2025届高三化学二轮复习-- --化学反应原理综合题 讲义与练习

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(1)科学家研究利用回收的制取甲酸(HCOOH)。已知：
① kJ⋅ml-1；
② kJ⋅ml-1；
③ kJ⋅ml-1。
则反应④的 。
(2)查阅资料知在过渡金属催化剂存在下，和合成的反应分两步进行：已知第二步反应的方程式为；则第一步反应的方程式 。
II．催化还原法
以下是催化加氢合成二甲醚发生的两个主要反应：
⑤ kJ⋅ml-1；
⑥ kJ⋅ml-1。
(3)下列有关反应⑥的说法正确的是_______。
A．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢
B．反应体系中浓度不再变化，说明反应达到平衡状态
C．恒温恒容下达到平衡后，再通入，平衡向正反应方向移动
D．平衡时，若缩小体积增大压强，则、均变大
(4)在恒压、和起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。
其中：的选择性
温度高于300℃，平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
(5)一定温度下，向1 L恒容容器中加入0.5 ml 和2.0 ml 发生上述反应，达到平衡时测转化率为32%，选择性为75%，则平衡时体系中生成的的物质的量为 。
III．电化学催化重整法
(6)如图表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图，在Cu电极上可以转化为，该电极反应方程式为 。
(7)当电路中转移0.8 ml电子时，有 ml阳子穿过阳离子交换膜(只允许阳离子穿过)。
2．（2024高三上·贵州六盘水·期末）硫酸是一种重要的工业原料，常用于肥料、药物、染料等工业。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化。
已知：
回答下列问题：
(1)在催化剂表面反应生成的历程为：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
，反应ⅲ在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)工业生产中，在接触室中被氧气氧化成，在密闭容器中，原料气按体积分数为、进料，分别在和压强下发生反应，平衡转化率随温度变化关系如图所示：
①根据上图判断， (填“>”“<”或“=”)；
②反应在0.5MPa、550℃时的 ，判断的依据是 。
(3)一定温度，将和置于密闭容器中，发生反应，经达平衡，的转化率为，体系总压强为。
①此过程中 ml/(L·min)。
②该反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(4)在吸收塔中转化为，工业上不用水或稀硫酸，一般用的浓硫酸，主要原因是 。
3．（2024高三上·北京通州·期末）研究NO、NO2等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明有重要意义。
Ⅰ． 二氧化硫消除二氧化氮。
(1)已知：2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH1 =-196.6 kJ/ml
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ΔH2 =-113.0 kJ/ml
则NO2(g) + SO2 (g) SO3(g) + NO(g)的ΔH = kJ/ml
(2)在一定条件下，将起始浓度比为1：2 的NO2与SO2置于密闭容器中发生上述反应，NO2转化为NO的平衡转化率为b。
①下列说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a．体系压强保持不变 b．混合气体的颜色保持不变
c． SO3和NO的体积比保持不变 d．每生成1ml SO3消耗1ml NO2
②该温度下平衡常数K= (用含有b的式子表示)。
Ⅱ．NH3具有较好的还原性，催化剂存在下，NH3可用来消除NO的污染，生成两种对环境无害的物质。
(3)写出上述反应的化学方程式 。
(4)NH3与NO的物质的量之比分别为1：3、3：1、4：1时，NO脱除率随温度变化的曲线如下图所示。曲线III对应的NH3与NO的物质的量之比是 ，理由是 。
4．（24-25高三上·湖南·开学考试）“碳中和”是目前社会备受关注的重要议题，“碳中和”是指的排放总量和减少总量相当，对于改善环境，实现绿色发展至关重要。
(1)催化加氢制取汽油，转化过程示意图如下：
下列说法正确的是 (填字母)。
a．图中甲与乙互为同系物 b．反应①中包含有极性键、非极性键的断裂和形成
c．反应②中只有碳碳键的形成 d．汽油主要是的烃类混合物
(2)科学家提出用氧化锆锌作催化剂，将转化为甲醇，该反应的化学方程式为：
在容积为2L的恒温密闭容器中，充入1ml和3ml，含碳物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。分析图中数据，回答下列问题：
①反应在0~2min内， 。
②在催化生成甲醇的反应过程中，还会发生副反应：。一段时间后，测得体系中。产率= (已知产率)。
(3)恒压下将和按体积比1∶3混合，在不同催化剂作用下发生下列两个反应：
在相同的时间段内的产率随温度的变化如图所示。在上述条件下合成甲醇的工业条件是 (填字母)。
a．210℃ b．230℃ c．CZT催化剂 d．CZ(Zr-1)T催化剂
(4)与经催化重整可制得合成气：
已知：①
②
③
该催化重整反应的
(5)据报道，一种电池装置能有效地将转化成草酸铝，工作原理如图所示。回答下列问题：
①电池的负极反应式为： 。
②电池的正极反应式：(草酸根)
在正极反应过程中，起催化作用，催化过程可表示为：
Ⅰ．
Ⅱ．……
试写出Ⅱ的离子方程式： 。
5．（24-25高三上·云南·阶段练习）我国科研团队将工业废气中的在催化条件下还原，实现了的绿色合成。主要反应有：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题：
(1)对反应Ⅰ：
① 。
②已知：，图1中表示与T之间的关系正确的是 (填字母)。
③相对能量及其部分反应历程关系如图2(A1~A4，B1~B4表示过渡态)。反应更容易按路径 (填A或B)发生，该路径中形成过渡态 (填编号)的反应速率最慢。
④下列说法正确的是 。
A．平衡时，
B．催化剂降低了反应的活化能，可以增大平衡转化率
C．恒温密闭的刚性容器中，的分压不变时体系达到平衡状态
D．反应过程中催化剂可能会“中毒”，需对反应气进行净化处理
(2)在恒压密闭容器中，分别按投料比为和通入气体，若只发生反应Ⅰ和Ⅱ，的平衡转化率及的选择性S随温度的变化曲线如图所示。
已知：
①投料比为时，的平衡转化率曲线为 (填“e”或“f”)。
②温度升高，选择性降低、的平衡转化率升高的原因是 。
③投料比为、温度为320℃时，反应Ⅱ的平衡常数 (写出计算式即可，用物质的量分数代替平衡浓度)。
(3)甲醇有多种用途，甲醇碱性(KOH)燃料电池中负极的电极反应式为 。
6．（2024·山西运城·一模）H2S是一种有毒气体，利用H2S与CH4的反应可将其转化为有价值的H2、S2等。发生的反应有：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
回答下列问题：
(1)CO2中心原子价层电子对数为 。
(2)已知相关化学键的键能如下表：
反应ⅰ：的 kJ⋅ml-1。
(3)一定温度下，在体积为2L的刚性容器中，充入1mlCH4和2mlH2S，发生反应i和反应ⅱ，5min时反应达到平衡，H2S的平衡转化率为40%，。
①下列叙述中能说明反应ⅱ达到平衡状态的是 （填字母）。
A． B．混合气体的密度不再变化
C．断裂1mlC—H的同时生成1mlC=S D．混合气体的平均摩尔质量不再变化
②0~5min内 ml⋅L-1⋅min-1。
③此温度下，反应ⅱ的平衡常数Kx= （Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数）。
(4)在常压和不同温度下，将H2S和CH4按照2∶1的体积比充入热解器中，用N2稀释，发生反应ⅰ和反应ⅱ。反应相同时间后，H2、S2和CS2的体积分数随温度的变化关系如图所示。
① （填“>”“<”或“=”）0，低于1000℃时反应ⅱ （填“能”或“不能”）发生。
②1050℃时，H2的体积分数为 。
③温度高于1100℃时，体积分数减小的原因是 。
7．（2024高三下·浙江·阶段练习）“双碳”背景下，实现CO2的转化与利用对人类社会发展具有重要意义。
I．CO2可与H2作用生产甲醇燃料，涉及反应如下：
反应①：
反应②：
反应③：
(1)计算可知反应②的 。
(2)为同时提高反应体系中CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，除降低温度外，还可采取的措施有 (写出一条即可)。
