2024届高三新高考化学大一轮专题训练题--化学反应原理综合题
1．（2023·河南安阳·统考三模）保护生态环境、建设生态文明是历史发展的需要，研究NOx、CO、烟气等污染气体的处理具有重要意义。目前，常利用催化技术将汽车尾气中的NOx和CO转化成N2和CO2，也可用强氧化性的亚氯酸钠( NaClO2 )溶液对烟气脱硝。回答下列问题：
(1)汽车尾气脱硝发生的反应为：
I.2NO(g) +2CO(g)=N2(g) +2CO2(g) ΔH1= -746.8 kJ· mol-1
Ⅱ.2NO2(g) +4CO(g)=N2(g) +4CO2(g) ΔH2
①已知： Ⅲ.2CO(g) +O2(g)= 2CO2(g) ΔH3= -566 kJ·mol-1
Ⅳ.2NO(g) +O2(g)=2NO2(g) ΔH4= -114 kJ·mol-1
则ΔH2=_______kJ·mol-1
②研究表明，NO2首先被CO还原为NO：NO2 +CO=NO + CO2,研究人员提出了如图所示的两种反应机理：
某温度下，实验测得该反应的速率方程为：v=kc2 (NO2)(其中k为常数)，推测该反应机理是_______(填“a”或“b”) ，理由是_______。
(2)NaClO2溶液能将烟气中的NO氧化为 而脱硝，同时放出热量。
①将含0.008molNO的烟气通入1LNaClO2溶液中，其他条件相同时，测得相同时间内NO的氧化率随NaClO2溶液起始浓度的变化如图所示(不考虑溶液体积变化) ：
随NaClO2溶液起始浓度的增大，相同时间内NO的氧化率也增大的原因是______。假设用3×10-3 mol·L-1 NaClO2溶液吸收NO达平衡时，NO的氧化率为40% ，溶液中溶解剩余的NO有1.0×10 -6 mol ·L-1，则该反应的平衡常数是______ (列出计算式即可)。
②将含0.004molNO的烟气通入2LNaClO2溶液中，其他条件相同时，测得20min时NO的氧化率随温度的变化如图所示(不考虑溶液体积变化)：
在30 °C时，0 ~20 min内用 的浓度变化表示的该反应的平均速率是_______；温度超过60° C后，NO氧化率下降，其原因是_______。
2．（2023春·江苏连云港·高三统考期中）氢能是一种重要能源，氢气的制备与储存是研究热点。
Ⅰ.一种电热化学循环制氢的方法如图所示。熔融电解质成分为K2CO3、Na2CO3、Li2CO3与LiOH。
(1)500℃时，Fe2O3能与熔融电解质中各成分发生反应，如Fe2O3+K2CO3 2KFeO2(偏铁酸钾)+CO2↑，Fe2O3与LiOH反应的化学方程式为_______。
(2)“电化学还原”步骤中，阴极的电极反应式为_______。
Ⅱ.储氢的研究包括材料吸氢和脱氢的过程。LiBH4和 MgH2都是氢容量(单位质量储氢材料储存H2的质量)较大的储氢材料。
(3)LiBH4、MgH2及两者混合制成的复合储氢材料脱氢反应的热化学方程式如下：
2LiBH4(s)=2LiH(s)+2B(s)+3H2(g) ΔH1=+207kJ·mol-1
MgH2(s)=Mg(s)+H2(g) ΔH2=+75kJ·mol-1
2LiBH4(s)+MgH2(s)=2LiH(s)+MgB2(s)+4H2(g) ΔH3=+184kJ·mol-1
①ΔH3<ΔH1+ΔH2的原因是_______。
②储氢材料脱氢的能量变化如图所示。三种材料中脱氢焓[ΔH(脱氢)]最小的是_______(填“LiBH4”、“MgH2”或“复合储氢材料”)。
(4)Ti元素有+2、+3、+4等多种价态。向MgH2中添加适量Ti元素后可以加快其释放H2的速率，其机理示意图如图所示。
①图中表示的微粒是_______(用微粒符号表示)。
②MgH2释放H2速率加快的机理可描述为_______。
(5)石墨烯具有二维单层结构，在石墨烯表面均匀分散MgH2能得到性能良好的储氢材料。该储氢材料利用的石墨烯的性质有_______。
3．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，利用加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径．利用加氢制甲醇的有关反应如下：
(1)已知：反应中相关的化学键键能数据如下．
化学键
键能 803 436 414 326 464
则____________ kJ mol 1。
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时加入、发生上述反应，测得的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
①压强：、、的关系为_____________。
②250℃、条件下，此时反应的化学平衡常数_________(用含的代数式表示，分压=总压×物质的量分数)。
③要使反应在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有__________(填字母)。
A．缩小反应容器的容积 B．恒压条件下充入He气 C．升高温度 D．降低温度
E．使用合适的催化剂 F．从平衡体系中及时分离出
(3)实际合成反应时，不同条件下，、的体积比为1:3反应时，会有生成。在恒压条件下，某时间段内选择性(选择性)和产率随温度的变化如图所示：
合成甲醇最适宜的温度为________；a、b两点的转化率：a点__________b点(填“＞”“＜”或“＝”)，理由是__________________。
4．（2023·福建莆田·统考二模）有效转化是研究“碳中和”的重要方向。
(1)可用于人工合成淀粉，其中前两步的反应如下图所示。
已知
则的___________(用、、表示)。
(2)CO2催化加氢可合成乙烯，反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0，在恒压密闭容器中，起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应，不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①下列说法正确的是____
A．b点时：2v正(H2)=3v逆(H2O)
B．a、b、c三点的平衡常数：Ka>Kc>Kb
C．将H2O(g)液化分离可提高C2H4的产率
D．活性更高的催化剂可提高CO2的平衡转化率
②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是___________(填“k”“l”“m”或“n”)
③若d点表示240℃某时刻H2的体积分数，保持温度不变，则反应向_________(填“正”或“逆”)反应方向进行。
④205℃，反应达b点所用时间为tmin，则此过程中用CO2表示的反应速率是______mol/min。若平衡时b点总压为P，则平衡常数Kp=_________(列出计算式，以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
⑤其他条件相同，分别在催化剂X、Y作用下发生该反应，测得相同时间CO2的转化率与温度的关系如下图所示。使用催化剂X，当温度高于302℃，CO2转化随着温度升高而下降的原因是___________。
5．（2023·江西景德镇·统考二模）绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。回答下列问题：
(1)通过生物柴油副产物甘油制取H2正成为绿色能源的一个重要研究方向。生物甘油水蒸气重整制氢的主要反应如下(K1、K2分别为反应I、Ⅱ的化学平衡常数)：
I．C3H8O3(g)3CO(g)+4H2(g) ΔH1=+251kJ·mol-1 K1
Ⅱ．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1，K2
①反应I的逆反应能够自发进行的条件是_______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
②重整总反应C3H8O3(g)+3H2O(g)3CO2(g)+7H2(g)的ΔH3=_______，平衡常数K3=_______。(用含K1、K2的计算式表示)
(2)大量研究表明Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双金属合金团簇均可用于催化DRM反应(CH4+CO22CO+2H2)，在催化剂表面涉及多个基元反应，其中甲烷逐步脱氢过程的能量变化如图甲所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注，TS1、TS2、TS3、TS4分别表示过渡态1、过渡态2、过渡态3、过渡态4)。
①Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni催化甲烷逐步脱氢过程的速率分别为v1、v2、v3，则脱氢过程的速率由小到大的关系为_______。
②甲烷逐步脱氢过程中，决定速率快慢的反应步骤是：________(用化学方程式表示)。
③Sn12Ni双金属合金团簇具有良好的抗积碳作用，有效抑制碳积沉对催化剂造成的不良影响，请结合图甲解释原因：_______。
(3)甲烷干法重整制H2的过程为反应a：CH4+CO22CO+2H2，同时发生副反应b：CO2+H2CO+H2O，T℃时，在恒压容器中，通入2molCH4和2molCO2发生上述反应，总压强为P0，平衡时甲烷的转化率为40%，H2O的分压为P，则反应a的压强平衡常数Kp=_______(用含P和P0的计算式表示，已知分压=总压×物质的量分数)。
(4)甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH=+75kJ·mol-1，Ni可作该反应的催化剂，CH4在催化剂孔道表面反应时，若孔道堵塞会导致催化剂失活。其他条件相同时，随时间增加，温度对Ni催化剂催化效果的影响如图乙所示。考虑综合因素，使用催化剂的最佳温度为_______；650℃条件下，1000s后，氢气的体积分数快速下降的原因是_______。
(5)我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的直流电源方法，从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气，电化学反应机理如图丙所示。阳极的电极反应式为_______。
6．（2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
① kJ·mol
② kJ·mol
计算反应③的_______kJ·mol；反应③能够自发的条件是_______(填“低温”或“高温”或“任何温度”)。
(2)在1000℃时，反应①的 kJ·mol，反应③的 kJ·mol。已知(R为常数，T为温度，K为平衡常数)，据此分析反应③处理的工艺方法的优点是_______。
(3)在不同温度、反应压强为100 kPa，进料比分别为a、b、c的条件下，反应③平衡转化率如下图所示，则a、b、c由大到小的顺序为_______；
温度越高，反应③平衡转化率越大的原因是_______。
(4)在T℃、p kPa条件下，将的混合气进行反应③，同时发生副反应，达到平衡时，的转化率为80%，的转化率为90%，则反应③的_______(列出计算式即可)。
7．（2023春·重庆·高三校联考期中）某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行，0～3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。
(1)该反应的化学方程式为___________。
(2)在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________(填序号)。
①降低温度 ②加入催化剂 ③增大容器体积 ④移走部分A ⑤恒容时，充入氦气
(3)一定温度下，氧化铁可与一氧化碳发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)。在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成单质铁11.2g。10min内v(CO)=___________。
(4)下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应速率，其中反应最快的是___________(填字母)。
A．v(H2)=0.1mol/(L min) B．v(N2)=0.1mol/(L min)
C．v(NH3)=0.15mol/(L min) D．v(N2)=0.002mol/(L s)
(5)在2Z(g)＋Y(g)3X(s)中，恒容时，下列情况能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.v(Z)正=2v(Y)逆
b.容器内压强保持不变
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变
d.容器内混合气体的密度保持不变
e.Z的物质的量分数不变
(6)工业上利用CO2和H2合成甲醇，催化反应为3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在一恒温恒容密闭容器中充入3molH2和1molCO2进行上述反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如下图。
①从0min到3min，v(H2)=___________mol·L-1·min-1
②反应前的压强与平衡时的压强之比为___________。
③下列表述正确的是___________(填字母)。
A．第3分钟时v正(CH3OH)小于第10分钟时v逆(CH3OH)
B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化，反应达到平衡状态
C．达到平衡时CO2的转化率为75%
D．平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是22：1
8．（2023·新疆阿勒泰·统考三模）(我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成，关键的一步是利用化学催化剂将高浓度CO2还原成CH3OH：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)已知相关键能数据如表所示，则上述反应的ΔH=_______kJ mol-1。
化学键 H－H H－O C=O C－O C－H
键能/kJ mol-1 436 464 803 326 414
(2)某温度下，向一定体积的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2，体系达到平衡时CO2的转化率为20%。反应的平衡常数Kx=_______(对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，Kx=，x为物质的量分数，计算结果用分数表示)。
(3)以CO2(g)和H2(g)为原料合成CH3OH(g)，除发生上述反应外(后续称为反应Ⅰ)，还发生反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ mol-1。
①反应I、Ⅱ的lnK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。线_______(填“a”或“b”)表示反应Ⅱ的lnK随的变化。升高温度，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
②研究发现，在单原子Cu/ZrO2催化时，反应I的历程以及中间体HCOO*与CH3O*物质的量之比随时间变化如图所示：
第一步：CO2+H2→HCOO*+H*
第二步：HCOO*+2H2→CH3O*+H2O
第三步：CH3O*+H*→CH3OH
下列说法正确的是_______(填标号)。
A．任何温度下，反应Ⅰ均可自发进行
B．升高温度时，3步反应速率均加快
C．用不同催化剂催化反应可以改变反应历程，提高平衡转化率
D．反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步骤
③反应I反应历程中某一步基元反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线a所示，已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能，k为速率常数，R、C为常数)。
i.该基元反应的活化能Ea=______kJ mol-1。
ii.直线______(填“b”或“c”)表示使用更高效的催化剂时，Rlnk与的关系。
