新高考化学一轮单元训练第九单元化学反应与能量（A卷）含答案

这是一份新高考化学一轮单元训练第九单元化学反应与能量（A卷）含答案，共9页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，已知等内容，欢迎下载使用。

第九单元 化学反应与能量（A）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共15小题，总计40分。在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一个选项符合题目要求，每题2分。第11～15题为不定项选择题，全部答对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的的0分。
1．下列过程中，热效应判断不正确的是
A．浓硫酸遇水会释放大量的热
B．Ba(OH)2固体和NH4Cl固体混合反应会吸收热量
C．NaHCO3固体溶于水会释放热量
D．金属钠溶于水会释放大量的热
2．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。

下列说法不正确的是
A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B．CH4→CH3COOH过程中，有C-H键发生断裂
C．①→②放出能量并形成了C-C键
D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
3．已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1；CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3；4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＞0，ΔH4＞0
C．ΔH1=ΔH2+ΔH3 D．ΔH3=ΔH4+ΔH5
4．已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol-1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol-1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为
A．2953 kJ B．2952 kJ C．3954kJ D．3953 kJ
5．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示（图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能）。下列有关叙述不正确的是

A．该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数
B．该反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能
C．500℃、101kPa下，将1mol SO2(g)和0.5mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热 akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH< -2a kJ·mol−l
D．ΔH=E1-E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热
6．家用消毒柜常用臭氧（O3）消毒，在消毒过程中通过放电发生如下反应：3O2(g)=2O3(g) ΔH=+144.8kJ/mol；下列关于臭氧说法不正确的是
A．O2和O3互为同素异形体
B．O3具有较强的氧化性
C．O2比O3稳定
D．植物油等食物为防止细菌污染，可放入消毒柜中消毒
7．科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。其反应过程的示意图如图，下列说法正确的是

A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有非极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程
8．甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料。已知：CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ΔH1=-443.64kJ/mol；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol。下列说法或热化学方程式不正确的是
A．CO的燃烧热为-283.0kJ/mol
B．2molCO和1molO2的总能量比2molCO2的总能量低
C．完全燃烧32g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量为726.64kJ
D．2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1453.28kJ/mol
9．已知下列反应的能量变化示意图如图，有关说法正确的是

A．1mol S (g)与O2 (g)完全反应生成SO2 (g)放出的热量小于297.0kJ
B．在相同条件下，SO2 (g)比SO3 (g)稳定
C．S (s)与O2 (g)反应生成SO3(g)的热化学方程式为S (s)+O2(g)⇌SO3 (g) ΔH=-395.7kJ·mol-1
D．一定条件下1molSO2 (g)和molO2 (g)反应生成1molSO3 (l)放出热量小于98.7kJ
10．已知：(1)Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)；ΔH=+234.1kJ·mol−1
；ΔH=-393.5kJ·mol−1，则的ΔH是
A．-824.4kJ·mol−1 B．-627.6kJ·mol−1 C．-744.7kJ·mol−1 D．-169.4kJ·mol−1
11．已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；ΔH＝-566 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)；ΔH＝+180 kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH是
A．-386kJ·mol-1 B．+386kJ·mol-1
C．-746kJ·mol-1 D．+746kJ·mol-1
12．1868年，Deacon曾提出在反应温度430~475℃，以CuCl2为催化剂，用氧气直接氧化氯化氢来制备氯气。该反应为可逆反应，热化学方程式为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋H2O(g) ΔH=－116 kJ·mol-1，关于Deacon提出的制Cl2的反应，下列有关说法正确的是
A．催化剂CuCl2降低了该反应的活化能
B．每生成22.4LCl2，放出58kJ的热量
C．在430~475℃加热条件下，较常温下更有利于平衡正向移动提高Cl2的产率
D．Deacon法制Cl2会遇到反应物转化率低、设备易被腐蚀的问题
13．下列说法正确的是
A．稀有气体一般难于发生化学反应，是因为分子中键能较大
B．具有足够能量的分子(活化分子)相互碰撞就一定能发生化学反应
C．硫酸工业中SO2转化为SO3时采用常压，是因为增大压强不会提高SO2的转化率
D．已知C(金刚石，s)=C(石墨，s) ΔH=-1.9kJ·mol-1，则金刚石的燃烧热ΔH1小于石墨的燃烧热ΔH2
14．H2与O2发生反应的过程可用如图模型图表示(“—”表示化学键)。下列说法不正确的是