(3)将CO2和H2按一定比例通入装有催化剂的反应器，持续反应24小时，测得体系中的甲醇产率与催化剂活性、温度间关系如图1所示。其中X点 (填“是”“不是”或者“无法确定”)处于平衡状态。体系在310℃后甲醇的产率下降，原因是 。
Ⅱ．CO2与H2制CH4的反应为：。在2L的恒容密闭容器中，充入2ml CO2和8ml H2，测得体系温度对CO2平衡转化率(%)和催化剂催化效率的影响如图2所示。
(4)下列说法不正确的是___________。
A．平衡常数大小：KM＜KQ
B．若体系压强或混合气体密度保持不变，均可说明反应已达平衡状态
C．其他条件不变时，加入合适的催化剂，可以降低该反应的活化能和
D．其他条件不变时，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率可能位于P点
(5)Kp为气体的平衡分压替代气体的平衡浓度时所表示的化学平衡常数，已知气体的分压=气体的总压×气体体积分数。若Q点时反应体系的总压强为1MPa，则此温度下该反应的平衡常数Kp= MPa-2
(6)科学家设计电化学装置实现了CO2与CH4分子的耦合转化，原理如图3所示，则阳极的电极反应式为 。
8．（24-25高三上·安徽·开学考试）为早日实现碳达峰、碳中和战略，就需要对碳进行综合利用。常见的两种方式为煤的气化和煤的液化。
Ⅰ．煤的气化反应为。在一密闭容器中进行，达到平衡后，试回答：
(1)增加碳的物质的量，其正反应速率 (填“变快”、“不变”或“变慢”)。
(2)保持压强不变，充入Ar，其正反应速率 (填“变快”、“不变”或“变慢”)。
Ⅱ．煤的液化反应为。一定条件下，在体积为3L的密闭容器中反应。
(3)依据下图回答：由图1可知温度 (填“大于”或“小于”)；由图2可知，b时改变的条件可能是 。
(4)温度和容器体积一定时，可作为该可逆反应达到化学平衡状态的标志是 (填选项字母)。
A．CO、、的浓度之比为1：2：1
B．混合气体的密度不再改变
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．容器的压强不变
E．单位时间内生成nmlCO的同时生成2nml的
(5)电化学法也可以制备。还原CO电化学法制备甲醇的工作原理如图所示：
通入CO的一端发生的电极反应式为 ，电池工作过程中左侧溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
9．（2024·湖北·一模）氢能源具有广泛的应用前景，一种利用太阳能的甲烷重整制氢反应原理如图：
回答下列问题：
(1)第I步反应的化学方程式为 。
(2)△fH是指在298.15K、100kPa下由稳定态单质生成1ml化合物时的焓变，相关物质的△H数据如表所示。
则甲烷重整制氢反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H= kJ•ml-1。
(3)已知Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压=总压×该气体的物质的量分数。第I步和第II步反应的lgKp与温度T的关系如图：
根据图像可知，第I步反应的△H 0(填“＞”“＜”或“=”)。
②甲烷重整制氢反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)在1000℃Kp= (kPa)2。
③保持1000℃不变，向恒容容器中加入1mlH2O(g)和足量FeO和NiO，假设只发生第II步反应，初始时体系压强为15kPa，达平衡时p(H2)= kPa(结果保留一位小数，下同)，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后p(H2)= kPa。
(4)已知上述制氢过程中存在副反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率降低。此时CaO消耗率约为35%，大部分已失效，原因是 。
10．（24-25高三上·广西·阶段练习）氢气和碳氧化物反应生成甲烷，有利于实现碳循环利用。涉及反应如下：
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1) 。
(2)温度时，在1L固定容积的容器中充入1mlCO和一定量的发生上述反应，平衡时和CO的转化率()及和的物质的量()随变化的情况如图所示。
①不能判断体系达到平衡的是 。
A．气体压强不再变化 B．气体密度不再变化
C．气体平均摩尔质量不再变化 D．的值不再变化
②曲线d表示变化的曲线，解释曲线d随增大先增大后减小的原因 。
③图中表示变化的曲线是 (填图中曲线的序号)。
④B点坐标为(1，m)， ，反应П的平衡常数 (化简到最简分数)。
⑤若升高温度，达到新平衡时，物质的量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若能将反应Ⅲ设计成原电池，可实现碳中和。写出在酸性条件下正极反应的电极反应式 。
11．（24-25高三上·云南昆明·阶段练习）CO2催化加氢制甲醇，是CO2资源化利用的极具前景的研究领域。涉及的反应主要有：
反应i．
反应ii．
反应iii．
回答下列问题：
(1)△H1= kJ/ml；反应i在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下自发进行。
(2)下列说法正确的是___________(填标号)。
A．CO2的结构稳定，活化分子比例较低，需要催化剂降低反应的活化能
B．恒温恒压条件下，混合气体密度不再变化时，说明反应i已达平衡
C．恒温恒容条件下，通入水蒸气可提高CO2的平衡转化率
D．升高温度，反应ⅱ的平衡常数减小，反应ⅲ的平衡常数增大
(3)在密闭容器中，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料发生上述反应。不同压强下，实验测得CH3OH的平衡产率和CO2的平衡转化率随温度T的变化关系如图所示。
①CH3OH平衡产率随温度升高而降低的原因是 ；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 ；温度高于T1时，CO2的平衡转化率几乎交于一点，说明上述三个反应中此时几乎只发生的是反应 (填“i”“ⅱ”或“ⅲ”)，判断理由是 。
②某温度时，若只发生反应i，反应过程中压强恒定为p，平衡时，CH3OH的产率为w，则反应i的平衡常数Kp= (用分压代替浓度，分压=物质的量分数×总压。列出计算式即可)。
(4)我国科学家发明了高选择性CO2催化加氢制甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ ZrO2固溶体。四方晶系ZrO2晶胞如图所示。晶胞参数为a pm，b pm，c pm，。其中a=b，ZrO2晶体的密度为 (列出计算式即可)。
12．（24-25高三上·河南·开学考试）乙二醇、甲醇都是基础的有机化工原料，乙二醇高聚物是一种相转移催化剂，也用于细胞融合，甲醇还是优质燃料，两种醇有多种合成方法。回答下列问题：
(1)已知：
则 。
(2)T℃时，在容积不变的密闭容器中充入和，加氢合成的体系中：
主反应： ；
副反应： 。
达平衡时气体总物质的量为，的平衡转化率为50%，主反应的平衡常数 。
(3)天津大学科研团队用甲醇电解法制备乙二醇，两电极分别发生甲醛转化为乙二醇和甲醇氧化为甲醛的反应。若电解池采用质子交换膜和溶液为载体，甲醛生成乙二醇的电极反应式为 。
(4)在一定的温度和压强下，铜催化二氧化碳加氢制备甲醇的反应如图所示，研究发现的平衡转化率随着浓度的增加先增大后减小，减小的原因是 。其中反应Ⅰ为慢反应，请画出反应能量变化图像 。
(5)关于加氢制甲醇反应机理的争论主要围绕第(2)步生成A羧基物种(*，*代表吸附态，下同)和B甲酸盐物种(展开，下图催化过程生成 (填“A”或“B”)，生成中间体A或B取决于 。
13．（2024·云南昭通·模拟预测）硫酸亚铁可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)写出基态的价层电子轨道表示式： 。
(2)已知下列热化学方程式：


则的 。
(3)将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(I)。平衡时的关系如下图所示。
①检验该反应生成的气体产物应先将气体通过 (填序号，后同)溶液，然后再通过 溶液，最后进行尾气处理。
a． b．品红 c． d．
②时，该反应的平衡总压 ；该温度下，若某时刻体系内的，则此时反应 (填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”)， (填“<”“>”或“=”)。
(4)提高温度达时，上述容器中进一步发生反应(Ⅱ)，装置内反应达到平衡时测得，，则 ， (计算结果保留2位小数)。
14．（24-25高三上·江西·开学考试）肼(N2H4)是一种潜在制氢燃料。一定温度下，肼会发生分解反应：
I．
Ⅱ．
回答下列问题：
(1) N2H4的电子式为 ；反应I的 (填“>”“<”或“=”)0.
