2023届新高考高三下学期化学金榜猜题卷【湖南专版】

这是一份2023届新高考高三下学期化学金榜猜题卷【湖南专版】，共20页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

2023届新高考化学金榜猜题卷 【湖南专版】
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 F-19 Na-23 Ca-40 Cu-64
一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.《本草纲目》记载：“石胆出蒲州山穴中，鸭嘴色者为上，俗呼胆矾”。下列说法错误的是( )
A.向胆矾上滴加浓硫酸会变为白色，此过程体现浓硫酸的吸水性，发生了物理变化
B.胆矾可制备波尔多液，是因为铜离子能使病菌的蛋白质变性
C.从硫酸铜溶液中获得胆矾晶体的操作为蒸发浓缩、降温结晶、过滤
D.实验室需要硫酸铜溶液，配制时需用托盘天平称取12.5g胆矾
2.酮基布洛芬是优良的非甾体消炎药代表之一，其结构简式如图。下列说法错误的是( )

A.能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳气体
B.可发生加成、酯化反应
C.1mol该有机物最多能与7mol发生反应
D.含有三种杂化方式的C原子
3.1-溴丁烷是密度比水大、难溶于水的无色液体，常用作有机合成的烷基化试剂。将浓硫酸、NaBr固体、1-丁醇混合加热回流后，再经洗涤→干燥→蒸馏获得纯品。实验中涉及如下装置(部分夹持和加热装置省略）：

下列说法错误的是( )
A.图中所示两处冷凝管中冷凝水方向均为从a口进b口出
B.气体吸收装置的作用是吸收HBr等有毒气体
C.浓硫酸的作用是作反应物、吸水剂等
D.洗涤时，经“水洗→碱洗（溶液）→水洗”可除去大部分杂质
4.十氢萘（）是具有高储氢密度的氢能载体，经历“”脱氢过程释放氢气。下列说法错误的是( )

A.选择合适的催化剂，可以改变的大小，从而降低总反应的活化能，加快化学反应速率
B.的脱氢过程中，不会有大量中间产物积聚
C.两步反应均为吸热反应，第一步速率较慢，总反应速率由第二步反应决定
D.十氢萘脱氢的过程中，既有极性键的断裂，又有非极性键的形成
5.无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电池工作原理如图所示：

下列说法错误的是( )
A.放电时，M极为正极
B.放电时，右侧储液器中NaCl的浓度增大
C.充电时，N极的电极反应式为
D.充电时，电路中每转移1 mol，N电极质量理论上增加23g
6.氯化锌可用于医药合成及作饲料辅助剂。工业上从某含钡废渣（主要含，还含有少量BaS）中制备碳酸钡和氯化锌的流程如图所示，下列说法错误的是( )

A.“酸浸”工序中分批加入盐酸可降低反应的剧烈程度
B.“酸浸”工序中所得气体可用NaOH溶液吸收
C.“转化”工序中发生主要反应的离子方程式为
D.“蒸发浓缩”工序的目的为获得的过饱和溶液
7.短周期元素Z、W、X、Y的原子半径依次减小，W的简单氢化物的水溶液呈碱性，Z的最外层电子数为其内层电子总数的两倍，Y与其他三种元素不在同一周期，这四种元素组成的某阴离子的结构如图所示，图中各原子最外层均满足稳定结构。下列叙述错误的是( )

A.Z、W、X三种元素中，只有X没有对应的含氧酸
B.W、X、Y三种元素组成的化合物均为强电解质
C.简单氢化物的沸点：X>W>Z
D.图示阴离子能与酸反应生成盐
8.指定条件下，下列有关碳及其化合物的转化不正确的是( )
A.金属镁在二氧化碳中燃烧：
B.酸性高锰酸钾溶液滴定草酸（）溶液：
C.用示踪原子研究反应机理：
D.高温下生产粗硅：
9.设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A.11.2L（常温常压）氯气所含的质子数为17
B.42g和环己烷（）的混合物中含有的极性共价键数目为6
C.1mol氮气和3mol氢气在密闭容器中充分反应，生成的氨气分子数为2
D.的溶液中和的离子数之和为0.1
10.自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石，的晶体结构呈立方体形，其晶胞侧视图及晶胞结构如图，下列说法错误的是( )

