知:Cl*+CH3I反应有4条反应路径(TS表示过渡态,IM表示中间物)如图所示。基元反应指反应中一步直接转化为产物,下列说法错误的是(　　)
A.路径①的ΔH>0B.路径②是基元反应C.路径③的速率最快D.路径④的逆反应的活化能最大
解析 路径②所示反应中有中间产物生成,没有一步直接转化为产物,不是基元反应,B错误。
3.(2023·安徽淮北一模)一定温度下,在密闭容器中发生反应: BaSO4(s)+4H2(g) BaS(s)+4H2O(g)　ΔH>0。下列说法正确的是(　　)A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动B.在恒压条件下,向平衡体系中加入H2,BaSO4的转化率不变C.混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡D.该反应在任何温度下都能自发进行
解析 在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,A正确;在恒压条件下,向平衡体系中加入H2,平衡正向移动,BaSO4的转化率变大,B错误;该反应是反应前后气体总体积不变的反应,故混合气体的物质的量不变不能说明反应达到平衡,C错误;该反应的ΔH>0、ΔS=0,由于反应吸热,并非在任何温度下都能自发进行,D错误。
4.(2023·辽宁葫芦岛一模)活性炭基材料烟气脱硝技术备受当前研究者关注,其反应原理为C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)　ΔH>0。下列说法不正确的是(　　)A.增大压强,平衡向脱硝方向移动B.上述脱硝反应平衡常数C.若恒容体系内密度恒定不变,反应达到了平衡D.每处理标准状况下2.24 L NO,转移电子0.2 ml
解析 该反应反应前后气体体积不变,改变压强,不影响平衡状态,A错误。
5.(2023·辽宁鞍山一模)T0时,向容积为5 L的恒容密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g),发生反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)　ΔH<0。测得反应过程中的部分数据如表所示,下列说法错误的是(　　)
A.其他条件不变,温度变为T1时,平衡时测得C的浓度为0.8 ml·L-1,则T1>T0B.8 min时,该反应的v(正)=v(逆)C.5 min时,该反应达到平衡状态,且A、B的转化率相等D.平衡时,C的体积分数约为42.9%
解析 升高温度,平衡逆向移动,根据图表数据,T0时达到平衡,消耗1 ml B,则生成3 ml C,C的浓度为0.6 ml·L-1,其他条件不变,温度变为T1时,平衡时测得C的浓度为0.8 ml·L-1,说明平衡正向移动,则T16.(2023·吉林通化模拟)在10 L密闭容器中,A、B、C三种气态物质构成了可逆反应的体系;当在某一温度时,A、B、C物质的量与时间的关系如图甲,经过相同时间C的百分含量与温度的关系如图乙。
下列分析正确的是(　　)A.该反应的化学方程式为2A(g)+B(g) 2C(g)B.0~4 min内,B的平均反应速率为0.05 ml·L-1·min-1C.由T1向T2变化时,正反应速率大于逆反应速率D.该反应正反应是吸热反应
解析 由题图可知,该反应是可逆反应,A、B、C的物质的量变化量之比=(2.4-1.6)∶(1.6-1.2)∶(0.4-0)=2∶1∶1,故该反应的化学方程式为2A(g)+B(g) C(g),A错误;0~4 min时,A减少(2.4-2.0) ml,则有v(B)= =0.005 ml·L-1·min-1,B错误;由T1向T2变化时,C的百分含量增大,平衡正向进行,故正反应速率大于逆反应速率,C正确;T3时反应达到平衡,T3之后,升高温度,平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,D错误。
7.(2023·安徽省鼎尖名校联考)CO2的有效利用对发展碳循环经济产生了巨大的影响。其中利用CO2和H2,在一定条件下合成乙醇的反应为2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)　ΔH。向2 L刚性不可变容器中充入1 ml CO2和3 ml H2,单位时间内测得CO2的转化率随温度变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.上述反应的ΔH>0B.混合气体的密度保持不变时,说明该反应达平衡状态C.c点平衡后,向容器中再充入等量原反应气体,达新平衡时,CO2的转化率增大D.反应从开始到a点需时5 min,5 min内用H2表示的反应速率为0.3 ml·L-1·min-1