(2)已知 N2H4(g)、NH3(g)的有关热化学反应(a、b均大于0)如下：
Ⅲ．
Ⅳ．
计算 (用含a、b的代数式表示)。
(3)向恒容密闭容器内加入适量N2H4，一定条件下发生反应I和Ⅱ，若不同温度下达到平衡时，N2H4均视为完全分解，分解产物的物质的量如图所示。
①曲线甲代表的物质是 (填名称)；温度低于P点对应温度时，主要发生反应 (填“I”或“Ⅱ”)。
②其他条件不变，随着温度升高，NH3的物质的量逐渐降低的原因是 。
③相同温度和压强下，W点对应体系中N2和H2的体积比为 。
(4)在某温度下，保持总压为p时向密闭容器中充入0.5mlN2H4(g)，达到平衡时N2H4的转化率为，NH3的选择性(NH3选择性=)为，则在该温度下，反应Ⅱ和I的平衡常数之比 。
(5) N2H4空气碱性燃料电池的能量转化效率高，装置示意图如图所示。
写出a极的电极反应式： 。
15．（2024高三上·广东佛山·期末）煤炭地下气化可将煤高效转化为富含氢气的煤气，主要通过水蒸气的还原析氢得到。反应如下（温度为）：
反应ⅰ
反应ⅱ
回答下列问题：
(1)写出反应ⅰ平衡常数的表达式： 。
(2)反应的 ，平衡常数 （用含、的代数式表示）。
(3)氧交换机理常用于描述反应ⅰ的历程，包含如图所示两个过程，过程1为活性炭位吸附形成碳氧复合物，补充该过程的化学方程式： 。
(4)温度为T0时，在恒容密闭容器中模拟水蒸气的还原析氢过程，下列说法正确的是_________。
A．适当减小压强能提高水蒸气的平衡转化率
B．增加煤炭可以提高的平衡产率
C．向容器内充入可提高反应速率
D．选择合适催化剂可以提高在单位时间内的产量
(5)还原析氢过程中，煤层地下水含量过高会降低反应区温度，影响平衡时煤气（主要包含、与）组成。煤气组成与煤层地下水含量的关系如图，曲线a是，曲线b是 。煤层地下水含量时，占有量随煤层地下水含量增大逐渐 （填“增大”、“减小”或“不变”），原因是 。
(6)温度为时，1L恒容密闭容器中加入0.5活性炭与0.1，达到平衡后，煤气组分中，制得的的物质的为 ml（用含、的代数式表示）。
16．（2024高三上·四川凉山·期末）醋酸是日常生活中常见的酸。在一定条件下，醋酸溶液中存在电离平衡：
(1)25℃时，的醋酸和盐酸溶液各，分别加水稀释，溶液导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。
①25℃、101kPa时，在的醋酸溶液中，约为 ，该溶液中水电离产生的约为 。
②曲线 (填“Ⅰ”或“II”)表示醋酸的稀释过程。
③图中a点溶液中 (填“大于”“等于”或“小于”)b点溶液中。
(2)下列方法中，能使醋酸溶液中增大的是 (填序号)。
A．加入少量固体 B．升高温度 C．加入少量冰醋酸 D．加少量水 E．加入少量醋酸钠固体
(3)已知25℃时，部分弱酸的电离平衡常数如下表所示。
①同浓度的结合的能力由强到弱顺序为 (用离子符号表示)。
②运用上述电离平衡常数及物质特性判断下列离子方程式正确的是 (填序号)。
A．用醋酸清洗水壼中的水垢：
B．向溶液中通入少量
C．将溶液中滴入足量醋酸溶液中：
D．向溶液中滴加少量氯水：
(4)工业上用浓度均为的和的混合溶液做缓冲液。25℃时，该混合溶液中各离子浓度大小顺序为 。[已知：25℃时，]
17．（2024高三上·浙江宁波·竞赛）为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，将CO2转化成可利用的化学能源的“负碳”技术是世界各国关注的焦点。
方法Ⅰ：CO2催化加氢制甲醇。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下：
(1)计算反应i的ΔH1= 。
(2)一定温度和催化剂条件下，0.73mlH2、0.24mlCO2和0.03mlN2(已知N2不参与反应)在总压强为3.0MPa的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO2的转化率、CH3OH和CO的选择性随温度的变化曲线如图所示。
①图中曲线b表示物质 的变化(填“CO2”、“CH3OH”或“CO”)。
②上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法不正确的有 (填字母)。
A．降低温度，反应i~iii的正、逆反应速率都减小
B．向容器中再通入少量N2，CO2的平衡转化率下降
C．移去部分H2O(g)，反应iii平衡不移动
D．选择合适的催化剂能提高CO2的平衡转化率
E．平衡时CH3OH的体积分数一定小于50%
③某温度下，t1min反应到达平衡，测得容器中CH3OH的体积分数为12.5%。此时用CH3OH的分压表示0~t1时间内的反应速率v(CH3OH)= MPa·min-1。设此时n(CO)=aml，计算该温度下反应ii的平衡常数Kx= (用含有a的代数式表示)。[分压=总压×该组分物质的量分数；对于反应， ，x为物质的量分数。]
方法Ⅱ：CO2电解法制聚乙烯
(3)常温常压下，以纳米二氧化钛(TiO2)膜为工作电极，酸性条件下电解CO2可以得到聚乙烯，该电极反应方程式为 。
方法Ⅲ：CO2催化加氢制低碳烯烃(2～4个C的烯烃)
某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了CO2直接合成低碳烯烃，并给出了其可能的反应历程(如图所示)。H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程；SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。
注：☐表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒。
(4)理论上，反应历程中生成的甲醇与消耗的H*的物质的量之比为 。
18．（24-25高三上·广西·阶段练习）将转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一，甲醇是重要的化工原料和优良的替代燃料，因此加氢制甲醇被广泛关注。与在催化剂作用下主要发生以下反应：
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
(1) ，反应ⅲ在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。在恒容绝热条件下，起始投料按充入容器中，若只发生反应ⅲ，则下列可作为该条件下反应ⅲ达到平衡的判断依据的是 (填标号)。
A．与的比值不变 B．不变 C．容器内气体压强不变