A.基态F原子的电子排布式为
B.与最邻近的数为4
C.两个最近的之间的距离为吗
D.晶体密度为
11.从物质结构的角度分析，下列说法不正确的是( )
A.分子的极性小于分子的
B.的空间结构为V形，中心原子的杂化方式为
C.基态的最高能层中成对电子与未成对电子的数目比为8：3
D.因金属性K>Na，所以熔点：KCl>NaCl
12.铜及含铜微粒的价荷图如图所示。下列推断不合理的是( )

A.要使Cu变成a可以加入稀盐酸和过氧化氢的混合溶液
B.转化成需要加碱
C.在酸性环境中，c可以反应生成a和Cu
D.b具有还原性
13.依据实验操作和现象，得出的结论正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
与浓硫酸170℃共热，制得的气体通入酸性溶液中
溶液褪色
制得的气体为乙烯
B
向蔗糖中滴加浓硫酸
蔗糖变黑
浓硫酸具有吸水性
C
向某溶液中加入稀NaOH溶液
无刺激性气味的气体产生
原溶液不含有
D
裂化汽油与溴水混合振荡并静置
溶液分层，且两层均变为无色
裂化汽油与溴发生了反应
A.A B.B C.C D.D
14.电位滴定法是根据滴定过程中指示电极电位的变化来确定滴定终点的一种滴定分析方法。在化学计量点附近，被测离子浓度发生突跃，指示电极电位也发生突跃，进而确定滴定终点。常温下，利用盐酸滴定某溶液中亚磷酸钠（）的含量，其电位滴定曲线与pH曲线如图所示。下列说法正确的是( )

已知：亚磷酸（）是二元弱酸，电离常数。
A.点对应的溶液呈弱碱性
B.水的电离程度：点小于点
C.点对应的溶液中存在：
D.点对应的溶液中存在：
二、非选择题：共58分。考生根据要求作答。
15.（14分）2022年诺贝尔化学奖授子卡罗琳·贝尔托齐、卡尔·巴里·沙著利斯和莫滕·梅尔达尔三位科学家。他们的研究成果在许多方面得到了应用，其中就包括提升癌症药物的靶向性，已知化合物H是一种合成多向性抗癌药物的中间体。其人工合成路线如下：

已知：两个羟基连在同一个C上的结构不稳定，发生。
（1）物质A存在顺反异构现象，A的名称为_______（命名时不考虑顺反异构）。
（2）A→B的反应类型为_______。
（3）B→C的反应过程经历了两步反应，分别是加成反应和消去反应，则C的结构简式为_______。
（4）E的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________（任填两种）。
①能与溶液发生显色反应。
②苯环上有4个取代基，分子中有4种不同化学环境的氢原子。
（5）F→G的化学方程式为________。
（6）以和2-丙醇（）为原料，设计制备的合成路线（无机试剂和有机溶剂任选）。
16.（15分）氧化镁在医药、耐火材料、电子等行业具有广泛的用途，在国民经济中占有重要的地位。某批次白云石的成分及质量分数分别为（50.00%）、（44.10%）、（4.85%）、（0.58%）、（0.47%），用白云石碳化法制备氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）提高煅烧效率比较有效的方法是________。
（2）将该批次白云石加热到950℃，煅烧1小时，固体成分为CaO、MgO、的混合物，此时MgO所占的质量分数为________（保留2位有效数字）；“消化分解”中向混合物中加入一定量的水可制成一定浓度的白云灰乳，该工序产生的残渣的主要成分为________。
（3）“常压碳化”工序：将白云灰乳在碳化塔中用一定浓度的二氧化碳气体碳化，当碳化液pH突降至8.5~9.0时，加入CA-1型表面活性剂（该活性剂可专一地包覆在碳酸钙表面）继续碳化，至pH为6.5时停止碳化。
①碳化时反应的化学方程式为________。
②碳化的目的是________。
③加入CA-1型表面活性剂的作用为________。
（4）可通过热重分析法对碱式碳酸镁[]的组成进行测定。已知碱式碳酸镁受热首先失去结晶水，受热分解的产物为三种氧化物，热重分析图如下：

，则碱式碳酸镁的化学式为____。
（5）“废热镁水”回到“消化分解”工序，体现了____的生产思想，还可以利用____（填化学式）的再生实现这一生产思想。
17.（14分）正溴丁烷可用作稀有元素萃取溶剂、有机合成的中间体及烷基化试剂。实验室可通过正丁醇制备正溴丁烷，其实验原理和步骤如下。
已知：醇类、醚类和烯烃可溶于浓硫酸，其他相关信息如下表。
名称
相对分子质量
沸点/℃
密度/（）
溶解性
正丁醇
74
117.7
0.8
微溶于水
正溴丁烷
137
101.6
1.3
难溶于水
实验原理
主反应：