解析 根据题图知,b点之前,单位时间内,随着温度的升高,速率加快,所以二氧化碳的转化率增大,但b点之后,温度升高,不利于平衡正向移动,导致二氧化碳的平衡转化率降低,则该反应为放热反应,ΔH<0,A错误;2 L刚性不可变容器中发生反应,气体的总质量不变,容器的容积不变,气体的密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,B错误;c点平衡后,向容器中再充入等量原反应气体,等效于增大压强,则会使平衡正向移动,达新平衡时,CO2的转化率增大,C正确;a点时CO2的转化率为50%,则转化的CO2为0.5 ml,转化的H2为0.5 ml×3=1.5 ml,则有v(H2)=0.15 ml·L-1·min-1,D错误。
8.(2023·河南省豫南地区联考)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料,在催化剂作用下可发生反应:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),在50 ℃和70 ℃时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
下列叙述不正确的是(　　)A.该反应为吸热反应B.反应速率大小:v(a)>v(b)C.70 ℃时,平衡常数K≈0.02D.增大压强,可以提高SiHCl3的平衡转化率,缩短达平衡的时间
解析 升高温度,SiHCl3的平衡转化率增大,则该反应为吸热反应,A正确;a、b两点的浓度相同,a点的温度大于b点,则反应速率大小:v(a)>v(b),B正确;70 ℃时,达到平衡SiHCl3的平衡转化率为22%,设起始c(SiHCl3)=1 ml·L-1,利用“三段式”计算:　　　　　　　　2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始浓度/(ml·L-1)100转化浓度/(ml·L-1)0.220.110.11平衡浓度/(ml·L-1)0.780.110.11则平衡常数 ,C正确;增大压强,平衡不移动,不能提高SiHCl3的平衡转化率,D错误。
9.(2023·广东广州一模)向密闭容器中充入S2Cl2、Cl2和SCl2,发生反应S2Cl2(g)+Cl2(g) 2SCl2(g),S2Cl2与SCl2的初始消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示(图中A、B点处于平衡状态),下列说法不正确的是(　　)
A.a为v(SCl2)随温度的变化曲线B.该反应的ΔH<0C.200 ℃下反应一段时间,S2Cl2的物质的量增多D.反应达到平衡后向体系中充入氮气,平衡不移动
解析 化学反应速率与反应的系数成正比,由化学方程式可知,平衡时S2Cl2与SCl2的反应速率为1∶2,结合图像可知,图中A、B点处于平衡状态,则正逆反应速率相等,a为v(SCl2)随温度的变化曲线,A正确;随着温度升高,SCl2的消耗速率更大,反应逆向进行,则正反应为放热反应,ΔH<0,B正确;题图中A、B点处于平衡状态,200 ℃下反应没有达到平衡,此时逆反应速率小于正反应速率,反应正向进行,故反应一段时间,S2Cl2的物质的量减小,C错误;反应达到平衡后向体系中充入氮气,不影响反应中各物质的浓度,平衡不移动,D正确。
10.(2023·河北省名校联盟联考)T ℃时,将2.0 ml A(g)和2.0 ml B(g)充入容积为1 L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+B(g) 2C(g)+D(s)　ΔH<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0 ml。下列说法正确的是(　　)A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%B.T ℃时,该反应的化学平衡常数为K=8.0C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器的容积,平衡逆向移动D.T ℃时,若将A(g)、B(g)各1.0 ml充入同样容器,平衡后,A的转化率α(A)为50%
11.(2023·天津市第一中学二模)一定条件下,CO2(g)+3H2(g) H2O(g)+CH3OH(g)　ΔH=-53.7 kJ·ml-1;向2 L恒容恒温密闭容器中充入1 ml CO2和2.8 ml H2反应,图中过程Ⅰ、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法不正确的是(　　)