(2)将1ml和3ml充入体积为2L的密闭容器中，只发生反应ⅰ和ⅱ。在190~250℃、8MPa下，以CuO-ZnO、CuO-Zn@作催化剂，研究反应相同时间在不同催化剂的作用下，转化率、选择性、收率与温度的关系如图a、图b；280~360℃下，在某催化剂作用下探究的平衡转化率及的选择性随温度变化的关系如图c．已知：选择性=(生成目标产物所消耗的反应物的物质的量÷参与反应的反应物的物质的量)×100%。
①分析图a和图b，在该压强下反应的最适宜催化剂为 。
②分析图c，随着反应温度的升高，平衡转化率增大，但甲醇选择性降低的原因是 。
③312℃时，若起始压强为，反应ⅱ的 (为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
(3)工业上还可用电催化制甲醇实现资源综合利用，图示装置(设电解质溶液均呈酸性)工作时，阳极的电极反应式为 ，若阴极只生成甲醇，则每转移6ml电子时，阴极室溶液质量增加 g。
化学键
H—H
H—S
S2（化学键视为S—S）
键能/（kJ·ml-1）
436
339
298
物质
H2(g)
CO(g)
H2O(g)
CH4(g)
△fH/(kJ•ml-1)
0
-110.5
-241.8
-75
物质
燃烧热
化学式
电离平衡常数
参考答案：
1．(1)-26.4 kJ·ml-1
(2)
(3)BD
(4)升温时反应⑤正向移动，CO2的转化率有增大趋势；升温时反应⑥逆向移动，CO2的转化率有减小趋势当温度高于300℃时，以反应⑤为主，致使CO2的转化率随温度升高而上升
(5)0.06 ml
(6)
(7)0.8
【详解】（1）根据盖斯定律，由①（③②①）可得的kJ·ml；
（2）总反应为，减去第二步反应可得第一步反应为。
（3）A．升高温度正逆反应速率均加快，A错误；
B．反应达到平衡时，各物质浓度保持不变，反应体系中浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，B正确；
C．恒温恒容下达到平衡后，再通入，各物质浓度不变，平衡不移动，C错误；
D．根据勒夏特列原理，平衡时，若缩小体积增大压强，则、均变大，D正确；
故选BD；
（4）升温时反应⑤正向移动，CO2的转化率有增大趋势；升温时反应⑥逆向移动，CO2的转化率有减小趋势当温度高于300℃时，以反应⑤为主，致使CO2的转化率随温度升高而上升
（5）一定温度下，向1 L恒容容器中加入0.5 ml 和2.0 ml 发生上述反应，达到平衡时测转化率为32%，选择性为75%，参与反应⑥的的物质的量为 ml，则平衡时体系中生成的的物质的量为0.06 ml；
（6）在Cu电极上可以转化为，C元素化合价由降低为，可知得电子发生还原反应生成，该电极反应方程式为；
（7）溶液中的阳离子只有、，当电路中转移0.8 ml电子时，根据电荷守恒，有0.8 ml阳子穿过阳离子交换膜；
2．(1) +434 高温
(2) > 0.925或92.5% 为气体分子数减少的反应，压强越小，转化率越小；由图可知(合理均可)
(3) 0.008 1760
(4)与水反应放出大量热形成酸雾，影响吸收效率(合理均可)
【详解】（1）①根据盖斯定律，反应ⅲ=总反应-2×反应ⅱ-2×反应ⅰ，即，故答案为：；
②反应ⅲ能自发进行，则，，，则反应ⅲ在高温下能自发进行，故答案为：高温；
（2）①对于反应为气体分子数减少的反应，压强越小，SO2转化率越小，因此p1>p2>p3，故答案为：>；
②由①可知，p1>p2>p3，p2为2.5 MPa曲线，则p1为5.0 MPa曲线，p3为0.5 MPa曲线，根据图像读数，0.5 Mpa、550℃，α=0.925，故答案为：0.925或92.5%；
③原因为：对于反应为气体分子数减少的反应，压强越小，SO2转化率越小，因此P1>P2>P3，P2为2.5 MPa曲线，则P1为5.0 MPa曲线，P3为0.5 MPa曲线，根据图像读数，0.5 Mpa、550℃，α=0.925，故答案为：为气体分子数减少的反应，压强越小，SO2转化率越小，由图可知P3=0.5MPa (合理均可)；
（3）10min达平衡，SO2的转化率为80%，体系总压强为0.1MP，转化SO2物质的量为：2.0ml×80%=1.6ml，则平衡时SO2物质的量为：0.4ml，根据三段式：，，故答案为：0.008；
②由①三段式可知，平衡后，n(总)=0.4+0.2+1.6=2.2ml，则该反应的平衡常数为：，故答案为：1760；
（4），工业上不用水或稀硫酸，是SO3与水反应放出大量热形成酸雾，影响吸收效率；一般用98.3%的浓硫酸吸收不生成酸雾，吸收速率快，故答案为：SO3与水反应放出大量热形成酸雾，影响吸收效率(合理均可)。
3．(1)-41.8
(2) b
(3)4NH3+6NO5N2+6H2O
(4) 4：1 对于反应4NH3+6NO5N2+6H2O，其他条件相同时，增大的NH3浓度，平衡向正反应方向移动，NO的脱除率增大。
【详解】（1）已知：①2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH1 =-196.6 kJ/ml；
②2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ΔH2 =-113.0 kJ/ml；
根据盖斯定律可知得NO2(g) + SO2 (g) SO3(g) + NO(g)，ΔH=(-196.6+113.0)kJ/ml=-41.8kJ/ml；
（2）①a．该反应是气体体积不变的反应，反应过程中，体系压强始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故a不选；
b．混合气体的颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变，反应达到平衡状态，故b选；
c．SO3和NO的体积比始终为1：1，保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故c不选；
d．每生成1mlSO3消耗1mlNO2，只指明正反应速率，所以正逆反应速率不一定相等，反应不一定达到平衡状态，故d选；
故答案为：b；
②在一定条件下，将起始浓度比为1：2的NO2与SO2置于密闭容器中发生上述反应，NO2转化为NO的平衡转化率为b，列三段式如下：
K==；
（3）NH3与NO反应归中反应，生成N2和H2O，化学方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O；
（4）其他条件相同时，增大的 NH3 浓度，平衡向正反应方向移动，NO的脱除率增大，所以曲线Ⅲ对应的NH3与NO的物质的量之比是4：1。
4．(1)ad
(2) 0.375ml/(L·min) 50%
(3)bd
(4)+247
(5) 或
【详解】（1）a．图中甲与乙是碳原子数不同的烷烃，二者互为同系物，a正确；
b．反应①是，反应物有碳氧键和氢氢键断裂，生成物有碳氧键和氢氧键的形成，没有非极性键的形成，b错误；
