資源簡介

專題5　化學反應速率　化學平衡
綱 舉 目 張
考向1　化學反應速率
1. (2024·甘肅卷)下列措施能降低化學反應速率的是( 　　)
A. 催化氧化氨制備硝酸時加入鉑
B. 中和滴定時，邊滴邊搖錐形瓶
C. 鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋
D. 石墨合成金剛石時增大壓強
2. (2024·安徽卷)室溫下，為探究納米鐵去除水樣中SeO的影響因素，測得不同條件下SeO濃度隨時間變化關系如圖所示。
實驗序號 水樣體積/mL 納米鐵質量/mg 水樣初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列說法正確的是( 　　)
A. 實驗①中，0～2 h內平均反應速率v(SeO)＝2.0 mol/(L·h)
B. 實驗③中，反應的離子方程式為2Fe＋SeO＋8H＋===2Fe3＋＋Se＋4H2O
C. 其他條件相同時，適當增加納米鐵質量可加快反應速率
D. 其他條件相同時，水樣初始pH越小，SeO的去除效果越好
3. (2022·廣東卷)在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ對反應X→2Y的影響，各物質濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖，則下列說法正確的是( 　　)
A. 無催化劑時，反應不能進行
B. 與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應活化能更低
C. 曲線a表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化
D. 使用催化劑Ⅰ時，0～2 min內，v(X)＝1.0 mol/(L·min)
考向2　反應歷程
4. (2024·北京卷)苯在濃硝酸和濃硫酸作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是( 　　)
A. 從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物Ⅱ
B. X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物
C. 由苯得到M時，苯中的大π鍵沒有變化
D. 對于生成Y的反應，濃硫酸作催化劑
5. (2024·安徽卷)某溫度下，在密閉容器中充入一定量的X(g)，發生下列反應：X(g)Y(g)　ΔH1＜0，Y(g) Z(g)　ΔH2＜0，測得各氣體濃度與反應時間的關系如圖所示。下列反應進程示意圖符合題意的是( 　　)
A　 　B
C　 　 D
6. (2024·河北卷)我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg－CO2電池，以Mg(TFSI)2 為電解質，電解液中加入1,3－丙二胺(PDA)以捕獲CO2，使放電時CO2還原產物為MgC2O4。該設計克服了MgCO3導電性差和釋放CO2能力差的障礙，同時改善了Mg2＋的溶劑化環境，提高了電池充放電循環性能。對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了研究，電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態)。
下列說法錯誤的是( 　　)
A. PDA捕獲CO2的反應為
B. 路徑2是優先路徑，決速步驟的反應式為
C. 路徑1、3經歷不同的反應步驟但產物相同；路徑2、3起始物相同但產物不同
D. 三個路徑決速步驟均涉及*CO轉化，路徑2、3的決速步驟均伴有PDA再生
7．(2023·湖南卷)N2H4是一種強還原性的高能物質，在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑{用[L—Ru—NH3]＋表示}能高效電催化氧化NH3合成N2H4，其反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是( 　　)
A. Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配體NH3失去質子能力增強
B. M中Ru的化合價為＋3
C. 該過程有非極性鍵的形成
D. 該過程的總反應：4NH3－2e－===N2H4＋2NH
8．(2023·新課標卷)“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉化為肼(NH2NH2)，其反應歷程如圖所示。下列說法錯誤的是( 　　)
A. NH2OH、NH3和H2O均為極性分子
B. 反應涉及N—H、N—O斷裂和N—N生成
C. 催化中心的Fe2＋被氧化為Fe3＋，后又被還原為Fe2＋
D. 將NH2OH替換為ND2OD，反應可得ND2ND2
9. (雙選)(2023·山東卷)一定條件下，化合物E和TFAA合成H的反應路徑如下：
已知反應初始E的濃度為0.10 mol/L，TFAA的濃度為0.08 mol/L，部分物種的濃度隨時間的變化關系如圖所示，忽略反應過程中的體積變化。下列說法正確的是(　　)
A. t1時刻，體系中有E存在
B. t2時刻，體系中無F存在
C. E和TFAA反應生成F的活化能很小
D. 反應達平衡后，TFAA的濃度為0.08 mol/L
考向3　化學平衡及其移動
10. (2024·湖南卷)恒壓下，向某密閉容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g)，發生如下反應：
主反應：CH3OH(g)＋CO(g)===CH3COOH(g)ΔH1
副反應：CH3OH(g)＋CH3COOH(g)===CH3COOCH3(g)＋H2O(g)ΔH2
在不同溫度下，反應達到平衡時，測得兩種含碳產物的分布分數δ隨投料比x(物質的量之比)的變化關系如圖所示。下列說法正確的是( 　　)
A. 投料比x代表
B. 曲線c代表乙酸的分布分數
C. ΔH1<0，ΔH2>0
D. L、M、N三點的平衡常數：K(L)＝K(M)>K(N)
11. (2023·湖南卷)向一恒容密閉容器中加入1molCH4和一定量的H2O，發生反應：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡轉化率按不同投料比x[x＝]隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( 　　)