④在密闭容器中，保持投料比不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，一段时间后，测得CO2转化率(α)和甲醇选择性[x(CH3OH)=×100%]随温度(T)变化关系如图所示。若233~250℃时催化剂的活性受温度影响不大，则236℃后图中曲线下降的原因是_______；若气体流速过大，CO2的转化率会降低，原因是_______。
9．（2023春·四川广元·高三广元中学校考阶段练习）随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。
I．以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H= -87 kJ/mol。
(1)有利于提高CO2平衡转化率的措施是_______(填序号)。
A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压
(2)研究发现，合成尿素反应分两步完成，其能量变化如图甲所示：
第一步： 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) H1
第二步：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2
①图中ΔE=_______kJ/mol。
②反应速率较快的是_______反应(填“第一步”或“第二步”)。
II．以CO2和CH4催化重整制备合成气：CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+ 2H2(g)。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为0.2 mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CH4(g) +CO2 (g) 2CO (g)+2H2(g)，CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列能说明反应到达平衡状态的是_______(填序号)。
A．容器中混合气体的密度保持不变
B．容器内混合气体的压强保持不变
C．n(CO2)=n (CH4)
D．同时断裂2molC- H键和1 molH-H键
②由图乙可知，Y点速率v正_______ v逆(填“>”“<”或“=”，下同)。
③已知气体分压=气体总压x气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则X点对应温度下的Kp=_______(用含P2的代数式表示)。
III．电化学法还原二氧化碳制乙烯在强酸性溶液中通入二氧化碳，用惰性电极进行电解可制得乙烯，其原理如图丙所示：
(4)阴极电极反应式为_______，该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
10．（2023春·湖北襄阳·高三襄阳五中校考阶段练习）含氨污染物的有效去除和含碳资源的充分利用是重要研究课题。回答下列问题：
(1)利用尾气与反应制备新型硝化剂，过程中见下表，其中x、y、z为常数。
过程 反应 焓变 平衡常数K与温度T关系
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①反应Ⅲ的活化能(正)______(逆)(填“>”或“<”)．
②的数值范围是_____。 (填标号)
A．<-2 B． -2~0 C．0~2 D． >2
(2)与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系有以下反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ． (只在高温下自发进行)
①在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的 的和通入重整反应器中，平衡时，、的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是______(填标号)。温度高于后，曲线超过曲线的可能原因为________________。
②在时，将和按物质的量之比为充入密闭容器中，分别在无催化剂和催化下反应相同时间，所得的转化率与温度的关系如图所示。点转化率相等的原因是___________。
③设为相对压力平衡常数，用相对分压代替浓度即可得相对压力平衡常数的表达式[气体的相对分压等于其分压(单位为)除以标准压强]。现向恒容密闭容1器中按充入原料气，初始总压为，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，体系达到平衡时的分压为，此温度下反应Ⅲ，则的平衡转化率为______。
11．（2023春·海南海口·高三海南中学校考阶段练习）研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术是科学研究热点问题，其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题：
(1)下，由最稳定单质生成物质B的焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓。298K，几种气态物质的标准摩尔生成焓如下表。
则 _______
物质
() 0
(2)催化加氢制取甲醇，反应如下：
主反应：
副反应：
在一定条件下，向某恒容密闭容器中充入和发生反应，起始总压强为。实验测得的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图甲所示：
已知：的选择性。
①图甲中表示平衡时的选择性的曲线为_______(填“X”或“Y”)，温度高于280℃时，曲线Y随温度升高而升高的原因是_______。
②240℃时，反应容器内达到平衡状态，副反应的，初始充入的物质的量_______mol，主反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度，；计算结果保留1位小数)。
12．（2023春·山东菏泽·高三统考期中）化学反应中，不仅有物质变化，还伴随着能量变化，人们利用化学反应，有时是为了制取所需要的物质，有时是为了利用化学反应所释放的能量。
(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_______(填字母)。
A．
B．
C．
(2)如图是和反应生成和过程中的能量变化，为_______。
(3)甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：
①
②
③
①表示甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为_______。
②甲醇质子交换膜燃料电池中，正极反应式为_______，质子由_______(填“正”或“负”，下同)极流向_______极。
(4)已知常温常压下，断裂(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量成为键能。N元素存在和等同素异形体。已知为正四面体结构，键能为：；键能为，写出转化为的热化学方程式：_______。常温常压下，和_______更稳定(填化学式)
13．（2023春·河北邢台·高三河北南宫中学校考阶段练习）甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其再生及合理利用有重要意义。回答下列问题：
(1)甲烷燃烧的化学方程式为___________。
(2)在刚性容器中充入1molCH4、1molCO2，分别在催化剂M。N作用下发生反应，氢气体积分数与反应时间和温度变化的关系如图所示。
①据图判断，T1___________(填“>”“<”或“=”)T2，理由为___________，催化剂催化效果；M___________(填“强于”或“弱于”)N，理由为___________。
②下列措施能增大CH4平衡转化率的是___________(填字母)。
A．升高温度 B．在刚性容器中再充入1molCH4、1molCO2
C．改进催化剂 D．扩大容积
③在T1℃下，若反应开始刚性容器总压为70kPa，则该温度下化学平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
14．（2022秋·广东广州·高三华南师大附中校考期中）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