A．过程Ⅰ是吸热过程
B．过程Ⅲ一定是放热过程
C．该反应过程中所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键
D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
15．利用CO2与CH4制备合成气(CO、H2)，可能的反应历程如图所示：

说明：①为吸附性活性炭，E表示方框中物质的总能量(单位：)，TS表示过渡态。
②相关化学键键能为：
下列说法不正确的是
A．制备合成气总反应的ΔH可表示为
B．若，则决定速率步骤的化学方程式为
C．若，键能为
D．使用催化剂后，CO和H2平衡产率不改变
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题（共60分）
16．在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的物质。
（1）已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1
②C和CO的燃烧热分别为393.5 kJ·mol-1和283 kJ·mol-1
则2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=_______。
（2）已知充分燃烧乙炔(C2H2)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为_______。
（3）25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液反应时，每生成1molH2O(l)会放出57.3kJ的热量，写出表示氢氧化钠溶液和稀硫酸反应的中和热的热化学方程式为：_________________________________。
（4）在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：
(甲)2X(g)⇌Y(g)+Z(s)
(乙)A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)
当下列物理量不再发生变化时，其中能表明(甲)达到化学平衡状态是_______；能表明(乙)达到化学平衡状态是_______。
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
17．CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，用于生产多种化工产品。该技术中的化学反应为：CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g) ΔH=+330kJ/mol
（1）下图表示初始投料比n(CH4)∶n(CO2)为1∶3或1∶4，CH4的转化率在不同温度（T1、T2）下与压强的关系。[注：投料比用a1、a2表示]

①a2=__________。
②判断T1的T2的大小关系，并说明理由：__________。
（2）CH4超干重整CO2的催化转化原理示意图如下：

①过程Ⅰ，生成1mol H2时吸收123.5kJ热量，其热化学方程式是__________。
②过程Ⅱ，实现了含氢物种与含碳物种的分离。生成H2O(g)的化学方程式是__________。
③假设过程Ⅰ和过程Ⅱ中的各步均转化完全，下列说法正确的是______。（填序号）
a．过程Ⅰ和过程Ⅱ中发生了氧化还原反应
b．过程Ⅱ中使用的催化剂为Fe3O4和CaCO3
c．若过程Ⅰ投料，可导致过程Ⅱ中催化剂失效
18．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。

根据上图回答下列问题：
（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_________________________________。
（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_________________________________，上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80mol PCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率α1等于_________；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2_______α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是________________________________________。
（4）P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的ΔH3=_________，P和Cl2一步反应生成1mol PCl5的ΔH4______ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
（5）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是________________。
19．某实验小组用0.50mol·L−1 NaOH溶液和0.50mol·L−1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ．配制0.50mol·L−1 NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用470mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体____g。
（2）从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母)：____。
名称
托盘天平(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器






序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ．测定中和热
（1）实验桌上备有烧杯(大、小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、盐酸、NaOH溶液，尚缺少的实验玻璃用品是____。
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
___
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50mol·L−1 NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。则中和热ΔH=______(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3kJ·mol−1有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母)____。
A．实验装置保温、隔热效果差
B．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
20．CH4-CO2催化重整时发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
（1）某温度下，向1L的密闭容器中充入0.2mol CH4与0.1mol CO2，发生CH4-CO2催化重整反应，10min时达到平衡，测得平衡混合物中CO(g)的体积分数为20%，则用CH4表示的反应速率为______，CO2的平衡转化率为______。

（2）若CO2的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。由图可知：压强p1______p2（选填“＞“、“＜“或“=”），理由是______。
（3）在一定温度下，向固定容积为2L的密闭容器中充入0.1mol CH4与0.1mol CO2发生CH4-CO2催化重整反应，达平衡时CO2的平衡转化率为50%，则此条件下该反应的平衡常数为K=______；平衡后保持温度不变，若再充入0.15mol CH4、0.15mol CO2、0.1mol CO、0.1mol H2，则此时v正______（选填“＞”、“＜”或“=”）v逆。
（4）已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1=-75kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-394kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH3=-111kJ·mol−1
①催化重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=______kJ·mol−1。
②反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)
消碳反应CO2(g)+C(s)=CO(g)
ΔH/(kJ·mol−1)
75
172
活化能/(kJ·mol−1)
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
由上表判断，催化剂X______Y（填“优于”或“劣于”），理由是______。

