山西省大同市浑源县第七中学校2024-2025学年高二上学期第一次月考 化学试题

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2. 已知反应mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，反应达到平衡时，B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示，下列叙述一定正确的是( )
A. m＋n>p＋q B. x点表示的正反应速率小于逆反应速率
C. x点表示的反应速率比y点的大 D. n3.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH＜0。改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )
A. 答案A B. 答案B C. 答案C D. 答案D
4.下列说法不正确的是( )
A. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
B. 若某一反应ΔH>0，ΔS<0，则该反应在任何温度下都不能自发进行
C. 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应ΔH>0
D. 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑在常温下能自发进行，既能用焓变解释又能用熵变解释
5. 2X(g)＋2Y(g)2Z(g)＋W(g) ΔH<0代表工业生产中的某一个反应，对于处于化学平衡状态的该反应，既要提高反应速率又要提高X的转化率，下列措施中可行的是( )
A. 及时分离出W B. 加入气体Y C. 升高温度 D. 使用合适的催化剂
6.反应M(g)＋3N(g)2P(g)＋2Q(g)在四种不同情况下的反应速率最快的是( )
A. v(M)＝6 ml·L－1·min－1 B. v(N)＝1.5 ml·L－1·s－1
C. v(P)＝0.4 ml·L－1·s－1 D. v(Q)＝0.5 ml·L－1·s－1
7.向某恒容密闭容器中充入2 ml A和一定量B，发生反应：A(g)＋B(g)2C(g) ΔH，在不同温度下测得C的物质的量分数随时间变化如表所示：
下列说法正确的是( )
A. T1>T2 B. ΔH>0
C. 该反应的平衡常数表达式为K＝
D. 增大A的浓度和使用催化剂均可提高B的平衡转化率
8. 根据右图所示的能量转化关系判断下列说法正确的是( )
A. 该反应是吸热反应
B. 反应中1 ml CH3OH(l)换为1 ml CH3OH(g)，ΔH不变
C. 反应的热化学方程式是CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－91 kJ·ml－1
D. 1 ml CO、2 ml H2反应物的总能量是419 kJ
9. 肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，T ℃时在Cu表面分解的机理如图。已知200 ℃时；
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g) ΔH1＝－a kJ/ml(a＞0)；
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝b kJ/ml；
总反应为N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH3。
下列说法不正确的是( )
A. 图示反应①是放热反应 B. b＜0
C. 3 ml N2H4(g)的总能量大于1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)的总能量
D. ΔH3＝(a＋2b) kJ/ml
10. 在恒容密闭容器中，充入一定量 C2H6发生反应 C2H6g⇌C2H4g+H2g ΔH，在其它条件不变的情况下，测得温度对 C2H4体积分数的影响如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 反应的 ΔH>0 B. 平衡时正反应速率： vA>vB
C. C2H6转化率： αC<αB D. 平衡常数：K A>K B
11. 下列有关化学反应速率的说法中，正确的是（ ）
A. 100mL2ml⋅L-1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率不变
B. 合成氨反应是一个放热反应，升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快
C. 对有气体参加的化学反应，减小容器体积，使体系压强增大，可使单位体积内活化分子数目增大，化学反应速率加快
D. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)在恒温恒压条件下进行，向容器中通入 Ar(g)，化学反应速率不变
12. 在绝热恒容的密闭容器中，进行反应 2COg+SO2g⇌2CO2g+Ss ΔH<0，对此反应下列说法正确的是（ ）
A. 分离出S，正、逆反应速率均减小 B. 若混合气体的密度保持不变，则已达平衡