c．反应②中有碳碳键和碳氢键的形成，c错误；
d．汽油主要是的烃类混合物，d正确；
答案选ad；
（2）①据图所知a曲线代表，b曲线代表，0~2min内物质的量变化都为0.5ml，则反应的物质的量为1.5ml，故以氢气来表示的化学反应速率为=；
②利用碳原子守恒求出生成的的物质的量为0.5ml，则产率；
（3）根据图像可知，在CZ(Zr-1)T催化作用下，230℃时产率最高，故合成甲醇合理的工业条件是CZ(Zr-1)T催化剂、230℃，答案选bd；
（4）根据盖斯定律找出计算的算法为③―②―①，即，故；
（5）①负极是Al活泼金属，故负极电极反应为或；
②根据题给信息，起催化作用，可以参与电极反应，但本身的质量、性质不变，故正极反应式减去第Ⅰ步反应式就可以得到第Ⅱ步的离子方程式为。
5．(1) a B B1到B2 CD
(2) e 反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，当温度升高，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度
(3)
【详解】（1）①根据盖斯定律，对反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，。
②，反应Ⅰ，随温度升高，增大，故正确的是a；
③A1~A4，B1~B4，路径B活动化能小，反应更容易按路径B发生；B1到B2的能量壁垒最大，反应速率最慢；
④A.未标注正逆反应，平衡时，正逆反应速率相等，且不同物质表示化学反应速率与化学计量数成正比，A错误
B.催化剂降低了反应的活化能，不能影响化学平衡移动，B错误；
C.恒温密闭的刚性容器中，的分压是变量，当平衡时，分压不不变，C正确；
D.反应过程中催化剂可能会“中毒”而失效，需对反应气进行净化处理，D正确；
故选CD；
（2）①相同条件下，投料比为时比正向移动，转化率增加，的平衡转化率曲线为e；
②反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，当温度升高，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度，从而导致选择性降低、的平衡转化率升高；
③投料比为、温度为320℃时，反应Ⅱ，设反应=3ml，=1ml，设转化了=1ml×10%=0.1ml，=86%，则 ，列三段式：，，；
（3）燃料电池燃料在负极反应，甲醇燃料碱性(KOH)电池中负极的电极反应式为：。
6．(1)2
(2)+186
(3) AD 0.02
(4) > 能 3.6% 反应ⅰ正向进行的程度小于反应ⅱ正向移动的程度
【详解】（1）CO2中心原子价层电子对数为2+ =2。
（2）的反应物的总键能-生成物的总键能=4×339kJ·ml-1-2×436kJ·ml-1-298 kJ·ml-1=+186 kJ·ml-1。
（3）①A．时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，A选；
B．该反应过程中气体的总质量和总体积都不变，混合气体的密度是定值，当混合气体的密度不再变化时，不能说明反应达到平衡，B不选；
C．断裂1mlC-H的同时生成1mlC=S时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，C不选；
D．该反应过程中气体总质量不变，总物质的量增大，混合气体的平均摩尔质量减小，当混合气体的平均摩尔质量不再变化时，说明反应达到平衡，D选；
故选AD；
②根据已知条件列出“三段式”
5min时反应达到平衡，H2S的平衡转化率为=40%，x=0.4，，y=0.2，0~5min内ml⋅L-1⋅min-1；
③此温度下，达到平衡时气体总物质的量为1.2ml+1.2ml+0.4ml+0.8ml+0.2ml=3.8ml，反应ⅱ的平衡常数Kx=。
（4）①由图可知，温度高于1100℃时，继续升高温度，S2的体积分数减小，说明反应ⅱ达到平衡后升高温度，平衡正向移动，该反应为吸热反应，，由图可知，温度低于1000℃时，CS2的体积分数不为0，说明反应ⅱ能发生；
②由图可知，1050℃时CS2 (g)的体积分数为0.1%，根据可知反应ⅱ生成H2(g)的体积分数为2×0.1%=0.2%，消耗S2(g)的体积分数为0.1%，体系中剩余S2(g)的体积分数为1.6%，则反应ⅰ生成S2(g)的体积分数为0.1%+1.6%=1.7%，根据可知，反应ⅰ生成H2(g)体积分数为3.4%，两个反应共同生成H2(g)的体积分数为3.4%+0.2%=3.6%；
③反应ⅰ和反应ⅱ都是吸热反应，升高温度平衡正向移动，温度高于1100℃时，体积分数减小的原因是：反应ⅰ正向进行的程度小于反应ⅱ正向移动的程度。
7．(1)-90.6
(2)增大体系压强、移出水蒸气等
(3) 无法确定 反应②和③均为放热反应，升高温度使平衡逆向移动；升温会使催化剂活性降低
(4)BCD
(5)1
(6)2CH4-4e-+2O2-=C2H4+2H2O
【详解】（1）根据盖斯定律：③-①得反应②，所以反应②的ΔH2=(-49.4-41.2)kJ/ml=-90.6kJ/ml，故答案为：-90.6kJ/ml；
（2）增大体系压强、移出水蒸气等，都能使反应③平衡正向移动，可以同时提高反应体系中CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，故答案为：增大体系压强、移出水蒸气；
（3）X点催化剂活性不是最大，同时体系中的甲醇产率也不是最高，所以X点无法确定是否处于平衡状态；在310℃以前，反应还没有达到平衡，甲醇的产率随着温度的升高而增大，310℃以后，甲醇产率下降的原因是：反应②、③均为放热反应，达到平衡后升高温度，平衡逆向移动，且催化剂活性降低，故答案为：无法确定；反应②、③均为放热反应，达到平衡后升高温度，平衡逆向移动，且催化剂活性降低；
（4）A．由图可知，升高温度，二氧化碳平衡转化率下降，说明该反应为放热反应，升高温度，K值减小，所以平衡常数大小：KM＜KQ，A正确；
B．根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，容器体积不变，则恒容容器中混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，而该反应为气体体积变化的反应，则随着反应进行，容器的压强发生改变，体系压强保持不变，说明反应已达平衡状态当，B错误；
C．其他条件不变时，加入合适的催化剂，可以降低该反应的活化能，但不能改变ΔH，C错误；
D．催化剂不能改变反应的平衡状态，所以其他条件不变时，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率不可能位于P点，D错误；
故答案为：BCD；
（5）Q点二氧化碳的平衡转化率为50%，列化学平衡三段式：