副反应：


实验步骤
①在装有冷凝管的圆底烧瓶中加入15mL水，然后缓慢加入20mL浓硫酸，冷却至室温后，再加入13mL正丁醇，混合后加入15g溴化钠，充分振荡，加入几粒沸石，加热回流半小时。②待反应液冷却后，将反应所得混合液体加入另一蒸馏装置中，蒸馏得到正溴丁烷粗产品。
③将粗产品转入分液漏斗，用10mL水洗涤，将所得有机层转入另一干燥的分液漏斗中，用5mL浓硫酸洗涤，分去硫酸层后，有机层依次用水、饱和碳酸氢钠溶液、水洗涤。
④将上述有机层转入干燥的锥形瓶，加入无水氯化钙后再次蒸馏，收集99~103℃的馏分，最终得到产品9.6mL。
回答下列问题：
（1）在步骤①的反应装置中应选用_______（填“直形”或“球形”）冷凝管，在冷凝管的上面用橡胶管连接一个漏斗，倒置于盛有NaOH溶液的烧杯中，目的是_______。
（2）蒸馏得到正溴丁烷粗产品时，判断正溴丁烷是否完全蒸出的方法是_______。
（3）若正溴丁烷粗产品呈红棕色，可加入适量的饱和溶液除去杂质，反应的离子方程式为_______。
（4）在步骤③中加入浓硫酸洗涤的作用是_______。
（5）粗产品用浓硫酸洗涤后，不直接用饱和碳酸氢钠溶液洗涤而要先用水洗涤的原因是_______。
（6）加入无水氯化钙的目的是_______。
（7）本实验中正溴丁烷的产率为_______（计算结果保留3位有效数字）。
18.（15分）2022年北京冬奥会主火炬首次采用以氢气为燃料的微火形式，体现了绿色奥运理念。工业上，利用天然气制备氢气，还可得到乙烯、乙炔等化工产品，有关反应原理如下。
反应1：
反应2：
请回答下列问题：
（1）已知几种物质的燃烧热数据如表所示。
物质




燃烧热
-890.3
-1299.5
-1411.0
-285.8
能表示燃烧热的热化学方程式为_______。
（2）向恒温恒容密闭容器中充入适量，发生上述反应1和反应2。下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是_______（填序号）。
A.气体总压强不随时间变化
B.气体密度不随时间变化
C.气体平均摩尔质量不随时间变化
D.体积分数不随时间变化
（3）实验测得的速率方程：（分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关）。下反应达到平衡时，下反应达到平衡时。由此推知，_____（填“>”“<”或“=”）。
（4）向密闭容器中充入，发生上述反应1和反应2。在不同催化剂Cat1、Cat2作用下，测得单位时间内的产率与温度的关系如图甲。在其他条件相同时，催化效率较高的是_______（填“Cat1”或“Cat2”）。在Cat2作用下，温度高于500℃时，的产率降低的可能原因是_______。

（5）一定温度下，总压强恒为121kPa时，向密闭容器中充入由和组成的混合气体（不参与反应），同时发生反应1和反应2，测得的平衡转化率与通入气体中的物质的量分数的关系如图乙。
①图乙中，随着通入气体中的物质的量分数增大，甲烷的平衡转化率降低的主要原因是_______。
②已知点对应的乙炔的选择性为75%[乙炔的选择性=]。该温度下，生成的的分压为_______kPa。