C. 达平衡后，再充入一定量的 CO2，平衡常数保持不变
D. 从反应开始至平衡，容器内气体的压强保持不变
13. 化学与生活息息相关。下列叙述错误的是（ ）
A. 杭州第19届亚运会主火炬采用甲醇作主火炬塔燃料，甲醇是可再生能源
B. 节日燃放的焰火与原子核外电子跃迁释放能量有关
C. 我国目前使用的主要能源是煤、水能、核能、风能和太阳能
D. 手机电池放电时，化学能转化成电能、热能等
14. 下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是（ ）
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·ml－1
B. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·ml－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·ml－1
C. 氢气的燃烧热为285.5 kJ·ml－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)== 2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.5 kJ·ml－1
D. 1 ml甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
二、填空题（共1小题，每空2分，共16分）
15. 碳及其化合物在生产、生活中广泛存在。请回答下列问题：
已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应：
① CH4(g)→C(s)+2H2(g) ΔH(298K)=+74.8 kJ/ml ΔS(298K)=+80.7 J/(ml⋅K)
② 2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g) ΔH(298K)=+376.4 kJ/ml ΔS(298K)=+220.2 J/(ml⋅K)
某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据：
(1)反应①属于 (填“高温”或“低温”)自发反应。反应①自发进行是由 (填“焓变”或“熵变”)决定的。
(2)已知：① C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) ΔH1=a kJ/ml 平衡常数K1
② CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ/ml 平衡常数K2
③ C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g) ΔH3 平衡常数K3
写出K1表达式K1= ；K1、K2、K3之间的关系是K3= ；下列措施中能加快反应③速率，且增大H2产率的是 。
A．向体系中加入碳 B．恒容充入惰性气体 C．恒压充入惰性气体 D．充入水蒸气
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气2 L密闭容器中，发生如下反应 CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)。该反应平衡常数随温度的变化如表所示：该反应的正反应方向是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)若在500 ℃时进行，设起始时CO和H2O起始浓度均为0.02 ml/L，在该条件下，CO的平衡转化率为 。
(5)保持温度500 ℃不变，某一体积为1L的密闭容器中加入该反应中四种物质各2 ml，则此时反应移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)。
三、实验题（共3小题，每空2分，16题12分，17题16分，18题14分）
16. 回答下列问题。
(1)足量H2在1 ml O2中完全燃烧生成2 ml液态水，放出571.6 kJ的热量，H2的燃烧热ΔH＝________。
(2)N2H4可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和H2O。
已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l) ΔH＝－19.5 kJ·ml－1
②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.2 kJ·ml－1
写出液体燃料N2H4与液态N2O4反应的热化学方程式：_________________________。
(3)在230 ℃和催化剂存在的条件下，将CO2与H2转化为CH3OH(g)和H2O(g)。如图为生产1 ml CH3OH(g)的能量变化示意图：
下表为破坏1 ml不同共价键所需的能量(kJ)。试计算：
CO2与H2转化为1 ml CH3OH(g)和H2O(g)的反应为________反应(填吸热或放热)，其ΔH＝________。