平衡时混合气体总物质的量为8ml，Kp===1MPa-2，故答案为：1；
（6）由图可知，甲烷在阳极失去电子转化为乙烯，所以电极反应式为2CH4-4e-+2O2-=C2H4+2H2O，故答案为：2CH4-4e-+2O2-=C2H4+2H2O。
8．(1)不变
(2)变慢
(3) 小于 减小甲醇浓度(合理即可)
(4)CD
(5) 不变
【详解】（1）单质碳是固体，不影响化学反应速率，所以增加碳的物质的量，其正反应速率不变；
（2）保持压强不变，充入Ar，容器的体积变大，反应物的浓度变小，其正反应速率变慢；
（3）图1所示，反应在T2温度下先达到平衡，说明反应速率更快，即温度小于；由图2可知，b时改变的条件后，逐渐减小，马上减小，再逐渐增大，平衡正向移动，说明改变的条件是减小了生成物的浓度，即减小甲醇浓度；
（4）A．CO、、的浓度之比为1：2：1，但是不知道是否还会变化，故不能判断达到平衡，故A不选；
B．容器是恒容的，混合气体的密度始终改变，不能说明是否达到平衡，故B不选；
C．反应是气体分子数减小的反应，若没有达到平衡，向右进行时混合气体放热平均相对分子质量会增大，混合气体的平均相对分子质量不再改变可以说明达到平衡，故C选；
D．反应是气体分子数减小的反应，若没有达到平衡，向右进行时气体的压强会减小，容器的压强不变可以说明达到平衡，故D选；
E．生成nmlCO的同时生成2nml的都描述的是逆反应方向，不能说明达到平衡，故E不选；
答案为CD；
（5）由装置图可知，通入CO的一端发生还原反应生成甲醇，为正极，电极反应式为；右侧为负极，电极反应式为，在电子守恒下，正极消耗的氢离子刚好有负极补充过来，故电池工作过程中左侧溶液的pH不变。
9．(1)CH4+NiFe2O4CO+2H2+2FeO+NiO
(2)+206.3
(3) ＞ 104 13.6 27.3(或者27.2)
(4)CaO可以去除CO2的反应：CaO+CO2=CaCO3，生成的CaCO3覆盖在CaO的表面，阻止了CaO与CO2的进一步接触，导致吸收效率降低甚至失效
【详解】（1）根据甲烷重整制氢反应分步示意图，找出第Ⅰ步反应的反应物为和，生成物为CO、、和，配平即得到第Ⅰ步反应的化学反应方程式为：；
（2）根据标准摩尔生成焓的定义和表格中数据，可写出相应热化学方程式：
①
②
③
根据盖斯定律，可由③－②－①得到，所以；
（3）①由图像知，升高温度，第Ⅰ步反应增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应方向为吸热反应，即；
第Ⅰ步反应和第Ⅱ步反应相加即得该甲烷重整制氢的反应，故；
③三段式：
由平衡常数表达式，解得，将容器体积压缩到原来的，压强增大一倍，为，平衡不移动。如果直接利用前面计算结果，)；
（4）可以去除的反应：，生成的覆盖在的表面，阻止了与的进一步接触，导致吸收效率降低甚至失效。
10．(1)-165.0
(2) B 随浓度增大，开始主要是平衡I正移，浓度增大，引起平衡Ⅱ正移，增大；浓度继续增大，主要是平衡Ⅱ逆移或Ⅲ平衡正移，均导致减少 c 62.5 减小
(3)
【详解】（1）由盖斯定律，反应Ⅲ=反应I-反应Ⅱ，故kJ⋅ml−1；
（2）①根据质量守恒，混合气体质量不变，但反应I、Ⅲ气体计量数减小，故气体总物质的量减小，则气体压强、平均摩尔质量均为变量，随着反应进行，的值也在变化，也是变量，根据变量不变原则，ACD可以判断达到平衡，气体质量、容器体积不变，故密度不变，是定量，定量不变不能判断达到平衡，B符合题意；
②随的值增大，平衡I正移，浓度增大，引起平衡Ⅱ正移，增多；的值继续增大，平衡Ⅱ逆移，平衡Ⅲ正移，减少，故d曲线先增大后减小；
③的值越大，CO转化率越大直到接近100%，反应I正移，生成越多，但消耗的CO一定大于生成的，而氢气本身的转化率将下降，故a表示CO转化率、b表示转化率，c表示产率变化的曲线；
④B点，即充入，1mlCO，反应Ⅲ视为反应I和反应Ⅱ加和，只考虑反应I、Ⅱ．由此列出三段式如下：
观察图可知C点转化率为87.5%，可得，，A点表示，即，联立方程解得，，B点表示；反应Ⅱ的平衡常数；
⑤反应I、Ⅲ均为放热反应，温度升高，平衡逆移，减小；
（3）正极发生得电子还原反应，应为，故电极反应式为：。
11．(1) -49 低温
(2)AB
(3) 生成CH3OH的是反应i、反应iii，这两个反应的正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，导致CH3OH的平衡产率降低 p1＞p2＞p3 ii T1时以反应ii为主，该反应是反应前后气体分子数不变的吸热反应，压强改变对其化学平衡移动无影响。当温度高于T1时主要发生反应ii，所以三条曲线几乎交于一点
(4)
【详解】（1）已知：反应i．
反应ii．
反应iii．
根据盖斯定律可知：反应i=反应ii+反应iii，所以△H1=△H2+△H3=+41.4 kJ/ml-90.4 kJ/ml=-49 kJ/ml；
反应i的正反应是气体体积减小的放热反应，则△H＜0，△S＜0。要使反应自发进行，根据体系的自由能公式，当△G=△H-T△S＜0反应可自发进行，则该反应应该在低温下可自发进行；
（2）A．CO2中C原子与2个O原子形成4个共价键，分子中每个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，因此CO2的结构稳定，断裂反应物化学键变为气态单个原子需吸收较多能量，因而其活化能较大，故相对来说物质中含有活化分子比例较低，在发生反应时需要催化剂，来降低反应的活化能，从而提高反应速率，A正确；
B．对于反应i来说，该反应的正反应是气体分子数减小的放热反应。反应混合物都是气体，在恒温恒压条件下，混合气体密度不再变化时，说明气体的物质的量不变，则反应i已达平衡状态，B正确；
C．水蒸气是反应i、反应ii的生成物。在恒温恒容条件下，通入水蒸气，即增大生成物的浓度，化学平衡逆向移动，导致CO2的平衡转化率降低，C错误；
D．反应ii的正反应是吸热反应，升高温度化学平衡正向移动，导致其化学平衡常数增大；反应iii的正反应是放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，导致其化学平衡常数减小，D错误；
故合理选项是AB；
（3）①反应生成CH3OH的是反应i、反应iii，这两个反应的正反应放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致反应生成的CH3OH减小，因而CH3OH的平衡产率随温度的升高而降低；
根据已知信息，结合(1)的分析可知：反应i、反应iii的正反应是气体体积减小的放热反应，反应都产生CH3OH。反应ii的反应前后气体分子数不变，且不产生CH3OH。在温度一定时，增大压强，反应i、反应iii的化学平衡正向移动，导致产生CH3OH的平衡产率增大，即压强越大，CH3OH的平衡产率越大，由图可知相同温度下，p1时CH3OH的平衡产率最大，p3时CH3OH的平衡产率最小，所以压强大小关系为：p1＞p2＞p3；