(1)已知反应 ，1mol (g)、1mol (g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_______kJ。
(2)Bodensteins研究了下列反应：。在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如表：
t/min 0 20 40 60 80 120 160
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_______。
②上述反应中，正反应速率为，逆反应速率为，其中、为速率常数，则为_______(以K和表示)。
③由上述实验数据计算得到～x(HI)和～的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_______(填字母)。
15．（2023·天津和平·统考三模）研究含有一个碳原子物质的化学称为“一碳”化学。
(1)已知：HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(g) ΔH1= - 84kJ·mol-1
CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2= - 49.5 kJ·mol-1
则反应CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g) ΔH3=___________ kJ·mol-1
(2)工业上合成甲醇的反应： CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) ΔH4，在一个密闭容器中，充入lmolCO和2molH2发生反应，测得平衡时H2的体积分数与温度、压强的关系如图1所示。
①压强P1___________ P2(填“大于”或“小于”)。
②a点条件下，H2的平衡转化率为___________，该温度下达到平衡后，在容积不变的条件下再充入mol CO和mol CH3OH，平衡___________(填“正向” “逆向”或“不”)移动，新平衡时的逆反应速率___________ (填“大于” “等于”或“小于”)原平衡。
(3)由甲醇制烯烃：主反应(2CH3OHC2H4＋2H2O、3CH3OHC3H6＋3H2O)、 副反应：2CH3OHCH3OCH3＋H2O。某实验室控制反应温度为400℃，在相同的反应体系中分别填装等量的两种催化剂(Cat。1和Cat。2)，以恒定的流速通入CH3OH，在相同的压强下进行甲醇制烯烃的对比研究，得到有关实验数据(选择性：转化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比) 如图2所示。结果较好的是___________ (填“Cat.1”、或“Cat.2”)。使用Cat。2反应2h后甲醇的转化率与乙烯和丙烯的选择性均明显下降，可能的原因是___________(结合碰撞理论解释)。
(4)工业上用甲醇可以制备甲胺(CH3NH2)，甲胺与氨相似。则甲胺在水中的电离方程式为___________，常温下，反应CH3NH2·H2O(aq)+H+(aq)CH3NH(aq)+ H2O(1)的平衡常数K=2.5×104，该温度下，甲胺的电离常数Kb=___________(填数值)。
16．（2023春·山东济宁·高三统考期中）回答下列问题
(1)从化学键的角度分析化学反应中能量变化的实质如图所示。回答下列问题：
①氢气燃烧生成时，应___________(填“释放”或“吸收”)___________kJ能量。
②上述反应的能量变化可用图___________(填“a”或“b”)表示。
(2)铅酸蓄电池是常见的二次电池，放电时发生反应为：。该电池的负极材料为___________；该电池充电时，其能量转化形式为___________。
(3)氢氧燃料电池具有清洁，安全，高效的特点，其简易装置如图所示：
铂电极b上的电极反应式为___________，室温下，若该电池消耗1mol时可提供电能257.4kJ，则该燃料电池的能量转化率为___________。(已知：室温下，1mol完全燃烧，生成液态水时，释放286.0kJ的能量。)
17．（2023·广东潮州·统考二模）合成氨反应是目前最有效的工业固氮方法，解决数亿人口生存问题。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题：
(1)分子中π键数目为_________，合成氨反应的热化学方程式为_________。
(2)对总反应速率影响较大的步骤的的化学方程式为__________________。
(3)在、压强为条件下，向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图所示：
①反应达到平衡，试求内氨气的平均反应速率_____，该反应的___(用数字表达式表示)。(为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)
②以下叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是________。
a．氨气的体积分数保持不变 b．容器中氢氮比保持不变
c．和平均反应速率之比为1∶2 d．气体密度保持不变
③若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时的含量符合图中_________点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
(4)可在催化剂表面消除氮氧化物等大气污染物，
研究表明，在催化剂中，表面上形成的以的形式被储存。随后在载体上，与和产生，该反应的离子方程式为_________。(已知该反应的和物质的量之比为1∶1。
(5)利用催化剂通过电化学反应在室温下合成氨的原理如图所示，该装置中阴极的电极反应式为_________。
18．（2023·天津和平·耀华中学校考一模）I.已知氯化钠的晶胞如图所示。
(1)下列关于氯化钠的说法正确的是_____。
A．基态Na+的电子有5种空间运动状态
B．钠是第一电离能最大的碱金属元素
C．氯原子的价电子排布式可写成[Ne]3s23p5
D．每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个
(2)已知NaCl的密度为ρg cm-3，NaCl的摩尔质量为Mg/mol，阿佛加德罗常数的值为NA，则在NaCl晶体里Na+和Cl-的最短距离为_____pm。
Ⅱ.过氧化氢(H2O2)是重要的化工产品，广泛应用于绿色化学合成、医疗消毒等领域。
已知：H2O2(l)H+(aq)+ (aq) K=2.24×10-12(25℃)
完成下列填空：
(3)氧原子核外电子能级数为_____，H2O2的电子式_____。
对H2O2分子结构，有以下两种推测：
要确定H2O2分子结构，需要测定H2O2分子中的_____。(选填序号)
a.H－O键长 b.O－O键长 c.H－O－O键角 d.H－O、O－O键能
(4)25℃，pH(H2O2)_____pH(H2O)(选填“＞”、“＜”或“=”)。研究表明，H2O2溶液中HO浓度越大，H2O2的分解速率越快。某温度下，经过相同时间，不同浓度H2O2分解率与pH的关系如图所示。一定浓度的H2O2，pH增大H2O2分解率增大的原因是_____。相同pH下，H2O2浓度越大H2O2分解率越低的原因是_____。
(5)蓝色的CrO5遇H2O2会褪色，此反应可用于检验H2O2，配平下列方程式：_____。
_____CrO5+_____H2O2+_____H+=_____Cr3++_____O2↑+_____H2O。
参考答案：
1．(1) -1198.8 b 反应速率由c (NO2)决定，且反应速率的快慢由慢反应决定
(2) NaClO2溶液浓度的越大，NaClO2氧化NO的速率越快，NO的氧化率增大 6.010-4mol/(L·min) 与NO反应为放热反应，温度过高不利于脱硝平衡正向进行，温度过高，NO在吸收液中的溶解度降低
【详解】（1）①已知：I.2NO(g) +2CO(g)=N2(g) +2CO2(g) ΔH1= -746.8 kJ· mol-1
Ⅲ.2CO(g) +O2(g)= 2CO2(g) ΔH3= -566 kJ·mol-1
Ⅳ.2NO(g) +O2(g)=2NO2(g) ΔH4= -114 kJ·mol-1