A.m点:v(正)>v(逆)B.活化能:过程Ⅱ>过程ⅠC.n点时该反应的平衡常数K=50D.过程Ⅰ,t2时刻改变的反应条件可能是升高温度
解析 m点CO2的转化率不是最大,反应向正反应方向进行,则有v(正)>v(逆),A正确;过程Ⅰ先达到平衡状态,说明反应速率快,因此活化能:过程Ⅱ>过程Ⅰ,B正确;n点时CO2的转化率为80%,列出“三段式”:　　　　 CO2(g) + 3H2(g) H2O(g) + CH3OH(g)则该反应的平衡常数 ,C错误;过程Ⅰ,t2时刻转化率降低,说明反应向逆反应方向进行,由于正反应放热,改变的反应条件可能是升高温度,D正确。
12.(2023·湖北襄阳一模)在160 ℃、200 ℃条件下,分别向两个容积为2 L的刚性容器中充入2 ml CO和2 ml N2O,发生反应: CO(g)+N2O(g) CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。实验测得两容器中CO或N2的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.当容器中混合气体的密度不随时间变化时,该反应达到平衡状态B.ac段N2的平均反应速率为0.10 ml·L-1·min-1C.逆反应速率:c>b>dD.160 ℃时,该反应的平衡常数Kp=9
解析 该反应前后气体的物质的量不变,恒温恒容时,容器的压强保持不变,故当容器中混合气体的密度不随时间变化时,不能说明该反应达到平衡状态,A错误;ac段N2的平均反应速率为=0.05 ml·L-1·min-1,B错误;随着反应的进行,N2的物质的量增大,CO的物质的量减小,故ac曲线表示N2的物质的量随时间的变化,bd曲线表示CO的物质的量随时间的变化,由图中可知ac先达到平衡,说明ac对应的温度更高,故逆反应速率c>d,由d点生成物浓度高于b点,故逆反应速率d>b,因此逆反应速率:c>d>b,C错误;bd曲线对应温度为160 ℃,由题图中数据可知160 ℃时,d点达到平衡,平衡时CO的物质的量为0.5 ml,列出“三段式”分析:
　　　 CO(g)+N2O(g) CO2(g)+N2(g)起始量/ml2200转化量/ml1.51.51.51.5平衡量/ml0.50.51.51.5
13.(2023·福建师大附中一模)工业上,裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。反应1:C4H10(g,正丁烷) CH4(g)+C3H6(g)　ΔH1反应2:C4H10(g,正丁烷) C2H6(g)+C2H4(g)　ΔH2已知几种共价键的键能如下表:
(1)根据上述数据估算,ΔH1=　　　 kJ·ml-1。 
(2)正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图所示。
①正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为　　　　　 　　　 　　　　。 ②下列有关催化剂的叙述错误的是　　　　　(填字母)。 A.能改变反应途径 B.能降低反应焓变C.能加快反应速率 D.能增大平衡常数
C4H10(g,正丁烷) C4H10(g,异丁烷) ΔH=-7 kJ·ml-1　 　
(3)向密闭容器中投入一定量的正丁烷,发生反应1和反应2,测得正丁烷的平衡转化率(α)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。
①p1、p2、p3由小到大的顺序为 　　　　　　　　　。 ②随着温度升高,三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等,原因是______________________  　　 　　　　　　　。 
平衡的影响逐渐减小,平衡转化率主要由温度决定
(4)在一定温度下,向恒容密闭容器中投入正丁烷,同时发生反应1和反应2,测得部分物质的浓度与时间的关系如图,平衡时压强为17a kPa。
①7 min时改变的条件可能是　　　(填字母)。 A.增大压强B.增大正丁烷的浓度C.加入催化剂②该温度下,反应1的平衡常数Kp=　　　 kPa。(提示:组分分压=总压×体积分数) 