(4)已知下列两个热化学方程式：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220.0 kJ·ml－1，H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·ml－1，则0.5 ml丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为________ kJ。
(5)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/ml，CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ/ml。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为________。
17. NOx储存还原技术法(NSR)利用催化剂消除汽车尾气中的NOx，其原理： 2COg+2NOg⇌N2g+2CO2g △H。
(1)已知：① N2g+O2g=2NOg △H1；② 2COg+O2g=2CO2g △H2；用含△H1和△H2的代数式表示△H= kJ⋅ml-1.汽车发动机工作时，会引发反应①，其能量变化如图所示。则△H1= kJ⋅ml-1。
(2)NSR反应机理及相对能量如下图(TS表示过渡态)：
反应过程中，决速步骤的热化学方程式为 。
(3)在一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入等物质的量的NO和CO模拟NSR反应，反应过程中c(NO)随时间变化的曲线如下图所示。
线a和b中，表示在该温度下使用NSR催化技术的是曲线 (选填“a”或“b”)。线a中前5 min内CO的平均反应速率v(CO)= ；此温度下该反应的平衡常数K= 。
(4)保持其他条件不变，平衡后再向容器中充入CO和N2各0.8 ml，则此时v(正) v(逆)(选填“＞”“＜”或“=”)。
(5)若保持其他条件不变，15 min时将容器的体积压缩至1 L，20 min时反应重新达到平衡，NO的物质的量浓度对应的点可能是点 (选填“A”“B”“C”“D”或“E”)。
18. 2023年杭州亚运会主火炬使用了零碳甲醇燃料，其制备共消耗了16万吨 CO2。该甲醇的制备反应及副反应如下：
i． CO2g+3H2g⇌CH3OHg+H2Og ΔH1=-49kJ/ml
ii． CO2g+H2g⇌COg+H2Og ΔH2=+41kJ/ml
(1)研究表明， CO与 H2也能生成 CH3OH，写出该反应的热化学方程式： 。
(2)上述反应在大型定容密闭容器中进行，下列说法正确的是___________。
A．反应i的活化能大于反应ii
B．容器内压强不变时可以判断反应达到平衡
C．升高温度可以提高甲醇的平衡产率
D．使用性能更佳的催化剂有可能提高 CO2单位时间内的转化率
(3)其他条件相同，当仅改变容器体积时，实验测得 CO的平衡产率随着压强的增加而 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)在催化剂作用下，将 1ml CO2、3ml H2投入容积为 1L的反应器，反应温度对 CO2平衡转化率 XCO2、CH3OH选择性 YCH3OH的影响如下。
已知： YCH3OH=n转化为CH3OH的CO2n转化的CO2×100%
① 240℃体系达到平衡时用时为 t0s，则 vCO2= ml⋅L-1⋅s-1
②)该温度下反应ⅰ的化学平衡常数为 (列出计算式即可，数据用小数表示)
③在 240℃达到平衡时，体系 (填“吸收”或“放出”)的热量为 kJ(除了反应ⅰ和ⅱ不考虑其他反应)。
参考答案
1. 【答案】B
【解析】根据“先拐先平数值大”，由图像可知p1>p2；增大压强，C%增大，可知增大压强平衡正向移动，所以a＋b>p。
2. 【答案】D
【解析】A项，从题图的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，A为固态，则有n＜p＋q，m＋n与p＋q的关系不能确定，A错误、D正确；B项，x点位于曲线上方，未达到平衡状态，由题图可以看出，当B的体积分数减小时，可趋向于平衡，则要想达到平衡状态，反应向正反应方向进行，即v正>v逆，B错误；x点对应的压强小于y点，压强越大，反应速率越大，故x点比y点的反应速率小，C错误。
3. 【答案】A
【解析】升高温度，平衡向吸热反应的方向移动，即逆向移动，X的转化率变小，A项正确；增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，X的物质的量减小，但由于容器体积减小，各组分的浓度均比原平衡时的大，B项错误；增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转化率降低，C项错误；催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡状态，故各物质的体积分数不变，D项错误。
4. 【答案】C
【解析】焓变和熵变共同影响一个反应能否自发进行，A正确；ΔH－TΔS<0 时反应能自发进行，若某一反应ΔH>0，ΔS<0，则该反应在任何温度下都不能自发进行，故B正确；2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的熵变小于0，在常温下能自发进行，则该反应的ΔH<0，C错误；2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑的ΔH<0，ΔS>0，既能用焓变解释又能用熵变解释，D正确。