根据盖斯定律，由I +Ⅲ-Ⅳ得反应Ⅱ.2NO2(g) +4CO(g)=N2(g) +4CO2(g) ΔH2=ΔH1+ΔH3-ΔH4= -746.8 kJ· mol-1+( -566 kJ·mol-1)-( -114 kJ·mol-1)=-1198.8 kJ·mol-1；
②某温度下，实验测得该反应的速率方程为：v=kc2 (NO2)(其中k为常数)，则反应速率由c (NO2)决定，且反应速率的快慢由慢反应决定，故与推测该反应机理是b ，理由是反应速率由c (NO2)决定，且反应速率的快慢由慢反应决定；
（2）①增大NaC1O2浓度，加快反应速率，参加反应的NO增加，NO的氧化率增大，故答案为: NaClO2溶液浓度的越大，NaClO2氧化NO的速率越快，NO的氧化率增大；
则该反应的平衡常数是K=；
②将含0.004molNO的烟气通入2LNaClO2溶液中，NaClO2氧化NO生成的离子方程式为，30℃在20min时，NO的转化率为60%，则消耗NO0.004mol60%=0.0024mol，故生成的物质的量为0.0024mol，0 ~20 min内用 的浓度变化表示的该反应的平均速率是=6.010-4mol/(L·min)；
NaClO2氧化NO生成的反应放热，升高温度，反应的平衡逆向移动，不利于NO的转化，使NO氧化率下降，并且温度越高，气体NO的溶解度越小，即温度过高，NO在吸收液中的溶解度降低，导致氧化率降低，故答案为: 与NO反应为放热反应，温度过高不利于脱硝平衡正向进行，温度过高，NO在吸收液中的溶解度降低。
2．(1)
(2)
(3) Mg(s)与B(s)生成MgB2(s)的反应为放热反应 复合储氢材料
(4) Ti2+ H-将电子传递给Ti4+，生成H原子和Ti3+；Mg2+从Ti2+处获得电子，生成Mg原子和Ti3+；H原子结合成H2逸出
(5)化学性质稳定，质量较轻，良好的电子传输性能，表面积大
【详解】（1）根据信息知500℃时，Fe2O3能与熔融碳酸钾反应生成偏铁酸钾，所以推测氧化铁与氢氧化锂反应生成偏铁酸锂和水，答案为：；
（2）由图可知“电化学还原”步骤中生成铁和氧气，所以阳极为碳酸根离子失去电子生成氧气和二氧化碳，阴极铁得到电子生成铁，答案为：；
（3）①，
②
③
①+②得： ④，镁与硼反应生成镁化硼，是化合反应属于放热反应，即 ⑤，根据盖斯定律，LiBH4、MgH2及两者混合制成的复合储氢材料脱氢反应中当生成1摩尔氢气吸收热量的数值分别是，75，，所以三种材料中脱氢焓[ΔH(脱氢)]最小的是复合储氢材料，答案为：镁与硼反应生成镁化硼，是化合反应属于放热反应，复合储氢材料；
（4）①通过两图对比可知图中表示的微粒是Ti2+，答案为：Ti2+；
②H-将电子传递给Ti4+，生成H原子和Ti3+；Mg2+从Ti2+处获得电子，生成Mg原子和Ti3+；H原子结合成H2逸出；
（5）化学性质稳定，质量较轻，良好的电子传输性能，表面积大
3．(1) 46
(2) ADF
(3) 230℃ < b点时的产率比a点高，但的选择性比a点低，说明b点的转化率比a点高
【详解】（1）根据焓变等于断键吸收的热量减去成键放出的热量，则△H；故答案为： 46。
（2）①该反应是体积减小的反应，在250℃时从下到上，氢气转化率增大，平衡正向移动，说明是增大压强，则压强：、、的关系为；故答案为：。
②250℃、条件下，建立三段式
，，解得，此时反应的化学平衡常数；故答案为：。
③A．缩小反应容器的容积，相当于增大压强，平衡正向移动，故A符合题意； B．恒压条件下充入He气，压强增大，但反应物浓度未变，速率不变，平衡不移动，故B不符合题意； C．升高温度，平衡向吸热反应方向移动即逆向移动，故C不符合题意；D．降低温度，平衡向放热反应方向移动即正向移动，故D符合题意；E．使用合适的催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，故E不符合题意；F．从平衡体系中及时分离出，减小生成物浓度，平衡正向移动，故F符合题意；综上所述，答案为：ADF。
（3）根据图中信息甲醇的最大产率再温度230℃，因此合成甲醇最适宜的温度为230℃；产率等于二氧化碳的转化率乘以甲醇的选择性，根据图中信息b点时的产率比a点高，但的选择性比a点低，说明b点的转化率比a点高，因此a、b两点的转化率：a点＜b点；故答案为：230℃；＜；b点时的产率比a点高，但的选择性比a点低，说明b点的转化率比a点高。
4．(1)
(2) AC n 逆 催化剂活性降低，反应速率减慢
【详解】（1）已知：
①
②
③
由盖斯定律可知，①+②-③得，则；
（2）①A．由化学方程式体现的关系可知，b点时达到平衡状态，正逆反应速率相等，则有2v正(H2)=3v逆(H2O)，A正确；
B．反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，故a、b、c三点的平衡常数：Kb>Ka>Kc，B错误；
C．将H2O(g)液化分离，平衡正向移动，可提高C2H4的产率，C正确；
D．活性更高的催化剂可提高反应速率，但是不改变CO2的平衡转化率，D错误；
故选AC；
②随着温度升高，平衡逆向移动，乙烯、水的体积分数减小，结合化学方程式中系数可知，乙烯减小的程度小于水，故表示水体积分数随温度变化的曲线是m、表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是n；
③随着温度升高，平衡逆向移动，二氧化碳、氢气的体积分数增大，结合化学方程式中系数可知，二氧化碳增大的程度小于氢气，则l为二氧化碳体积分数变化曲线、k为氢气体积分数变化曲线；若d点表示240℃某时刻H2的体积分数，此时氢气的体积分数小于平衡时氢气体积分数，保持温度不变，则反应向逆反应方向进行。
④205℃，反应达b点所用时间为tmin，
此时二氧化碳和乙烯体积分数相同，则2-2a=a，，则此过程中用CO2表示的反应速率是；平衡时二氧化碳、氢气、乙烯、水分别为、、，总的物质的量为6mol，若平衡时b点总压为P，则平衡常数；
⑤当温度高于302℃，CO2转化随着温度升高而下降的原因是温度超过催化剂X的活性温度，催化剂活性降低，反应速率减慢。
5．(1) 低温 +128kJ·mol-1 K1·
(2) v2
(4) 600℃ 温度升高反应速率加快，催化剂内积碳量增加，催化剂快速失活
(5)CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2
【详解】（1）①满足时，反应自发进行，根据反应I的逆反应3CO(g)+4H2(g)C3H8O3(g) ΔH=-251kJ·mol-1可知，该反应的，，则该反应在低温下能自发；
②根据盖斯定律，由Ⅱ×3+I可得C3H8O3(g)+3H2O(g)3CO2(g)+7H2(g)，则ΔH3=ΔH2×3+ΔH1=(-41kJ·mol-1)×3+251kJ·mol-1=+128kJ·mol-1；平衡常数K3=K1·。
（2）①活化能越低，反应速率越大，Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni催化甲烷逐步脱氢过程的活化能Pt12Ni
③积炭反应为最后一步反应，由图可知三种催化剂中Sn12Ni所需活化能最大，反应不易发生，故产生积碳较少。
（3）副反应b为反应前后气体体积不变的反应，因此反应体系中气体总物质的量由反应a决定，则：
DRM反应的Kp==。
（4）由图可知，550℃、650℃时，当反应时间大于1000s，氢气的体积分数迅速下降，催化剂表面的积碳量增加，催化剂迅速失活，而600℃时，随着反应的进行，氢气的体积分数逐渐增大并保持在较高水平，因此使用催化剂的最佳温度为600℃；650℃条件下，1000s后，氢气的体积分数快速下降的原因是温度升高反应速率加快，催化剂内积碳量增加，催化剂快速失活。
（5）由图可知，Ni-YSZ电极上，CH4失去电子发生氧化反应生成CO2和H2，则Ni-YSZ电极为阳极，电极反应式为CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2。
6．(1) +261 高温
(2)反应③平衡常数更大，平衡时硫化氢的转化率更高
(3) a>b>c 反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动
(4)
【详解】（1）①2H2S(g) S2(g)+2H2(g) ΔH1=+180 kJ mol 1
②CH4(g)+S2(g) CS2(g)+2H2(g) ΔH2=+81 kJ mol 1