答案以及解析
1.答案：A
解析：向胆矾上滴加浓硫酸会变为白色，此过程浓硫酸吸收中的结晶水，使之转化为，有新物质生成，发生了化学变化，A错误；胆矾中含有重金属铜离子，能使蛋白质变性，B正确；胆矾晶体为，所以得到胆矾晶体的操作为蒸发浓缩、降温结晶、过滤，C正确；配制硫酸铜溶液时，需要用500mL的容量瓶，需用托盘天平称取胆矾的质量为，D正确。
2.答案：D
解析：由该有机物的结构简式知其含有羧基，能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳气体，A正确；该有机物含有苯环和（酮）炭基，能与氢气发生加成反应，含有羧基，能发生酯化反应，B正确；1mol苯环能与3mol氢气发生加成反应，1mol（酮）炭基能与1mol氢气发生加成反应，则1mol该有机物最多能与7mol发生加成反应，C正确；该有机物中含有和两种杂化方式的C原子，D错误。
3.答案：A
解析：冷凝水流向应能使水充满冷凝管，故回流装置中冷凝水方向为a口进b口出，而蒸馏装置中冷凝水方向应为b口进a口出，A错误；反应过程中有HBr生成，HBr有毒，需要进行尾气处理，由于HBr极易溶于水，所以用较大容积的干燥管防倒吸，B正确；该反应原理为先用浓硫酸与NaBr反应生成HBr，，浓硫酸吸水，使反应正向进行，提高1-溴丁烷的产率，故浓硫酸的作用是作反应物、吸水剂，C正确；获得的粗产品中含有1-溴丁烷、1-丁醇、HBr、硫酸、钠盐等，故先用水洗分液除去HBr和大部分硫酸、钠盐等，再用饱和溶液洗涤除去剩余的酸，最后用水洗分液除去过量的等残留物，D正确。
4.答案：C
解析：选择合适的催化剂能加快反应速率（本质是降低反应的活化能），A项正确；反应Ⅱ的活化能比反应Ⅰ的小，故反应Ⅱ的反应速率更快，即反应Ⅰ产生的很快被反应Ⅱ消耗，故不会有大量中间产物积聚，B项正确；反应物能量低于生成物总能量，两步反应都为吸热反应，反应Ⅱ的活化能比反应Ⅰ的小，分步反应的总反应速率由反应慢的一步决定，即由反应Ⅰ决定，C项错误；十氢萘脱氢的过程中，既有极性键C—H键的断裂，又有非极性键H—H键的形成，D项正确。
5.答案：C
解析：原电池的总反应为自发的氧化还原反应，所以当图示的二次电池放电时，总反应为较活泼的作氧化剂的氧化还原反应，结合工作原理图可知，放电时在M极上得电子变为，则M极为原电池的正极，A正确；放电时，N极为原电池的负极，发生反应：，与由正极迁移来的形成NaCl从而使NaCl浓度增大，B正确；充电时，N极为阴极，由B项中负极反应式可得阴极电极反应为，C错误；由C项分析可知，充电时，当转移1mol，N电极增加1mol，质量增加23g，D正确。
6.答案：C
解析：“酸浸”工序中，分批加入盐酸，可降低反应的剧烈程度，A项正确；“酸浸”工序中所得气体为，可用NaOH溶液吸收，B项正确；“转化”工序中发生主要反应的离子方程式为，C项错误；“蒸发浓缩”工序的目的为获得的过饱和溶液，D项正确。
7.答案：B
解析：W的简单氢化物的水溶液呈碱性，W应为N，Z的最外层电子数为其内层电子总数的两倍，则Z原子核外有两个电子层，K层2个电子，L层4个电子，故Z为C，Y的原子半径最小，且不在第二周期，故Y为H，由图中阴离子的结构及各原子最外层均满足稳定结构可知，X为O。C、N、O中，O无对应含氧酸，A正确；N、O、H可以形成等铵盐，也可以形成等酸，其中亚硝酸为弱酸，属于弱电解质，B错误；能形成分子间氢键，沸点高于，常温下是液态，是气态，则沸点：，C正确；题图所示阴离子为甘氨酸根离子，其中的氨基为碱性基团，可与酸反应，D正确。
8.答案：D
解析：本题考查碳及其化合物的转化关系及方程式的书写。镁可以在二氧化碳中燃烧，置换出碳单质，A项正确；高锰酸钾具有强氧化性，草酸（）具有还原性，二者可以发生氧化还原反应，离子方程式为，B项正确；乙醇和乙酸发生酯化反应时，醇脱氢，乙酸脱羟基，反应为，C项正确；二氧化硅和适量碳在电炉中隔绝空气加热，反应生成硅和一氧化碳，D项错误。
9.答案：B