第九单元 化学反应与能量（A）
答 案
1．【答案】C
【解析】A．浓硫酸溶于水的过程为放热过程，会放出大量的热，故A正确；B．氢氧化钡固体与氯化铵固体的反应为吸热反应，反应时会吸收热量，故B正确；C．碳酸氢钠溶于水的过程为吸热过程，会吸收热量，故C错误；D．金属钠与水的反应为放热反应，反应时会放出大量的热，故D正确；故选C。
2．【答案】D
【解析】生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH，原子利用率为100%；CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂；根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C-C键；催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。答案选D。
3．【答案】C
【解析】碳和CO燃烧均是放热反应，ΔH1＜0；二氧化碳与碳反应是吸热反应，铁在氧气中燃烧是放热反应，ΔH4＜0；②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2，③2CO(g)+O2(g)=
2CO2(g) ΔH3，则根据盖斯定律可知②+③即得到C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=ΔH2+ΔH3；已知④4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) ΔH4，⑤3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5，则根据盖斯定律可知（④+⑤×2）÷3得到2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，则ΔH3=；故答案选C。
4．【答案】A
【解析】CO的燃烧热为283 kJ·mol-1，则1mol CO完全燃烧放出的热量为1mol×283 kJ·mol-1=283kJ；CH4的燃烧热为890 kJ·mol-1，则3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3mol×890 kJ·mol-1=2670kJ，释放的热量为283kJ+2670kJ=2953 kJ；答案选A。
5．【答案】B
【解析】该反应正反应为放热反应，所以逆反应为吸热反应，升高温度，提供能量，可提高活化分子的百分数，加快反应速率，A正确；该反应为放热反应，ΔH<0，断裂化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，B错误；反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为可逆反应，所以1mol SO2和0.5mol O2不可能完全反应，生成的SO3小于1mol，生成2mol SO3时放热大于2akJ，故热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH< -2a kJ·mol−l，C正确；焓变等于正逆反应活化能之差，则ΔH=E1-E2，使用催化剂改变活化能，改变反应速率，但不改变反应热，D正确。答案选B。
6．【答案】D
【解析】O2和O3是由氧元素组成的不同性质的单质，因此二者互为同素异形体，A正确；O3是活泼的非金属元素的单质，在反应时容易获得电子，因此具有较强的氧化性，B正确；O2转化为O3时要吸收能量，物质O3含有的能量越高，物质的稳定性越差，因此O2比O3稳定，C正确；植物油等食物为防止细菌污染，应该密封保存，同时在食品包装袋中放入还原剂、干燥剂等，并在食品保质期内食用，不可放入消毒柜中消毒，以免臭氧将食物氧化导致变质，D错误；选D。
7．【答案】D
【解析】由反应过程中的能量变化图可知，CO和O的总能量高于CO2的总能量，因此为放热反应，A错误；由图可知，CO中化学键没有断裂，B错误；CO和O生成CO2具有C原子和O原子形成极性共价键，C错误；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O在催化作用下反应生成CO2的过程，D正确；答案选D。
8．【答案】B
【解析】A．1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时放出的热量为燃烧热，2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol−l，则CO的燃烧热为-283.0 kJ·mol−l，故A错误；B．放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，所以2 mol CO和1 mol O2的总能量比2 mol CO2的总能量高，故B正确；C．已知：①CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ΔH1=-443.64kJ·mol−l ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol−l，根据盖斯定律①+②× 得CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-726.64kJ·mol−l ，则完全燃烧32g即1mol甲醇，放出的热量为726.64 kJ，故C正确；D．由C项CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-726.64kJ·mol−l知：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)
+4H2O(g) ΔH=-1453.28 kJ·mol−l，故D正确。
9．【答案】C
【解析】A．1mol S (s)的能量小于1mol S (g)，1mol S (g)与O2 (g)完全反应生成SO2 (g)放出的热量大于297.0kJ，故A错误；B．能量越低越稳定，在相同条件下，SO3 (g)比SO2 (g)稳定，故B错误；C．由图象可知①S (g)+O2 (g)= SO2(g) ΔH=-297.0kJ·mol-1，②SO2 (g)+O2 (g)⇌SO3 (g) ΔH=-98.7kJ·mol-1根据盖斯定律①+②得S(s)+O2(g)⇌SO3(g) ΔH=-395.7kJ·mol-1，故C正确；D．1mol SO3 (l)的能量小于1mol SO3(g)的能量，一定条件下1mol SO2(g)和mol O2(g)反应生成1mol SO3(l)放出热量大于98.7kJ，故D错误。