由盖斯定律可知，①+②得反应③CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g)，则ΔH3=+261kJ mol 1；反应为熵增的吸热反应，则反应③能够自发的条件是高温；
（2）在1000℃时，已知ΔG= RTlnK，则反应①的lnK==、反应③的lnK==，故反应③平衡常数更大，平衡时硫化氢的转化率更高；
（3）相同条件下，增加甲烷的投料，平衡正向移动，会促进硫化氢的转化，故a、b、c由大到小的顺序为a>b>c；反应③为吸热反应，温度越高，平衡正向移动，导致反应③H2S平衡转化率增大；
（4）已知：在T℃、ρ kPa条件下，将n(H2S):n(CH4)=1:1的混合气进行反应③，同时发生副反应CH4(g) C(s)+2H2(g)，假设硫化氢、甲烷投料均为1mol，达到平衡时，H2S的转化率为80%，CH4的转化率为90%，则：
则平衡是甲烷、硫化氢、二硫化碳、氢气的物质的量分别为0.1mol、0.2mol、0.4mol、2.6mol，总的物质的量为3.3mol，甲烷、硫化氢、二硫化碳、氢气分压分别为pkPa、pkPa、pkPa、pkPa，故则反应③的Kp=；
7．(1)2A+B2C
(2)①③④
(3)0.015mol/(L·min)
(4)D
(5)abd
(6) 0.5 8：5 BC
【详解】（1）据图可知反应平衡前A、B的物质的量减小，C的物质的量增大，则A、B为反应物，C为生成物，最终三种物质共存说明为可逆反应，2min内△n(A)：△n(B)：△n(C)=2mol：1mol：2mol=2：1：2， 则反应方程式三种物质的计量数之比为2：1：2，所以反应的化学方程式为2A+B2C；
（2）①降低温度，速率减小；②加入催化剂，反应速率加快；③增大容器体积，物质浓度减小，即反应速率减小；④移走部分A，反应物浓度减小，反应速率减小；⑤恒容时，充入氦气，物质浓度未改变，即反应速率不变；综上选①③④；
（3）10min后，生成单质铁11.2g，即0. 2mol，反应了0.3molCO，故v(CO)== 0.015mol/(L·min)；
（4）发生反应N2+3H22NH3，A. v(N2)==0.033 mol/(L min)，B. v(N2)= 0.1mol/(L min)，C. v(N2)= =0.075 mol/(L min)，D. v(N2)=0.12 mol/(L min)，故D最快；
（5）a、v(Z)正=2v(Y)逆时，反应达到了平衡；
b、X为固体，该反应前后气体系数之和不相等，所以未平衡时气体总物质的量会发生变化，容器恒容，则压强会变，当压强不变时说明反应平衡；
c、混合气体只有X、Y，且物质的量比为2:1，故混合气体的平均摩尔质量一直不变，则混合气体的平均摩尔质量保持不变，不一定达到了平衡；
d、恒容容器中，混合气体的质量变化，则密度为变值，故容器内混合气体的密度保持不变，达到了平衡；
e、体系中只有两种气体，且Z的物质的量分数一直为66.7%，则Z的物质的量分数不变不一定达到了平衡；
故选abd；
（6）从0min到3min，甲醇的浓度增大0.5mol/L，则氢气的浓度减小1.5mol/L，v(H2)mol·L-1·min-1；
②在一恒温恒容密闭容器中充入3molH2和1molCO2，CO2的初始浓度为1mol/L，所以容器体积为1L，反应达到平衡生成甲醇的物质的量为0.75mol、生成水的物质的量为0.75mol，则反应消耗0.75mol二氧化碳、消耗2.25molH2，达到平衡状态，容器内二氧化碳的物质的量为0.25mol、氢气物质的量为0.75mol，反应前的压强与平衡时的压强之比为(3+1)：(0.75+0.25+0.75+0.75)= 8：5；
③第3分钟时，反应正向进行，v正(CH3OH)大于第10分钟时v正(CH3OH)，第10分钟时反应达到平衡，第10分钟v正(CH3OH)等于第10分钟时v逆(CH3OH)，所以第3分钟时v正(CH3OH)大于第10分钟时v逆(CH3OH)，故A错误；
反应前后气体总质量不变、气体物质的量是变量，混合气体的平均相对分子质量是变量，混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化，反应达到平衡状态，故B正确；
达到平衡时CO2的转化率为，故C正确；
投料比等于系数比，所以达到平衡时，混合气体中CO2(g)和H2(g)的物质的量比为1:3，质量之比44：6=22:3，故D错误；综上选BC。
8．(1)-46
(2)
(3) b 减小 BD 30.0 c 反应I放热，反应Ⅱ吸热，升温使反应I平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ平衡正向移动程度，因而使CO2转化率和甲醇选择性下降 气体流速过大，使得气体在容器中未能充分反应，还未达到化学平衡就被排出，导致CO2的转化率降低
【详解】（1）ΔH=E反应物总键能-E生成物的总键能=803×2+3×436-（3×414+326+464×3）=-46kJ mol-1。答案为-46；
（2）根据条件列出三段式为
则计算平衡时气体总物质的量为0.8+2.4+0.2+0.2=3.6mol，则x(CO2)= 、x(H2)= 、x(CH3OH)=x(H2O)= 。计算得Kx=。答案为；
（3）反应Ⅱ为吸热反应随着温度的升高，K增大即随着的增大K减小，所以Ⅱ的线为b。由盖斯定律得该反应由Ⅰ+Ⅱ得ΔH=-46+40.9=-5.1 kJ mol-1，则该反应为放热反应升高温度K减小。
A．反应Ⅰ为ΔH<0、ΔS<0的反应在低温条件下自发进行，A项错误；
B．升温无论吸热放热反应速率均加快，B项正确；
C．用不同催化剂改变反应历程但不改变化学平衡的限度即平衡转化率，C项错误；
D．从图可以看出反应中HCOO*与CH3O*物质的量之比增大即CH3O*较少所以反应Ⅱ为慢反应产生CH3O*少，反应Ⅱ活化能高，D项正确；
故选BD。
由图中的两点（3.0，63.0）和（4.0，33.0）计算63.0=3.0Ea+C和33.0=4.0Ea+C计算得到Ea= 30.0。
使用催化剂降低Ea，即直线的斜率更小为c。
CO2在反应Ⅰ和Ⅱ均参与反应，其转化率综合考虑两个反应受温度的影响。反应Ⅰ为放热反应升温平衡逆向，而反应Ⅱ为吸热反应，升温平衡正向。但CO2随着温度的升高其转化率降低，即反应Ⅰ的影响更大。气流过大，气体还未充分反应达到化学平衡就被排出导致CO2转化率降低。
答案为b；减小；BD；30.0；c；反应I放热，反应Ⅱ吸热，升温使反应I平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ平衡正向移动程度，因而使CO2转化率和甲醇选择性下降；气体流速过大，使得气体在容器中未能充分反应，还未达到化学平衡就被排出，导致CO2的转化率降低。
9．(1)B
(2) 72.5 第一步
(3) BD ＞
(4) 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳
【详解】（1）该反应为放热反应，为提高CO2转化率，需要采取低温，该反应为气体物质的量减少的反应，采取高压，可以提高CO2转化率，故选项B符合题意；
（2）①根据盖斯定律可知，ΔH=ΔH1+ΔH2=(-159.5)kJ/mol+ΔH2=-87kJ/mol，解得ΔH2=+72.5 kJ/mol，即ΔE=72.5 kJ/mol，故答案为72.5；
②活化能越小，反应速率越快，根据图像可知，第一步反应的活化能小，反应速率较快，故答案为第一步；
（3）①A．容器为恒温恒容，V不变，组分都是气体，则气体总质量不变，根据密度的定义，容器中混合气体密度始终不变，因此混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡，故A不符合题意；
B．容器为恒温恒容，该反应为气体物质的量增大的反应，相同条件下，气体物质的量之比等于压强之比，因此当混合气体的压强不再改变，说明反应达到平衡，故B符合题意；
C．起始投入甲烷和CO2物质的量相等，且CO2和CH4系数相等，因此CO2和CH4物质的量始终相等，因此不能说明反应达到平衡，故C不符合题意；
D．断裂2mol C-H键，有0.5mol CH4被消耗，有1mol H-H键断裂，有1mol H2被消耗，消耗CH4和H2物质的量之比为1∶2，符合化学计量数之比，因此能说明反应达到平衡，故D符合题意；
答案为BD；
②根据图像可知，Y点未达到平衡， CH4转化率增大，向正反应方向进行，即v正＞v逆；故答案为＞；
③X点CH4转化率为50%，则消耗CH4、CO2物质的量0.2mol×50%=0.1mol，生成CO、H2物质的量0.2mol，达到平衡时，CH4、CO2物质的量0.1mol，该温度下Kp==；故答案为；