反应i、反应iii的正反应是放热反应，反应ii的正反应是反应前后气体分子数不变的吸热反应。升高温度对吸热反应影响更大。在温度高于T1时以反应ii为主，该反应是反应前后气体分子数不变的吸热反应，压强改变对其化学平衡移动无影响。T1时主要发生反应ii，所以三条曲线几乎交于一点；
②在密闭容器中，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料发生上述反应i，假设n(CO2)=1 ml，n(H2)=3 ml，反应过程中压强恒定为p，平衡时，CH3OH的产率为w，则根据物质反应转化关系可知：平衡时各种气体的物质的量分别是n(CH3OH)=n(H2O)=w ml，n(CO2)=(1-w)ml，n(H2)=(3-3w) ml，平衡时气体总物质的量n(总)=n(CO2)+n(H2)+n(CH3OH)+n(H2O)= (1-w)ml+(3-3w) ml+w ml+w ml=(4-2w) ml，则该反应的平衡常数Kp=；
（4）根据晶胞结构可知：在该晶胞中含有大球数目是：8×+6×=4；含有的小球数目是8×1=8，故小球表示O原子，大球表示Zr原子，在一个晶胞中含有4个ZrO2。由于晶胞参数为a pm，b pm，c pm，。其中a=b，故ZrO2晶体的密度为ρ=。
12．(1)
(2)200
(3)
(4) 浓度继续增加，会造成催化剂表面的吸附率下降
(5) B 加氢是在氧原子还是在碳原子上
【详解】（1）根据表中燃烧热的数据可知有如下热化学方程式：
① ；
② ；
③ ；
根据盖斯定律，方程式2①+3②-③得，=；
（2）主反应是分子数减少的反应，副反应是分子数不变的反应，达平衡时气体总物质的量减少了，说明主反应消耗二氧化碳、氢气，生成甲醇，生成水蒸气，
副反应消耗二氧化碳，消耗氢气，生成一氧化碳和水蒸气各，即平衡时n(CO2)=1ml，n(H2)=0.2ml，n(CH3OH)=0.4ml，n(H2O)=1ml，主反应的平衡常数==200；
（3）甲醛电化加氢二聚得到乙二醇，过程中得到电子，则电极反应式为；
（4）
浓度的适度增加，会提高催化剂表面的浓度，浓度过大会影响的吸附效果，所以随着浓度的增加，的平衡转化率增大，浓度继续增加，会造成催化剂表面的吸附率下降；由题可知，反应Ⅰ为慢反应，即所需活化能较大，反应Ⅱ为快反应，即所需活化能较小，可以得到图像为；
（5）由图可知，在第(2)步反应中生成了甲酸盐物种(，即生成了B；生成中间体A或B取决于加氢是在氧原子还是在碳原子上，若是加氢在氧原子上则生成中间体A，若是加氢在碳原子上则生成中间体B。
13．(1)
(2)
(3) d b 5.0 正向进行 >
(4) 40 4.44
【详解】（1）
铁是第26号元素，基态核外价层电子排布为3d6，轨道表示式：；
（2）根据盖斯定律可知，①+③-②×2可得，则；
（3）①检验该反应生成的气体产物应先将气体通过氯化钡溶液，然后再通过品红溶液，最后尾气用氢氧化钠溶液吸收。因为氯化钡溶液不会与二氧化硫反应，若氯化钡溶液中产生白色沉淀说明有三氧化硫产生，同时不会完全吸收二氧化硫，若品红溶液褪色又证明了二氧化硫的存在。反之不行，先通品红溶液三氧化硫极易与水剧烈反应生成硫酸，气体再通过氯化钡溶液时没有明显现象，证明不了三氧化硫的生成：
②将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(Ⅰ)。由平衡时的关系图可知，720K时，，则，因此，该反应的总压，平衡常数>Q；该温度下，若某时刻体系内的<，则此时反应，。
（4）根据同温同体积下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比。
设的起始分压为x，则的起始分压为x，，列“三段式”：
根据，得：，可得，，则。
14．(1) >
(2)
(3) 氢气 Ⅱ NH3分解生成N2和H2
(4)64
(5)
【详解】（1）
N2H4是共价化合物，N形成3个共价单键，H形成1个共价单键，故N2H4的电子式为；由题干中反应I的化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和比反应前的大，故＞0，故答案为：；＞；
（2）由题干方程式：Ⅲ．，Ⅳ．，根据盖斯定律，Ⅲ×3-Ⅳ得目标反应，故(b-3a)kJ/ml，故答案为：b-3a；
（3）①573K时n(NH3)接近于0，所以此时以反应I为主，又据反应产物的化学计量数可知，氢气的物质的量比氮气多，所以甲为氢气，乙为氮气，P点之前，NH3的物质的量较大，说明温度低于P点对应温度时，以反应Ⅱ为主，故答案为：H2；Ⅱ；
②氨气的量随温度升高而减小，说明氨气分解，结合H2和N2量的变化关系，可知氨气分解生成氮气和氢气，故答案为：NH3分解生成N2和H2；
③W点对应体系中，和的物质的量相等，设氨气为，则反应Ⅱ生成，反应I生成，生成，故和的体积比为(或)，故答案为：2:3；
（4）依题意，平衡时，消耗，则剩余，设平衡时，、和的物质的量分别为x、y、z，根据氮原子守恒，有；根据氢原子守恒，有；根据的选择性，有；联合方程解得，。容器中气体总物质的量为0.2+0.2+0.4+0.1=，则平衡时，、、和的物质的量分数分别为、、、，、、和的分压分别为、、、，，，，故答案为：64；
（5）由题干图示装置信息可知，a极中N2H4失去电子转化为N2，发生氧化反应，结合电解质溶液为KOH溶液，故该电极的电极反应式为：，故答案为：。
15．(1)
(2)
(3)H2
(4)A
(5) CO 减小 随煤层地下水含量增大，温度逐渐降低，此时降低温度对反应ii化学平衡移动影响大于反应i
(6)
【详解】（1）化学反应平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，则反应ⅰ平衡常数的表达式：。
（2）根据盖斯定律可知，，反应方程式相加，反应平衡常数相乘，则。
（3）根据题意，结合元素守恒可知。
（4）A．减小压强，平衡向气体减少的方向移动，适当减小压强能使反应i正向移动，反应ii不移动，能提高水蒸气的平衡转化率，A正确；
B．增加固体的量对化学平衡移动没有影响，则增加煤炭不可以提高的平衡产率，B错误；
C．不参与反应，在恒容密闭容器中充入对反应速率无影响，C错误；
D．加入催化剂对化学平衡移动无影响，则选择合适催化剂不可以提高在单位时间内的产量，D错误；
故选A。
（5）煤层地下水含量过高会降低反应区温度，温度降低，反应i化学平衡正向移动，反应ii化学平衡逆向移动，则CO含量会增大，CO2含量会减小，则曲线b是CO；由图可知，煤层地下水含量时，占有量随煤层地下水含量增大逐渐减小，原因是随煤层地下水含量增大，温度逐渐降低，此时降低温度对反应ii化学平衡移动影响大于反应i，则占有量随煤层地下水含量增大逐渐减小。