5. 【答案】B
【解析】及时分离出W，平衡正向移动，X的转化率增大，但反应速率减小，A错误；加入气体Y，平衡正向移动，反应速率增大，X的转化率增大，B正确；正反应为放热反应，适当升高温度反应速率增大，但平衡逆向移动，X的转化率降低，C错误；使用合适的催化剂，反应速率增大，对平衡移动无影响，转化率不变，D错误。
6. 【答案】B
【解析】将各反应速率转化成同一种物质，且单位相同，再进行比较。A.v(M)＝6 ml/(L·min)；B.转化成v(M)＝30 ml/(L·min)；C.转化成v(M)＝12 ml/(L·min)；D.转化成v(M)＝15 ml/(L·min)；故反应速率B＞D＞C＞A。
7. 【答案】A
【解析】从表中数据可以看出T1比T2先达到平衡，因此T1>T2，A正确；T1>T2，升高温度，C的平衡质量分数变小，平衡逆向移动，因此ΔH＜0，B错误；该反应的平衡常数表达式为K＝，C错误；催化剂不能影响平衡，因此使用催化剂不能提高B的平衡转化率，D错误。
8. 【答案】C
【解析】根据图中信息可知，反应物的总能量大于产物的总能量是放热反应，A错误；状态变化，反应的焓变发生变化，B错误；根据图中信息可知，ΔH＝－(510－419) kJ/ml，故反应的热化学方程式是CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－91 kJ·ml－1，C正确；拆开反应物中化学键吸收的总能量是419 kJ，不是物质的能量，D错误。
9. 【答案】D
【解析】图示反应①N2H4(g)分解为N2(g)和NH3(g)的ΔH＜0，则①是放热反应，A正确；由能量变化图示可知，N2H4(g)＋H2(g)具有总能量高于2NH3(g)具有总能量，该反应是放热反应，则b＜0，B正确；反应Ⅰ是放热反应，则3 ml N2H4(g)具有总能量高于1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)具有总能量，C正确；依据盖斯定律，由Ⅰ－Ⅱ×2可得：N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g)，该反应的ΔH3＝－(a＋2b) kJ/ml，D错误。
10. 【答案】C
【解析】根据“先拐线平衡数值大”，则T1温度高，从T2到T1，升高温度，乙烯体积分数增大，说明平衡正向移动，则反应的 ΔH>0，故A正确；T1温度高，则速率大，因此平衡时正反应速率： vA>vB，故B正确；B、C两点乙烯体积分数相同，则乙烷消耗量相同，则 C2H6转化率相等，故C错误；从T2到T1，升高温度，乙烯体积分数增大，说明平衡正向移动，则平衡常数增大，即平衡常数：K A>K B，故D正确。
综上所述，答案为C。
11. 【答案】C
【解析】加入适量的氯化钠溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，生成氢气的速率减小，故A错误；升高温度，正逆反应速率均增大，且合成氨为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度，故B错误；对有气体参加的化学反应，减小容器体积，使体系压强增大，可看成增大浓度，单位体积内活化分子数目增大，化学反应速率加快，故C正确；恒温恒压条件下进行，向容器中通入 Ar(g)，体积增大，可看成减小压强，反应速率减小，故D错误；故选：C。
12. 【答案】B
【解析】S是固体，分离出S，正、逆反应速率均不变，故A错误；反应有固体S生成，反应前后气体总质量是变量，容器体积不变，密度是变量，若混合气体的密度保持不变，则已达平衡，故B正确；再充入一定量的 CO2，平衡逆向移动，容器内温度降低，平衡常数增大，故C错误；反应前后气体系数和不同，从反应开始至平衡，容器内气体的压强是变量，故D错误；
选B。
13. 【答案】C
【解析】甲醇是可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，故A正确；节日燃放的焰火与原子核外电子从高能级跃迁回低能级释放能量有关，故B正确；我国目前使用的主要能源仍然是煤、石油、天然气等化石燃料，故C错误；手机电池放电时，化学能主要转化成电能，少量化学能转化为热能，故D正确；
选C。
14. 【答案】B
【解析】H2SO4和Ba(OH)2反应不仅生成水，还生成硫酸钡沉淀，会放出更多的热量，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH＜2×(－57.3) kJ·ml－1，A错误；CO的燃烧热是283.0 kJ/ml，则2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)反应的ΔH=-2×283.0 kJ/ml，故2CO2(g)= 2CO(g)+O2(g) ΔH=+2×283.0 kJ/ml，B正确；氢气燃烧是放热反应，焓变是负值。水电解是吸热反应，2 ml水完全电解，反应吸热为571.0 kJ，C错误；1 ml可燃物燃烧生成稳定氧化物放出的热量是燃烧热，而甲烷燃烧生成的气态水不是稳定状态，D错误。
15. 【答案】(1)高温 熵变
(2) c2(CO)c(CO2) K1⋅K2 D
(3)放热
(4)75%
(5)正向 Q=1＜K，平衡向正向移动