（4）根据装置图以及电解原理可知，b极为阴极，电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，阴极消耗H+，H+需要从右边向左边移动，即离子交换膜为阳极；故答案为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；阳。
10．(1) ＜ C
(2) a 曲线c和d分别代表和的转化率曲线，温度高于后，升高温度有利于反应Ⅲ的进行，导致的转化率大于的转化率 催化剂失去活性 68%
【详解】（1）①根据，平衡常数K与温度T成反比，即温度升高，平衡常数减小，则该反应为放热反应，ΔH=Ea(正)-Ea(逆)＜0，则Ea(正)＜Ea(逆)，故答案为＜；
②根据上述分析，反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应，即ΔH2＜0，ΔH3＜0，根据盖斯定律反应Ⅰ=反应Ⅲ×2-反应Ⅱ，则ΔH1=2ΔH3-ΔH2＜0，推出选项C正确；故答案为C；
（2）①CO2、CH4为反应物，其物质的量分数均随温度的升高而减小，低温时，反应Ⅲ不发生，只发生反应Ⅰ和Ⅱ，所以CO2的物质的量分数小于CH4的物质的量分数，平衡时CO2的物质的量分数随温度变化的曲线是a；曲线c和d分别代表CO2和CH4的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于反应Ⅲ的进行，导致CH4的转化率大于CO2的转化率，故答案为a；曲线c和d分别代表CO2和CH4的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致CH4的转化率大于CO2的转化率；
②a点时与无催化剂的转化率相同，说明催化剂已无催化活性，其可能原因为催化剂失去活性，故答案为催化剂失去活性；
③由反应Ⅲ，，某温度下反应Ⅲ的，平衡时的分压为40kPa，则平衡时p(CH4)=kPa，根据阿伏伽德罗定律推论，恒温恒容时气体的压强之比等于物质的量之比，按投料比n(CO2)∶n(CH4)=1∶1，初始总压为100kPa，则起始时p(CH4)=50kPa，已转化的p(CH4)=(50-)kPa，则甲烷的平衡转化率为α(CH4)==68%，故答案为68%。
11．(1)
(2) X 温度高于280℃时，以副反应为主，副反应为吸热反应，随温度升高平衡正向移动，二氧化碳转化率升高 1.12 4.2
【详解】（1）根据题意可知，故答案为：。
（2）主反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的量减少；副反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，甲醇的选择性降低，结合题图可知，曲线X表示平衡时的选择性随温度的变化，曲线Y表示二氧化碳的平衡转化率随温度的变化。温度高于280℃时，以副反应为主，副反应为吸热反应，随温度升高，平衡正向移动，二氧化碳转化率升高。由题图可知，240℃时，二氧化碳的平衡转化率为40%，甲醇的选择性为80%，平衡时消耗，产生，可列关系式：
则平衡后、CO和的物质的量分别为、0.08mol、，副反应的，解得，故初始充入的物质的量。由上述分析可知，平衡后和的物质的量分别为0.08mol、0.32mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于物质的量之比，平衡时，起始总压强为21.2MPa，则平衡后总压强为，主反应的平衡常数。故答案为：X；温度高于280℃时，以副反应为主，副反应为吸热反应，随温度升高平衡正向移动，二氧化碳转化率升高；1.12；4.2；
12．(1)C
(2)
(3) 负 正
(4)
【详解】（1）能设计成原电池的反应是自发的氧化还原反应，且为放热反应。
A．为氧化还原反应，但属于吸热反应，不能设计成原电池，故A不符合题意；
B．不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故B不符合题意；
C．为氧化还原反应，且属于放热反应，能设计成原电池，故C符合题意；
故答案为：C；
（2），则，故答案为：；
（3）①根据盖斯定律，将②×3-①×2+③×2可得甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为，故答案为：；
②燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，则正极的电极反应式为 ；原电池工作时，阳离子由负极经导电流向正极，故答案为：；负；正；
（4）焓变=反应物键能-生成物键能，则转化为的热化学方程式为，物质的能量越低越稳定，该反应为放热反应，说明的能量高于，则更稳定，故答案为：；。
13．(1)
(2) >； 该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，生成物的量增多，温度下氢气的平衡体积分数大 弱于 催化剂可以提高反应速率，但不能影响平衡移动，催化剂N作用下，先达到平衡，该条件下温度更低 AD 2025
【详解】（1）甲烷燃烧生成二氧化碳和水，其反应的化学方程式为；
故答案为：；
（2）①根据反应，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，生成物的量增多，催化剂可以提高反应速率，但不能影响平衡移动，如图，温度下氢气的平衡体积分数大，所以温度：；根据如图所示，催化剂N作用下，先达到平衡，该条件下温度更低，所以催化剂催化效果为：M弱于N；
故答案为：>；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，生成物的量增多，温度下氢气的平衡体积分数大；弱于；催化剂可以提高反应速率，但不能影响平衡移动，催化剂N作用下，先达到平衡，该条件下温度更低；
②对于反应，欲增大CH4平衡转化率，则先使平衡正向移动；
A．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，甲烷转化率增大，故A选；
B．在刚性容器中再充入1molCH4、1molCO2，等效平衡，甲烷转化率不变，故B不选；
C．催化剂可以提高反应速率，但不能影响平衡移动，甲烷转化率不变，故C不选；
D．扩大容积相当于减小压强，该反应为分子数增大的反应，减小压强平衡正向移动，甲烷转化率增大，故D选；
故答案为：AD；
③根据题意，可建立三段式：
平衡时，总的物质的量为：，温度下，氢气的平衡体积分数为0.3，则，解得；平衡时，总压强为： 100kPa，各物质的分压为20 kPa，同理可得，，，，平衡常数；
故答案为：2025。
14．(1)299
(2) A点、E点
【详解】（1）设HI(g)的键能为x，根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=2x kJ·mol-1-436 kJ·mol-1-151kJ·mol-1=+11kJ·mol-1，解得x=299 kJ·mol-1，则1mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为299kJ。
（2）①是反应前后气体物质的量不变的反应，反应后x(HI)=0.784，则x(H2)= x(I2)= =0.108，K= =；
②到达平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝k正·＝；
③原平衡时，x(HI)为0.784，x(H2)为0.108，二者图中纵坐标均约为1.6(因为平衡时v正＝v逆)，升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6上面， 升高温度，平衡向正反应方向移动，x(HI)减小(A点符合)，x(H2)增大(E点符合)。
15．(1)+34.5
(2) 小于 66.7% 正向 大于
(3) Cat.1 该条件下2h后催化剂失活，导致甲醇转化率、乙烯和丙烯的选择性均明显下降；(或该条件下2h后Cat。2显著降低副反应的活化能，相同时间内快速生成副产物二甲醚，乙烯和丙烯的选择性下降，甲醇转化率也会有一定程度的降低。)
(4) CH3NH2·H2OCH3NH(aq)+OH- 2.5×10-10