10．【答案】A
【解析】已知：由盖斯定律(2)×-(1)，得：2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH=(-393.5mol·L−1)×-(+234.1mol·L−1)=-824.4mol·L−1，可知：2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH=-824.4mol·L−1，故答案为A。
11．【答案】C
【解析】已知：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=﹣566kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1则根据盖斯定律可知①-②即得到2CO（g）+2NO（g）=N2（g）+2CO2（g）的ΔH＝-746kJ/mol，答案选C。
12．【答案】AD
【解析】A．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，故A正确；B．由方程式可知，没有标明状态，无法计算，故B错误；C．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氯气的产率降低，故C错误；D．该反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，反应物的转化率低，氯化氢和氯气都有腐蚀性，易腐蚀设备，故D正确。
13．【答案】D
【解析】A．稀有气体是单原子分子，不存在任何化学键，一般难于发生化学反应，是因为原子结构具有比较稳定的结构，与化学键无关，A错误；B．活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应，如果不是有效碰撞，则不能反应，故B错误；C．硫酸工业中SO2转化为SO3的反应为2SO2+O2=2SO3，增大压强能够提高SO2的转化率，但该反应在常压下的转化率已经较大没有采用高压的必要，况且采用高压还受动力、设备等条件的限制，提高了成本，故C错误；D．已知C(金刚石，s)=C(石墨，s)ΔH=-1.9kJ·mol-1，金刚石的能量比石墨高，燃烧1mol金刚石放出的能量比石墨高，则金刚石的燃烧热ΔH1小于石墨的燃烧热ΔH2，故D正确；故选D。
14．【答案】D
【解析】A．过程Ⅰ表示化学键的断裂，该过程是吸热过程，A正确；B．过程Ⅲ表示化学键的形成，该过程是放热过程，B正确；C．如图所示，该反应过程中所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键，C正确；D．可以利用该反应设计燃料电池，将化学能转化为电能，D错误；故选D。
15．【答案】B
【解析】A．根据图示反应历程可看出，制备合成气总反应为CO2+CH4 CO+H2，对应的反应热焓变为，A正确；B．，则，即第二步的活化能更大，决速步骤为，B错误；C．根据A项分析可知，CO2(g)+CH4 (g)CO(g)+H2(g) ΔH，若，根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能可知，，解得=，C正确；D．使用催化剂后，可改变化学反应速率，但CO和H2平衡产率不改变，D正确；故选B。
16．【答案】（1）-746.5 kJ·mol-1 （2）
（3）
（4）①②③④⑤⑥ ①②③⑤
【解析】（1）①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol-1；②；③；依据盖斯定律计算③×2-①得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5 kJ·mol-1；
（2） 由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知，生成2mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量2bkJ，则乙炔燃烧热的热化学方程式为：；
（3） 中和热是稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钠稀溶液分别是强酸、强碱，则反应的热化学方程式为：；
（4） ①混合气体密度不变，甲反应是气体体积减小的反应，甲容器中气体体积不变，质量会变，密度也变，能判断达到平衡，由于乙反应的两边气体的体积相同且都是气体，容器的容积不变，所以密度始终不变，无法判断乙是否达到平衡状态；②反应容器中生成物的百分含量不变是平衡标志；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比，说明正逆反应速率相同，反应甲、乙达到平衡状态；④恒温时，气体压强不再改变，乙反应的两边气体的体积相同且都是气体，压强始终不变，所以压强不变无法判断乙是否达到平衡状态，可以判断甲达到平衡状态；⑤混合气体的平均相对分子质量不变，甲反应前后气体物质的量变化，质量变化，混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡状态，乙反应是反应前后气体物质的量不变，质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡状态；⑥甲反应是气体体积减小的反应，乙是气体体积不变的反应，混合气体的总物质的量不变说明甲达到平衡状态，乙不能判断是否达到平衡状态；能表明(甲)达到化学平衡状态是①②③④⑤⑥，能表明(乙)达到化学平衡状态是①②③⑤。
17．【答案】（1）1∶4 T2>T1 正反应为吸热反应，温度升高时甲烷的转化率增大
（2）CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol 4H2+Fe3O43Fe+4H2O ac
【解析】（1）①在相同条件下，投料比越小，甲烷的转化率越大，据图可知，a2>a1，故a2表示的是1∶4时甲烷的转化率，故答案为：1∶4；②因CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)的正反应为吸热反应，温度升高时，平衡正向移动，甲烷的转化率增大，则T2>T1，故答案为：T2>T1，正反应为吸热反应，温度升高时甲烷的转化率增大；