解析 (1)根据键能计算反应热,ΔH1=(347×2-614) kJ·ml-1=+80 kJ·ml-1。(2)②催化剂参与化学反应,改变了反应途径,A正确;反应热与产物、反应物的相对能量有关,催化剂同等程度降低正、逆反应活化能,不改变反应热,B错误;催化剂能够加快反应速率,C正确;催化剂同倍数改变正、逆反应速率,平衡不移动,平衡常数不变,D错误。(3)①正反应是气体分子数增大的反应,减小压强,平衡向正反应方向移动,正丁烷的平衡转化率增大,则p1(4)①增大压强,即缩小容器容积,瞬时CH4浓度增大,随后CH4浓度减小,A错误;增大正丁烷的浓度,平衡向正反应方向移动,CH4浓度增大,B正确;加入催化剂,平衡不移动,甲烷的浓度不变,C错误。②根据题图3,同时发生反应1和反应2,平衡时生成了0.3 ml·L-1的CH4,消耗了0.7 ml·L-1的C4H10,说明反应2生成了0.4 ml·L-1的C2H6,平衡体系中各组分的浓度分别是c(CH4)=c(C3H6)=0.3 ml·L-1,c(C2H6)=c(C2H4)=0.4 ml·L-1,
1.(2023·江苏泰州中学调研)高炉炼铁的反应为Fe2O3(s)+3CO(g) ══ 2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH=-23.5 kJ·ml-1。下列有关说法正确的是(　　)A.该反应一定能自发进行,则该反应的ΔS>0B.升高温度使反应物活化分子数增多,能提高反应速率和CO平衡转化率C.增加炼铁炉高度,延长CO和铁矿石接触时间,能降低平衡时尾气中CO的体积分数D.制备的生铁中含少量FexC,相同条件下与酸反应放出氢气的速率比纯铁慢
解析 该反应的反应热ΔH<0,要使反应自发进行,要满足ΔH-TΔS<0,则该反应的ΔS>0,A正确;升高温度,使反应物活化分子数增多,能提高反应速率,但由于该反应是放热反应,升高温度,化学平衡会向逆反应方向移动,导致CO平衡转化率降低,B错误;增加炼铁炉高度,延长CO和铁矿石接触时间,不改变其他外界条件,化学平衡不移动,故不能改变平衡时混合气体中CO的体积分数,C错误;制备生铁中若含少量FexC,Fe、FexC及酸溶液构成原电池,使Fe与酸反应放出氢气的速率比纯铁快,D错误。
2.(2023·河南省名校联盟联考)常温常压下,在3种不同碳负载的铜微粒(a、b和c)上,选择性电催化乙炔加氢制乙烯(H+电还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图,下列说法错误的是(　　)
A.析氢反应是电催化乙炔加氢制乙烯的竞争反应B.析氢反应的能力:a>c>bC.吸附C2H2的能力:a解析 选择性电催化乙炔加氢制乙烯和H+电还原为H2的反应可同时发生,均为得到电子被还原的过程,故析氢反应是电催化乙炔加氢制乙烯的竞争反应,A正确;a对应的活化能最大,b对应的活化能最小,活化能越大反应越难进行,即析氢反应的能力:a3.(2023·山东烟台诊断)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示,正、逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是(　　)
A.前20 min B的平均反应速率为0.05 ml·L-1·min-1B.30~40 min间该反应使用了催化剂C.化学方程式中的x=1,正反应为放热反应D.30 min、40 min时分别改变的条件是减小压强、升高温度
解析 前20 min B的平均反应速率为=0.05 ml·L-1·min-1,A正确;30 min时,C和A、B的浓度都下降,而催化剂只会改变反应速率,不会瞬间改变反应物的浓度,B错误;A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,则x=1,40 min时正逆反应速率都增大,则改变的条件为升高温度,而条件改变后C浓度减小,A、B浓度增大,说明平衡发生了逆向移动,则正反应为放热反应,C正确;30 min时,C和A、B的浓度都下降了,反应速率也减小,但是平衡不移动,经分析x=1,该反应前后气体分子数目不变,则改变的条件为减小压强,D正确。
4.(2023·天津十二区重点校联考)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 ml X(g)和2 ml Y(g)发生反应:X(g)+mY(g) 3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 ml Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 ml·L-1
解析 向平衡体系中加入1 ml Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,说明两种平衡相同,该反应前后气体的总体积不变,则有m+1=3,m=2,A正确;平衡常数只与温度有关,两次平衡温度不变,故两次平衡的平衡常数相同,B正确;起始量X与Y之比为1∶2,等于其化学计量数之比,故X与Y的平衡转化率之比为1∶1,C正确;该反应为反应前后气体总量不变的反应,故第二次平衡时Z的物质的量为4 ml×10%=0.4 ml,c(Z)= =0.2 ml·L-1, D错误。