【详解】（1）已知反应：HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(g)ΔH1=-84kJ mol-1① CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.5kJ mol-1②由盖斯定律②-①得CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5kJ mol-1)-(-84kJ mol-1)=+34.5kJ mol-1，故答案为：+34.5；
（2）①由图可知在相同温度时，压强P1下平衡时H2的体积分数大，平衡逆向移动，根据勒夏特列原理减小压强化学平衡向计量数之和小的方向移动，故P1小于P2，故答案为：小于；
②，由图可知×100%=40% 解得x≈0.667，H2的平衡转化率=×100%=66.7%，令容器的体积为VL，该温度下K=≈4.5V2，该温度下达到平衡后，在容积不变的条件下再充入molCO和molCH3OH，此时Qc=≈3.4V2，即Qc小于K，故在容积不变的条件下再充入molCO和molCH3OH时，反应正向进行，在容积不变的条件下再充入molCO和molCH3OH时，物质的量浓度增大，化学反应速率增大，故新平衡时的逆反应速率大于原平衡故答案为：66.7%；正向；大于；
（3）由图可知催化剂Cat.1对应的乙烯和丙烯的选择性更高，故结果较好的是Cat.1，该条件下2h后催化剂失活，导致甲醇转化率、乙烯和丙烯的选择性均明显下降；(或该条件下2h后Cat.2显著降低副反应的活化能，相同时间内快速生成副产物二甲醚，乙烯和丙烯的选择性下降，甲醇转化率也会有一定程度的降低。)，故答案为：Cat.1；该条件下2h后催化剂失活，导致甲醇转化率、乙烯和丙烯的选择性均明显下降；(或该条件下2h后Cat.2显著降低副反应的活化能，相同时间内快速生成副产物二甲醚，乙烯和丙烯的选择性下降，甲醇转化率也会有一定程度的降低)；
（4）甲胺与氨相似，则甲胺在水中的电离方程式为：CH3NH2 H2O(aq)+OH-，反应CH3NH2 H2O(aq)+OH-的平衡常数表达式K=，CH3NH2 H2O(aq)+OH-的电离平衡常数Kb=
==Kw=Kw K=1.0×10-14×2.5×104=2.5×10-10，故答案为：CH3NH2 H2O(aq)+OH-； 2.5×10-10。
16．(1) 释放 490 b
(2) Pb 电能转化为化学能
(3) 90.0%
【详解】（1）①由图可知，2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g)△H =2436kJ /mol+498kJ /mol- 2930kJ/mol =-490kJ /mol，氢气燃烧生成2molH2O (g)时，应释放490kJ热量，故答案为:释放；490；
②反应放热，反应物总能量大于生成物总能量，故上述反应的能量变化可用图b表示，故答案为: b；
（2）反应Pb+ PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O中，金属单质Pb的化合价升高、发生失电子的氧化反应，作负极；原电池充电时为电解池，将电能转化为化学能，故答案为: Pb；电能转化为化学能；
（3）在图示的氢氧酸式燃料电池中，铂电极b为正极，b上氧气得电子被还原，电极反应式为，已知：室温下，1molH2完全燃烧生成液态水时，释放286.0kJ的能量，室温下，若该电池消耗1molH2时可提供电能257.4kJ的能量，则该燃料电池的能量转化率为=90.0%。
17．(1) 2 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=—92.2kJ/mol
(2)2*N+6*H=2*NH3
(3) 0.005 ad g
(4)4NH+2NO+2O2=3N2+4H++6H2O
(5)N2+6H++6e—=2NH3
【详解】（1）氮气分子的氮氮三键中含有1个σ键和2个π键，则1mol氮气分子中π键数目为1mol×2×NAmol—1=2NA；由图可知，合成氨反应的反应热为ΔH=(307.8+100.0) kJ/mol—500kJ/mol =—92.2kJ/mol，反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=—92.2kJ/mol，故答案为：2；N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=—92.2kJ/mol；
（2）由图可知，活化能最大的反应为2*N+6*H=2*NH3，反应的活化能越大，反应速率越慢，总反应速率取决于慢反应，则对总反应速率影响较大的步骤的的化学方程式为2*N+6*H=2*NH3，故答案为：2*N+6*H=2*NH3；
（3）①反应20min达到平衡时，氮气、氢气、氨气的分压分别为0.9MPa×=0.2MPa、0.9MPa×=0.6MPa、0.9MPa×=0.1MPa，则0 20min内氨气的平均反应速率为=0.005MPa/min，反应的平衡常数Kp==MPa—2，故答案为：0.005；；
②a．氨气的体积分数保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
b．由质量守恒定律可知，反应中容器中氢氮比始终保持不变，则容器中氢氮比保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
c．氮气和氨气平均反应速率之比为1：2不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
d．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应为气体体积减小的反应，在恒压密闭容器中反应时，混合气体的密度气体密度增大，则混合气体的密度气体密度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
故选ad；
③该反应为气体体积减小的反应，若起始条件相同，恒压密闭容器相当于恒容容器增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间减小，平衡向正反应方向移动，氢气的百分含量减小，则若起始条件相同，在恒容容器中发生反应，达到平衡所需时间大于恒压密闭容器，氢气的百分含量高于恒压密闭容器，故选g；
（4）由图可知，在HY载体上，铵根离子与物质的量比为1：1的一氧化氮和氧气反应生成氮气、氢离子和水，反应的离子方程式为4NH+2NO+2O2=3N2+4H++6H2O，故答案为：4NH+2NO+2O2=3N2+4H++6H2O；
（5）由图可知，与直流电源负极相连的电极为阴极，酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6H++6e—=2NH3，故答案为：N2+6H++6e—=2NH3。
18．(1)AD
(2)
(3) 3 c
(4) < pH升高，的浓度增加，H2O2分解速率加快 H2O2浓度越高，电离程度越低，分解率越小
(5)
【详解】（1）A．基态Na+的核外电子排布为:1s22s2p6，核外电子有5种空间运动状态，选项A正确；
B．同主族元素从上到下第一电离能递减，则锂是第一电离能最大的碱金属元素，选项B错误；
C．氯原子的价电子排布式可写成3s23p5，选项C错误；
D．以体心氯离子为观察对象,可知其周围与它最近且等距的氯离子位于棱心，有12个，选项D正确；
故答案为: AD；
（2）由晶胞结构可知钠离子位于顶点和面心，个数为8+6=4，氯离子位于体心和棱心，个数为: 1+12=4，则晶胞的质量为: g，NaCl的密度为g/cm3，则晶胞的体积为: cm3，晶胞的边长为: cm，则在NaCl晶体里Na+和Cl-的最短距离为边长的一半，即cm= pm，故答案为: ；
（3）氧原子核外电子排布式为1s22s22p4，故能级数为3；
过氧化氢为共价化合物，分子中氧原子之间形成一对共用电子对，电子式为: ，要确定H2O2分子结构，需要测定H2O2分子中的键角判断分子结构，故选c；
（4）H2O2(aq)= H+(aq)+ (aq) K (25℃)= 2.2410 -12，过氧化氢为二元弱酸，H2O为中性，则25℃，pH(H2O2) < pH(H2O)，某温度下，经过相同时间，不同浓度H2O2分解率与pH的关系如图所示，一定浓度的H2O2， pH升高，的浓度增加，H2O2分解速率加快，pH增大H2O2分解率增加，相同pH下，H2O2浓度越大，电离程度越小，H2O2分解率越低，故答案为: <；pH升高，的浓度增加，H2O2分解速率加快；H2O2浓度越高，电离程度越低，分解率越小；
（5）根据得失电子守恒初步配平方程式为，根据电荷守恒确定H+系数为6，结合元素守恒确定H2O系数为10，故完整方程式为。