（6）假设先发生反应i，设反应i转化了xml，反应ii转化了yml，列出三段式：
达到平衡后，煤气组分中，则，解得x=2y，，，，则制得的的物质的量为x+y=3y=。
16．(1) 1.0×10-3或10-3或0.001 1.0×10-11或10-11 II 小于
(2)BD
(3) CO>ClO->HCO>CH3COO- BC
(4)c(CH3COO-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
【详解】（1）①醋酸是弱电解质，醋酸电离方程式为 ，25℃、101kPa时，在的醋酸溶液中，c(H+)=1.0×10-3，则约为1.0×10-3，该溶液中c(OH-)=1.0×10-11，醋酸抑制水电离，水电离产生的约为1.0×10-11。
②醋酸是弱酸，加水稀释，醋酸电离平衡正向移动，稀释相同倍数，醋酸导电能力的变化小于盐酸，所以曲线II表示醋酸的稀释过程。
③离子浓度越大，导电能力越强，图中a点溶液中小于b点溶液中。
（2）A．加入少量固体，中和氢离子，减小，正向移动，增大，不变，所以减小，故不选A；
B．升高温度，正向移动，增大、减小，所以增大，故选B；
C．加入少量冰醋酸，冰醋酸电离程度减小，减小，故不选C；
D．加少量水，冰醋酸电离程度增大，增大，故选D；
E．加入少量醋酸钠固体，增大，逆向移动，减小、增大，所以减小，故不选E；
选BD。
（3）①电离平衡常数越小，酸根离子结合氢离子的能力越强，同浓度的结合的能力由强到弱顺序为CO>ClO->HCO>CH3COO-。
②A．醋酸是弱酸，用醋酸清洗水壼中的水垢，离子方程式为，故A错误；
B．根据“强酸制弱酸”，向溶液中通入少量二氧化碳生成碳酸氢钠和次氯酸，，故B正确；
C．将溶液中滴入足量醋酸溶液中生成醋酸钠、二氧化碳、水，反应的离子方程式为，故C正确；
D．向溶液中滴加少量氯水生成碳酸氢钠、次氯酸钠、氯化钠，反应的离子方程式为，故D错误；
选BC。
（4）工业上用浓度均为的和的混合溶液做缓冲液。，则水解程度相同，醋酸电离大于水解，溶液呈酸性，该混合溶液中各离子浓度大小顺序为c(CH3COO-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
17．(1)−49 kJ·ml-1
(2) CO2 CD
(3)
(4)1：6
【详解】（1）由盖斯定律得反应i=ii+iii即=-90.0+41.0=-49 kJ·ml-1。
（2）①反应ii为吸热反应，升温CO的选择性升高，该反应中CO2的转化率升高，CO的曲线为曲线a。而反应i为放热反应，升高温度平衡逆向，反应中CO2的转化率降低，CH3OH的选择性降低，CH3OH的曲线为c。两反应综合效应，CO2的转化率曲线为b。
②A．降低温度，分子间碰撞减弱，反应速率减小，反应i~iii正逆反应速率均减小，A项正确；
B．恒压容器中，通入无关气体N2，体积增大，反应体系各物质的压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，CO2转化率下降，B项正确；
C．移出H2O反应i和反应ii均正向移动，但正向移动的程度不同，导致反应iii平衡会发生移动，C项错误；
D．催化剂只改变反应速率，不改变平衡状态，CO2的平衡转化率不发生改变，D项错误；
E．从反应i看，CH3OH和H2O按照1:1产生，平衡时有CH3OH、H2O、CO2、CO、H2，CH3OH的体积分数为小于50%，E项正确；
故选CD。
③某温度下，在总压强为3.0MPa的密闭容器中进行上述反应，t1 min反应到达平衡，测得容器中CH3OH的体积分数为12.5%，p(CH3OH)=x(CH3OH)×p总=12.5%×3.0MPa=0.375MPa，v(CH3OH)=。建立三段式为:
根据CH3OH的体积分数为12.5%，=12.5%，解得n=0.1。则平衡时H2O为(a+0.1)ml、CO2为(0.24-a-0.1)=(0.14-a)ml、H2为(0.73-a-0.3)=(0.43-a)ml，则Kx=。
（3）
酸性条件下电解CO2可以得到聚乙烯，则CO2得电子生成聚乙烯，该电极反应方程式为+；
（4）H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程，即由得失电子守恒有3H2~CH3OH~ 6H*，所以产生1mlCH3OH消耗6ml H*，即生成的甲醇与消耗的H*的物质的量之比为1:6。
18．(1) -90.4kJ·ml−1 低温 BC
(2) Cu-ZnO@ SiO2 温度升高，反应Ⅱ(吸热反应)平衡正向移动程度大于反应I(放热反应)平衡逆向移动的程度，使CO2的转化率增大；温度升高反应I平衡逆向移动，使甲醇的选择性降低
(3) 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 50
【详解】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅰ-反应Ⅱ即可得到CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.4kJ·ml−1-41kJ·ml−1= -90.4kJ·ml−1；反应Ⅲ是气体体积减小的放热反应，ΔH<0，ΔS<0，当ΔH-TΔS<0时反应能自发进行，则该自发进行的条件是低温；
A．充入的物质的量比例与反应的比例均为 ，与的比值不变，不能确定是平衡状态，A错误；
B．=K，温度不变，K不变，在恒容绝热条件下，温度不变即平衡，可以确定是平衡状态，B正确；
C．反应前后气体物质的量是改变的，当容器内气体压强不变，说明平衡不移动且温度不变，可以确定是平衡状态，C正确；
故选BC。
（2）①由图可知，在该压强下反应条件为230℃、Cu-ZnO@ SiO2时，甲醇的选择性较高，甲醇收率最高，应该选择该条件；
②推测在一定温度范围内，随着反应温度的升高，转化率增大，但甲醇选择性降低的原因是：温度升高，反应Ⅱ(吸热反应)平衡正向移动程度大于反应Ⅰ(放热反应)平衡逆向移动的程度，使的转化率增大，但是温度升高反应I平衡逆向移动，使甲醇的选择性降低。
③设反应ⅰ转化了xml，反应ⅱ转化了xml，根据已知条件列出“三段式”，
，甲醇的选择性为=80%，平衡转化率为=12.5%，解得x=0.1ml，y=0.025ml，可得，，，，，则平衡压强为，该条件下反应Ⅱ；
（3）在酸性电解质中，阳极H2O失电子生成O2等，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；阴极电极反应式为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；每转移6ml电子时，阴极室溶液质量增加1ml×32g/ml+1ml×18g/ml=50g；