5.(2023·北京东城区一模)某温度下,H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K=4。该温度下,在甲、乙、丙、丁4个相同的恒容密闭容器中进行该反应,起始浓度如下表所示。
下列判断不正确的是(　　)A.化学反应速率:乙>甲B.平衡时,甲中I2的转化率为50%C.平衡时,丙中c(I2)=0.01 ml·L-1D.平衡时,乙和丁中 相等
解析 据题表中数据可知,其他条件相同,乙中c(H2)为甲中的2倍,乙中反应速率较大,A正确;设甲中I2的转化率为x,根据“三段式”有:　　　　　　H2(g)　 +　 I2(g) 　2HI(g)起始/(ml·L-1)0.010.010变化/(ml·L-1)0.01x0.01x0.02x平衡/(ml·L-1)0.01(1-x)0.01(1-x)0.02x
6.(2023·辽宁葫芦岛协作校联考)某温度下,在1 L恒容密闭容器中投入10 ml N2O5发生反应N2O5(g) N2O(g)+2O2(g),有关数据如下表所示。下列说法正确的是(　　)
A.O2的平均生成速率越来越小是因为容器的压强越来越小B.15 s若向体系中充入N2O,平衡一定逆向移动C.20 s时N2O5的转化率为8%D.35 s时,向体系中又充入N2O5,再次平衡时,其体积分数将增大
解析 O2的平均生成速率越来越小,主要是N2O5的浓度减小,A错误;15 s时,该体系还没有达到平衡状态,如果N2O的量很少,在一定温度下,若Q7.(2023·湖北省部分重点校联考)恒温密闭容器发生可逆反应: Z(?)+W(?) X(g)+Y(?)　ΔH,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中,正确的是(　　)
A.该条件下,Z和W中的一种可能为气态B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不相等C.若在该温度下该反应的平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等D.若该反应ΔH>0,则该反应的平衡常数K随温度升高而增大
解析 根据题图可知,正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变,故Z和W都不是气体,A错误;结合题图可知,X是气体,Y可能不是气体,也可能是气体,若Y不是气体,产物只有X,反应过程中气体的摩尔质量始终不变,若Y是气体,由于生成的X和Y是按照比例生成的,气体平均摩尔质量不会改变,所以两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量一定相等,B错误;由于化学平衡常数只与温度有关,该温度下平衡常数的表达式K=c(X)是定值,则t1~t2时间段与t3时刻后的c(X)相等,C错误;该反应ΔH>0则该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,D正确。
8.(2023·广东东莞一模)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应:①X(g) Y(g);②Y(g) Z(g)。已知v=kc(反应物),k为速率常数,如图表明三种物质浓度随时间的变化以及k受温度的影响。下列说法不正确的是(　　)
A.反应过程体系的压强始终不变B.c(Y)随时间先增大后减小C.随c(X)的减小,反应①、②的速率均逐渐降低D.温度对反应②的k影响更大
解析 由题图1中信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的曲线为X,浓度随时间变化逐渐增大的曲线为Z,浓度随时间变化先增大后减小的曲线为Y。由题图2中信息可知,反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②。两反应中,反应物和生成物都只有一种,且化学计量数都为1,故反应过程中气体的物质的量始终不变,压强始终不变,A正确;c(Y)随时间先增大后减小,B正确;随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)不断增大,则反应①的速率逐渐降低,但反应②的速率先升高后降低,C错误;随着温度的升高,反应②的速率常数增大的幅度更大,故温度对反应②的k影响更大,D正确。