解析：常温常压下11.2L氯气的物质的量小于0.5mol，所含的质子数小于17，A项错误；42g和环己烷的混合物中含有6molH原子，含有的C—H键数目为6，B项正确；与合成的反应为可逆反应，故生成的氨气分子数小于2，C项错误；溶液中的数目为0.1，由电荷守恒可知，溶液中和的离子数之和等于和的数目之和，D项错误。
10.答案：B
解析：F是原子序数为9的元素，基态F原子的电子排布式为，A正确；晶胞中与最邻近的数为8，B错误；根据侧面图可看出，面对角线的长度为，边长为，两个最近的之间的距离为立方体边长的一半，所以两个最近的之间的距离为学，C项正确；根据图示可知晶胞中含4个和8个，边长为，利用得出，D项正确。
11.答案：D
解析：N的电负性大于P，Cl与N的电负性差值小于Cl与P的电负性差值，则空间结构都为三角锥形的分子的极性小于分子的，A正确；的中心原子I的价层电子对数为，中心原子的杂化方式为，空间结构为V形，B正确；铬元素的原子序数为24，失去3个电子形成，基态的核外电子排布式为，则最高能层M能层中成对电子与未成对电子的数目比为8：3，C正确；因离子半径，所以晶格能：KCl 12.答案：D
解析：根据铜及含铜微粒的价荷图判断，a是、b是、c是、d是。a中Cu元素为+2价，在酸性条件下，氧化Cu变为，A正确；由图可知，转化为需要碱性条件，B正确；中Cu元素为+1价，在酸性条件下可以发生歧化反应生成+2价的铜和单质铜，C正确；中铜元素为+3价，具有强氧化性，D错误。
13.答案：D
解析：本题考查化学实验基本知识，包括物质的制备、性质实验等。制备乙烯时产生的气体中可能含有乙醇或二氧化硫等其他还原性气体，也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，应该先通入氢氧化钠溶液中除去乙醇或二氧化硫，A错误；向蔗糖中滴加浓硫酸，蔗糖变黑，因为蔗糖中本身不含有水分子，体现浓硫酸的脱水性，B错误；检验溶液中的铵根离子时，应该向溶液中加入氢氧化钠浓溶液，并加热，C错误；裂化汽油中含有烯烃，可以和溴发生加成反应生成无色的有机物，与水互不相溶，D正确。
14.答案：D
解析：由图可知，点为第一次突变，溶质为等浓度的与NaCl，点为第二次突变，溶质为与NaCl。根据题给可计算，的电离常数为1，即电离程度大于水解程度，点对应溶液呈酸性，A错误；点对应的溶液中溶质为、NaCl，b点对应的溶液中溶质为、NaCl，、两点溶液都因电解质电离呈酸性，抑制水电离，且点酸性大于点，故水的电离程度：点>点，B错误；点溶质为等浓度的、NaCl，根据质子守恒可得：，C错误；点溶液中钠离子和氯离子的浓度相等，结合电荷守恒可得，D正确。
15.答案：（1）2-丁烯醛
（2）加成反应
（3）
（4）
（5）
（6）
解析：（4）E的同分异构体能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，除苯环外还有2个不饱和度且苯环上有4个取代基，分子中有4种不同化学环境的氢原子，则取代基的位置为。支链上有两个不饱和度，有多种可能，一种是两个碳碳双键在苯环两侧呈对称结构，还可能是存在碳氮三键和碳碳三键。由于取代基存在两个碳碳双键时，无法满足分子中有4种不同化学环境的氢原子，第一种情况排除，则—CN或—CC—提供除苯环外的2个不饱和度。可能的结构为或等。
（6）根据题目路线中E→F可知，苯环可以与羰基碳原子通过反应连接起来，所以可先将2-丙醇氧化为丙酮，然后丙酮在酸性条件下与苯反应生成，根据目标物质中醛基和羟基的特点，结合题目路线和已知信息可知，醛基可以由连在同一个C上的两个氯原子直接水解得到，羟基可以由氯原子水解得到，据此写出合成路线。
16.答案：（1）将白云石粉碎
（2）38%；
（3）①、；②实现钙镁分离；③当镁离子不断溶出时，阻止钙离子溶出
（4）
（5）循环利用（答案合理即可）；
解析：（1）将矿石粉碎，颗粒变小，有利于煅烧充分，提高煅烧效率。
（2）煅烧时发生反应：，设原白云石为100g，则；由后续得到活性碳酸钙和重镁水可知“消化分解”过程中CaO、MgO分别与反应生成，形成白云灰乳，不与水反应，也不溶于水，故转化为残渣。