【解析】（1）由于用天然气制取炭黑的反应是一个吸热、熵增的反应，只有在高温下才会有ΔH-TΔS＜0，反应正向自发进行，所以反应①在高温时能自发进行。因为反应①吸热，不利于反应的自发进行；而熵增有利于反应的自发进行，所以反应①能否自发进行由熵变决定；故答案为高温；熵变；
（2）已知：①C(s)+CO2(g) ⇌ 2CO(g) ΔH1=a kJ/ml 平衡常数K1
②CO(g)+H2O(g) ⇌ H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ/ml 平衡常数K2
③C(s)+H2O(g) ⇌ H2(g)+CO(g) ΔH3 平衡常数K3
由平衡常数表达式定义可得K1= c2(CO)c(CO2)，K2= c(H2)c(CO2)c(CO)c(H2O)，K3= c(H2)c(CO)c(H2O)，所以K3=K1·K2；
向体系中加入碳，碳为固体，反应物的浓度不变，化学反应速率不变，平衡也不移动，选项A不符合；恒容充入惰性气体，反应物的浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，H2产率不变，选项B不符合；恒压充入惰性气体，反应物的浓度减小，化学反应速率减小，平衡逆向移动，H2产率减小，选项C不符合；充入水蒸气，反应物的浓度增大，化学反应速率增大，平衡正向移动，H2产率增大，选项D符合；
答案选D；
（3）由表中数据可知，随着温度的升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，说明正反应为放热反应；
（4）已知在500 ℃时进行，起始时CO和H2O起始浓度均为0.02 ml/L，设转化的CO浓度为x ml/L，列三段式为：
CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)起始(ml/L)转化(ml/L)xxxx平衡(ml/L)0.02-x0.02-xxx
由表中数据知500 ℃时平衡常数为9，则有 x⋅x(0.02-x)⋅(0.02-x)=9，解得x=0.015，则CO的平衡转化率= 0.015ml/L0.02ml/L×100%=75%；
（5）保持温度500 ℃不变，某一体积为1 L的密闭容器中加入该反应中四种物质各2 ml，则此时反应的浓度熵Qc=1，小于500 ℃时反应的平衡常数，因此该反应应向正反应方向移动。
16. 【答案】(1)－285.8 kJ·ml－1
(2)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 048.9 kJ·ml－1
(3)放热 －181.6 kJ·ml－1
(4)1 022
(5)1∶1
【解析】(1)足量H2在1 ml O2中完全燃烧生成2 ml液态水，放出571.6 kJ的热量，则H2在0.5 ml O2中完全燃烧生成1 ml液态水放出的热量为285.8 kJ，因此H2的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·ml－1；(2)由盖斯定律②×2－①得到2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)的焓变ΔH＝(－534.2 kJ·ml－1)×2－(－19.5 kJ·ml－1)＝－1 048.9 kJ·ml－1，反应的热化学方程式为2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 048.9 kJ·ml－1；(3)根据ΔH＝反应物的键能之和减去生成物的键能之和，可知反应CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝2E(C===O)＋3E(H—H)－3E(C—H)－E(C—O)－3E(H—O)＝2×745 kJ/ml＋3×436 kJ/ml－3×413.4 kJ/ml－351 kJ/ml－3×462.8 kJ/ml＝－181.6 kJ·ml－1，为放热反应；(4)分别编号两个反应为①和②，则丙烷燃烧生成CO2和气态水时的反应为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝①＋②×4＝－2 220.0 kJ·ml－1＋4×44.0 kJ·ml－1＝－2 044 kJ·ml－1，所以0.5 ml丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为1 022 kJ；(5)生成3.6 g液态水物质的量为n＝＝＝0.2 ml，根据氢元素守恒可知有0.2 ml氢气燃烧，放出热量为57.16 kJ，则CO燃烧放出热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，n(CO)＝＝0.2 ml，原混合气体中H2和CO的物质的量之比为0.2 ml∶0.2 ml＝1∶1。
17. 【答案】(1)△H2-△H1 +180
(2)2NO(g)=N2O2(g) △H=+398.4 kJ⋅ml-1
(3)a 0.02 ml·L-1·min-1 5
(4)＞
(5)C
【解析】（1）① N2g+O2g=2NOg △H1
② 2COg+O2g=2CO2g △H2；
依据盖斯定律，将反应②-①得，用含△H1和△H2的代数式表示△H=(△H2-△H1)kJ⋅ml-1。