9.(2023·湖南郴州一模)T0时,在2 L的密闭容器中发生反应: X(g)+Y(g) Z(g)(未配平),各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为T1、T2时发生反应,X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述中正确的是(　　)
A.该反应的正反应是吸热反应B.T0时,从反应开始到平衡时:v(X)=0.083 ml·L-1·min-1C.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%D.T1时,若该反应的平衡常数K的值为50,则T110.(2023·北京延庆区一模)在一定温度下,将1 ml CO2和3 ml H2充入容积为1 L的恒容密闭容器中发生反应并达到平衡:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0,测得平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%。下列说法不正确的是(　　)A.平衡混合气体中C原子的物质的量是1 mlB.该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量C.该反应的化学平衡常数K=D.其他条件相同时,若起始充入2 ml CO2和6 ml H2,达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%
解析 根据质量守恒定律可知,1 ml CO2参与反应,平衡时混合气体中C原子的物质的量仍为1 ml,A正确;该反应的ΔH<0,则该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,B正确;设CO2的转化浓度为x ml·L-1,利用“三段式”计算:　　　CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
11.(2023·河南洛阳六校联考)氢气是一种清洁能源,工业上用水煤气两步法制氢气,第①、②步的反应原理及反应的lg Kp-T关系如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH1<0B.NiFe2O4能降低反应的活化能,提高平衡转化率C.某温度下,将CO和H2O(g)各1 ml通入容积为1 L的密闭容器中反应,达到平衡状态,若该反应的平衡常数是9,则CO的转化率为75%D.1 300 ℃时,反应C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)的平衡常数Kp=8
解析 对于反应①,升高温度,lg Kp增大,说明升高温度,该反应正向移动,则该反应是吸热反应,ΔH1>0,A错误;NiFe2O4是反应的催化剂,催化剂能降低反应的活化能,但不能改变转化率,B错误;设CO的转化量为x ml,根据已知条件列出“三段式”:　　　 　CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g)起始/ml1100转化/mlxxxx平衡/ml1-x1-xxx
12.(2023·湖南省名校联合体联考)一定条件下,分别向容积为1 L的密闭容器中充入气体,发生反应:X(g)+Y(g) Z(g),测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅰ对应实验②B.正反应为吸热反应C.气体的总物质的量:n(c)解析 恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,故起始时实验②与③的压强相等,实验①的压强是实验②、③的3倍,则曲线Ⅰ对应实验①,且m=3p,A错误;若实验②与③的温度相等,最终会达到相同的平衡状态,气体压强应相同,实际上曲线Ⅱ的压强大于曲线Ⅲ,说明Ⅱ对应反应气体的总物质的量大,绝热体系不利于Z的分解反应,故该反应正反应是放热反应,B错误;c、d两点的压强相同,体积相同,由于反应吸热,体系③温度低,c点的温度比d点低,则c点的气体物质的量更多,故气体的总物质的量:n(c)>n(d),C错误;该反应是放热反应,温度越低,平衡常数越大,故b点平衡常数小于c点,D正确。
13.(2023·山西忻州一模)为了实现碳达峰和碳中和目标,二氧化碳的高效利用成为研究的热点。某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。已知:CH4、H2、CO的燃烧热分别为-890.3 kJ·ml-1、-285.8 kJ·ml-1和-283 kJ·ml-1。(1)甲烷干法重整法(DRM)反应为CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH,则ΔH=　 　　　　　　　　。 