（3）①根据流程图，操作1是过滤，根据“常压碳化”工序的pH变化可知分离后的重镁水为溶液，故可分别写出生成和的化学方程式。②碳化的目的是实现钙镁分离。③加入CA-1型表面活性剂是为了在进一步通入，降低溶液的pH时，让不溶出，加入的该表面活性剂专一地包覆在碳酸钙的表面，减小了碳酸钙的亲水性，使其在更低的pH范围内尽量不溶解，从而达到钙镁分离的目的。
（4）碱式碳酸镁的化学式为，设其质量为100g，根据热重分析图可得，233℃时，加热分解生成结晶水的阶段结束，442℃时，加热分解生成MgO、和的阶段结束，最后剩余MgO，则，，则，故可得碱式碳酸镁的化学式为。
（5）“废热镁水”中含有，回到“消化分解”工序进入下一个循环继续生产，有利于提高原料的利用率，体现了循环利用的生产思想；同时碱式碳酸镁煅烧产生的同样可以再充入到“常压碳化”工序，参与循环生产。
17.答案：（1）球形；吸收挥发出的溴化氢、溴蒸气和，防止污染空气
（2）观察蒸馏烧瓶中正溴丁烷有机层是否完全消失，若完全消失，说明正溴丁烷完全蒸出
（3）
（4）除去杂质正丁醇、正丁醚、1-丁烯
（5）先用水洗可以洗去大部分残留的硫酸，否则硫酸会消耗较多的碳酸氢钠，且会产生较多的二氧化碳，导致分液漏斗内压强增大，洗涤时会有液体冲出，造成产品损失
（6）除去产品中的水
（7）64.8%
解析：（1）用于冷凝回流的冷凝管是球形冷凝管。NaOH溶液的作用是吸收未反应的HBr和副反应生成的溴蒸气、，防止污染空气。
（2）观察蒸馏烧瓶中正溴丁烷有机层是否完全消失，若完全消失，说明正溴丁烷完全蒸出。或将新收集到的馏出液加入装有蒸馏水的试管中，若无分层现象，说明正溴丁烷完全蒸出。
（3）根据发生的副反应可知，红棕色的杂质是，故反应的离子方程式为。
（4）根据已知信息醇类、醚类和烯烃可溶于浓硫酸知，加入浓硫酸洗涤的作用是除去未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1-丁烯。
（5）因为刚用浓硫酸洗涤过的产品中还含有较多硫酸，若直接用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，会消耗较多的碳酸氢钠，且会有较多的二氧化碳产生，导致分液漏斗内压强增大，洗涤时会有液体冲出，造成产品损失。
（6）加入无水氯化钙的目的是除去产品中的水。
（7）根据关系可知，理论上，实际上，正溴丁烷的产率=。
18.答案：（1）
（2）B
（3）<
（4）Cat1；催化剂选择性降低，生成副产物增多（或催化剂失活，反应速率降低等）
（5）①反应1和2的正反应都是气体分子数增大的反应，气体中甲烷的物质的量分数增大，总压不变，平衡体系的分压增大，平衡向逆反应方向移动；②33
解析：（1）根据表格中数据可知，的燃烧热为，故热化学方程式为。
（2）反应1和反应2均为反应前后气体分子数增大的反应，恒温恒容时，气体压强之比等于物质的量之比，故恒容条件下气体总压强不随时间变化时，说明反应达到平衡状态，A不符合题意；恒容条件下，气体总质量不变，气体密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态，B符合题意；由A项分析可知，气体平均摩尔质量不变时，气体总物质的量不变，说明反应达到平衡状态，C不符合题意；体积分数不变时说明反应达到平衡状态，D不符合题意。
（3）根据盖斯定律，的，反应为吸热反应。平衡时正、逆反应速率相等，故，时，分别为1.5和3，其他条件一定时，升高温度，平衡常数增大，故。
（4）从图甲看出，相同条件下、单位时间内在Cat1作用下氢气的产率高，故催化效率较高的是Cat1；在Cat2作用下，温度高于500℃时，的产率降低的可能原因是催化剂选择性降低，生成副产物增多或催化剂失活，反应速率降低等。
（5）②假设混合气体的物质的量为1mol，则点对应的初始物质的量为0.6mol，的物质的量为0.4mol，设反应1中生成的物质的量为，反应2中生成的物质的量为，可列式：

，，解得，故平衡时，，，，，气体的总物质的量为1.21mol，故氢气的分压为。