（2） ①在过程Ⅰ中，生成1mol H2时吸收123.5kJ热量，据图可知，其热化学方程式为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol，故答案为：CH4(g)+CO2(g)=
2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol；②由过程Ⅱ的转化关系来看，混合气体中的H2将Fe3O4还原为Fe，反应方程式为：4H2+Fe3O43Fe+4H2O，故答案为：4H2+Fe3O43Fe+4H2O；③a.两个过程都有元素化合价的改变，都发生了氧化还原反应，故a正确；b.过程Ⅱ中Fe3O4最终被还原为Fe，Fe3O4不是催化剂，故b错误；c.若初始投料比时，二者恰好按照题给方程式反应，无CO2生成，导致CaCO3无法参加反应，使催化剂中毒失效，故c正确；答案选ac。
18．【答案】（1）P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) ΔH=-306kJ·mol−1
（2） PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ·mol−1 25％ 大于
（3） 两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解
（4） -399kJ·mol−1 等于
（5） PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl
【解析】（1）由图可以看出，1mol P在Cl2中完全燃烧生成PCl3放出的热量为306kJ·mol−1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) ΔH=-306kJ·mol−1。
（2）中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其ΔH=-93kJ·mol−1，所以PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ·mol−1；分解率α1=×100％=25％，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大，即α2大于α1。
（3）由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。
（4）由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即ΔH3=-399kJ·mol−1。
（5）PCl5与水反应生成H3PO4和HCl，化学方程式为：PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。
19．【答案】Ⅰ．（1）10.0
（2） abe
Ⅱ．（1）环形玻璃搅拌棒
（2）4.0 -53.5kJ·mol−1 ACD
【解析】Ⅰ.（1）由于没有470mL的容量瓶，所以应该配制500mL 0.50mol·L−1 NaOH溶液。所以需要氢氧化钠的质量是500mL×10−3×0.5mol/L×40g/mol=10.0g。（2）氢氧化钠具有腐蚀性和吸水性，所以应该放在烧杯中称量，同时还需要药匙取NaOH固体，所以正确的答案选abe。Ⅱ.（1）在中和热的测定实验中，溶液是需要搅拌的，所以还缺少环形玻璃搅拌棒。（2）①四次实验的温度差分别是(℃)4、6.1、3.9、4.1，因此实验2中的数据是无效的，应该舍去，所以温度差平均值为(4℃+3.9℃+4.1℃)÷3=4℃。②反应中放出的热量是4.18J/(g·℃)×4℃×(50+30)g=1337.6J，而反应中H2SO4过量，按NaOH计算生成的水：50mL×10−3×0.5mol/L=0.025mol。由于中和热是在一定条件下，稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量，所以该反应的中和热是ΔH=-1337.6kJ÷0.025mol=-53.5kJ·mol−1。③根据题意可知，测量值偏小，这说明反应中有热量损失，因此选项AC正确。量取NaOH溶液的体积时仰视读数，则氢氧化钠的质量增加，放出的热量增加，B不正确；用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，由于温度计上粘附氢氧化钠，会消耗硫酸，因此在实验过程中放出的热量减少，选项D也是正确的，答案选ACD。
20．【答案】（1） 37.5%
（2）＜ 当温度一定时，压强越大，平衡向逆反应方向移动，CO2的平衡转化率越小，图中压强p1对应的转化率大于p2，则压强p1＜p2
（3）6.25×10-4 ＜
（4）+247 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大
【解析】（1）发生的反应为：

平衡化合物中CO的体积分数为20%，所以，解得，所以用CH4表示的反应速率为，CO2的平衡转化率；
（2）随着反应进行，气体分子数增多，体系压强增大，减压有利于反应正向进行，说明较低的压强对应较高的平衡转化率，所以p1＜p2；
（3）发生的反应为：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，平衡时CO2的平衡转化率为50%，

，平衡后保持温度不变，若再充入0.15mol CH4、0.15mol CO2、0.1mol CO、0.1mol H2，则，所以反应逆向进行，v正＜v逆；
（4）①CH4-CO2催化重整反应的化学方程式为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1=-75kJ·mol−1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-394kJ·mol−1
③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH3=-111kJ·mol−1
根据盖斯定律③×2-①-②计算CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的焓变ΔH=(-111kJ·mol−1)×2-(-75kJ·mol−1)-(-394kJ·mol−1)=+247kJ/mol；②消碳反应所需活化能越低，消碳反应越容易进行，催化剂活性越好，根据表中数据知，催化剂X较催化剂Y，积碳反应时，活化能低，反应速率快，消碳反应时，活化能高，反应速率慢，综合考虑，催化剂X较催化剂Y更利于积碳反应，不利于消碳反应，会降低催化剂活性。