+247.3 kJ·ml-1
(2)通过大量的研究Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双合金团簇可用于催化DRM反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,分别为过程1:甲烷逐步脱氢,过程2:CO2的活化(包括直接活化和氢诱导活化),过程3:C*和CH*的氧化,过程4:扩散吸附反应。其反应机理如图1所示。则CO2的氢诱导活化反应方程式
为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,过程3的最终产物为　　　　　,过程4发生扩散吸附的微粒为　　　　　。 
CO2*+H* ══ CO*+OH*
(3)三种催化剂催化甲烷脱氯过程的能量变化如图2所示:
①甲烷脱氢过程中最大活化能步骤为　　　　　　 　　　(用反应方程式表示)。 ②Sn12Ni、Pt12Ni、Cu12Ni三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为v1、v2、v3,则脱氢速率由大到小的顺序为　　　　　。 
③Sn12Ni双合金团簇具有良好的抗积碳作用,有效抑制碳沉积对催化剂造成的不良影响,请结合图示解释原因:________________________________________　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
CH3* ══ CH2*+H*　
脱氢反应第4步为CH*C*+H*,发生该步反应,
三种催化剂中Sn12Ni需要克服的活化能最大,反应不易发生,故产生的积碳较少
(4)已知:甲烷干法重整法(DRM)过程中发生副反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH>0,T ℃时,在恒压反应器中,通入2 ml CH4和1 ml CO2,总压强为p0,平衡时甲烷的转化率为40%,H2O的分压为p。①关于上述平衡体系,下列说法正确的是　　　　(填字母)。 A.n(CH4)∶n(CO2)=2∶1B.将H2O(g)液化,可以提高主反应的速率C.若反应在恒容条件下进行,甲烷转化率小于40%D.若降低反应温度,主、副反应均逆向进行②DRM反应的Kp=   　　　　　(列出计算式即可,分压=总压×物质的量分数)。
(2)CO2的活化包括直接活化和氢诱导活化,在氢诱导活化中,CO2*+H*→COOH*→CO*+OH*,则CO2的氢诱导活化反应方程式为CO2*+H* ══ CO*+OH*。由题图可知,过程3的最终产物为CO*,过程1甲烷逐步脱氢生成H*,过程3 CO2的活化过程中生成OH*,故过程4发生扩散吸附的微粒为H*和OH*。(3)①活化能最大的过程为反应的决速步骤,由题图可知,过渡态为TS2的反应为决速步骤,对应反应为CH3* ══ CH2*+H*;②催化剂能够降低反应的活化能,活化能越低,则化学反应速率越大,则有v2>v3>v1;③由题图可知,脱氢反应第4步为CH* ══ C*+H*,发生该步反应,三种催化剂中Sn12Ni需要克服的活化能最大,反应不易发生,故产生的积碳较少。
(4)①投入量n(CH4)∶n(CO2)=2∶1,主反应消耗量n(CH4)∶n(CO2)=1∶1,副反应消耗CO2,因此主副反应消耗量n(CH4)∶n(CO2)≠2∶1,则平衡时体系中n(CH4)∶n(CO2)≠2∶1,A错误;将H2O(g)液化,副反应正向移动,导致CO2和H2浓度减小,CO浓度增大,则主反应的速率减慢,B错误;主反应正向为体积增大的反应,若反应在恒容条件下进行,等效于在恒压的基础上,缩小容积加压,主反应平衡逆向移动,则甲烷转化率小于40%,C正确;由于主、副反应正反应均为吸热反应,则若降低反应温度,主、副反应均逆向进行,D正确。
②对主反应列出“三段式”:　　　CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)起始量/ml2100变化量/ml0.80.81.61.6平衡量/ml1.20.21.61.6平衡时,设水的物质的量为x ml,根据副反应列“三段式”:　　　H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)起始量/ml1.60.21.60变化量/mlxxxx平衡量/ml1.6-x0.2-x1.6+xx