汽车发动机工作时，会引发反应①，其能量变化如图所示，则△H1=(946+498-632×2) kJ∙ml-1=+180 kJ∙ml-1。
（2）从图中可以看出，发生的三步反应中，第一步的活化能最大，则反应过程中，决速步骤的热化学方程式为2NO(g)=N2O2(g) △H=+398.4 kJ⋅ml-1。
（3）线a和b中，a线达平衡的时间短，则表示在该温度下使用NSR催化技术的是曲线a。线a中前5 min内CO的平均反应速率v(CO)=v(NO)= 0.1ml/L5min= 0.02 ml·L-1·min-1。
依据图中数据，可建立如下三段式：
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)起始量(ml/L)变化量(ml/L)平衡量(ml/L)
此温度下该反应的平衡常数K= 0.05××0.12=5。
（4）保持其他条件不变，平衡后再向容器中充入CO和N2各0.8 ml，则此时可建立下列三段式：
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)起始量(ml/L)变化量(ml/L)充入物质时的量(ml/L)
Qc= 0.45××0.12=1.8＜5，则平衡正向移动，v(正)＞v(逆)。
（5）若保持其他条件不变，15 min时将容器的体积压缩至1 L，此时c(NO)=0.2 ml/L，平衡正向移动，c(NO)减小，但比原平衡时大，当20 min时反应重新达到平衡，NO的物质的量浓度应介于0.1 ml/L~0.2 ml/L之间，则对应的点可能是点C。
18. 【答案】(1) COg+2H2g=CH3OHg ΔH=-90kJ⋅ml-1 (2)BD
(3)减少
(4) 0.15t0 0.03××2.793 吸收 3.45
【解析】(1)CO与H2反应生成CH3OH的化学方程式为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，(i)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49 kJ⋅ml-1，(ii)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ⋅ml-1，根据盖斯定律：i-ii计算反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的ΔH=-49 kJ⋅ml-1-(+41 kJ⋅ml-1)=-90 kJ⋅ml-1，热化学方程式为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH=-90 kJ⋅ml-1，
(2)活化能大小与吸热、放热无关，所以根据两个方程式无法判断活化能大小，故A错误；反应Ⅰ为气体分子总数改变的反应，容器内压强不变时，气体的总物质的量不变，各组分的物质的量不变，可以判断反应达到平衡，故B正确；由于CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49 kJ/ml，所以升高温度，平衡逆向移动，降低甲醇的平衡产率，故C错误；催化剂指改变反应的速率，不影响平衡移动，有可能提高CO2单位时间内的转化率，故D正确；
(3)其他条件相同，仅改变容器体积，增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，使得CO2和H2的浓度减小，H2O的浓度增大，又促使反应Ⅱ平衡逆向移动，CO的产率降低；
(4)①根据图知，240 ℃达到平衡状态时，CO2的转化率为15%，则消耗的n(CO2)=1 ml×15%=0.15 ml，v (CO2)=ΔnVΔt=0.15 ml1L×t0s=0.15t0ml⋅L-1⋅s-1；
②CO2的转化率为15%，则消耗的n(CO2)=1 ml×15%=0.15 ml，甲醇的选择性为20%，则生成甲醇的CO2的物质的量为n(CO2)=0.15 ml×20%=0.03 ml，容器的体积为1 L，所以消耗的总c(CO2)=0.15 ml/L，生成甲醇消耗的c(CO2)=0.03 ml，则生成CO消耗的c(CO2)=(0.15-0.03) ml/L=0.12 ml/L；
CO2g+3H2g⇌CH3OHg+H2Og转化量，
CO2g+H2g⇌COg+H2Og转化量
平衡时c(CO2)=(1-0.15) ml/L=0.85 ml/L，c(H2)=(3-0.09-0.12) ml/L=2.79 ml/L，c(CH3OH)=0.03 ml/L、c(CO)=0.12 ml/L、c(H2O)=(0.03+0.12) ml/L=0.15 ml，反应i的化学平衡常数K= c(CH3OH)⋅c(H2O)c(CO2)⋅c3(H2)=0.03××(2.79)3；
③由图可知，240 ℃时的平衡体系中，Y(CH3OH)=20%，X(CO2)=15%，即Δn(CO2)=1 ml×15%=0.15 ml，转化为CH3OH的CO2的物质的量为0.15 ml×20%=0.03 ml，则转化为CO的CO2的物质的量为0.15 ml-0.03 ml=0.12 ml，反应i放热为49 kJ⋅ml-1×0.03 ml=1.47 kJ，反应ii吸热为41 kJ⋅ml-1×0.12 ml=4.92 kJ＞1.47 kJ，则体系中吸收热量为4.92 kJ-1.47 kJ=3.45 kJ。