A. x1＜x2
B. 反應速率：vb正＜vc正
C. 點a、b、c對應的平衡常數：Ka＜Kb＝Kc
D. 反應溫度為T1，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態
12. (雙選)(2024·山東卷)逆水氣變換反應：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0。一定壓力下，按CO2、H2物質的量之比n(CO2)∶n(H2)＝1∶1投料，T1、T2溫度時反應物摩爾分數隨時間變化關系如圖所示。已知該反應的速率方程為v＝kc0.5(H2)·c(CO2)，T1，T2溫度時反應速率常數k分別為k1、k2。下列有關說法錯誤的是(　　)
A. k1>k2
B. T1、T2溫度下達到平衡時反應速率的比值：<
C. 溫度不變，僅改變體系初始壓力，反應物摩爾分數隨時間的變化曲線不變
D. T2溫度下，改變初始投料比例，可使平衡時各組分摩爾分數與T1溫度時相同
考向4　化學反應原理綜合
13. (2024·山東卷)水煤氣是H2的主要來源，研究CaO對C－H2O體系制H2的影響，涉及主要反應如下：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) (Ⅰ) ΔH1>0
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) (Ⅱ) ΔH2<0
CaO (s) ＋CO2(g)===CaCO3(s) (Ⅲ) ΔH3<0
回答下列問題：
(1)C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)CaCO3(s)＋2H2(g)的焓變ΔH＝____________________(用代數式表示)。
(2)壓力p下，C－H2O－CaO體系達到平衡后，圖示溫度范圍內C(s)已完全反應，CaCO3(s)在T1溫度時完全分解。氣相中CO、CO2和H2摩爾分數隨溫度的變化關系如圖所示，則a線對應物種為______(填化學式)。當溫度高于T1時，隨溫度升高c線對應物種摩爾分數逐漸降低的原因是__________________________________________________________________________________________________________。
(3)壓力p下、溫度為T0時，圖示三種氣體的摩爾分數分別為0.50、0.15、0.05，則反應CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常數Kp＝______；此時氣體總物質的量為4.0 mol，則CaCO3(s)的物質的量為__________mol；若向平衡體系中通入少量CO2(g)，重新達到平衡后，分壓p(CO2)將________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，p(CO) 將________。
14. (2024·安徽卷)乙烯是一種用途廣泛的有機化工原料。由乙烷制乙烯的研究備受關注。回答下列問題：
[乙烷制乙烯]
(1) C2H6氧化脫氫反應：
2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－209.8 kJ/mol
C2H6(g)＋CO2(g)===C2H4(g)＋H2O(g)＋ CO(g)ΔH2＝＋178.1 kJ/mol
計算：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)　ΔH3＝____________kJ/mol。
(2) C2H6直接脫氫反應為C2H6 (g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH4，C2H6的平衡轉化率與溫度和壓強的關系如圖1所示，則ΔH4______(填“>”“<”或“＝”)0。結合圖1。下列條件中，達到平衡時轉化率最接近40%的是______(填字母)。
圖1
a. 600 ℃，0.6 MPa
b. 700 ℃，0.7 MPa
c. 800 ℃，0.8 MPa
(3)一定溫度和壓強下，
反應ⅰ　C2H6 (g)C2H4(g)＋H2(g)　Kx1
反應ⅱ　C2H6 (g)＋H2(g)2CH4(g)　Kx2
其中Kx2遠大于Kx1，Kx是以平衡時物質的量分數代替平衡濃度計算的平衡常數。
①僅發生反應ⅰ時。C2H6的平衡轉化率為25.0%，計算Kx1＝______。
②同時發生反應ⅰ和ⅱ時。與僅發生反應ⅰ相比，C2H4的平衡產率________(填“增大”“減小”或“不變”)。
[乙烷和乙烯混合氣的分離]
(4)通過Cu＋修飾的Y分子篩的吸附－脫附。可實現C2H4和C2H6混合氣的分離。Cu＋的______________與C2H4分子的π鍵電子形成配位鍵，這種配位鍵強弱介于范德華力和共價鍵之間。用該分子篩分離C2H4和C2H6的優點是__________________________。
(5)常溫常壓下，將C2H4和C2H6等體積混合，以一定流速通過某吸附劑。測得兩種氣體出口濃度(c)與進口濃度(c0)之比隨時間變化關系如圖2所示。下列推斷合理的是________(填字母)。
圖2
A. 前30 min，兩種氣體均未被吸附
B. p點對應的時刻，出口氣體的主要成分是C2H6
C. a～b對應的時間段內，吸附的C2H6逐漸被C2H4替代
15. (2024·湖北卷)用BaCO3和焦炭為原料，經反應Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制備乙炔是我國科研人員提出的綠色環保新路線。
反應Ⅰ：BaCO3(s)＋C(s) BaO(s)＋2CO(g)
反應Ⅱ：BaO(s)＋3C(s) BaC2(s)＋CO(g)
回答下列問題：
(1)寫出BaC2與水反應的化學方程式：
________________________________________________。
(2)已知Kp＝pn(CO)、K＝n(n是CO的化學計量系數)。反應Ⅰ、Ⅱ的lgK 與溫度的關系曲線見圖1。
①反應BaCO3(s)＋4C(s) BaC2(s)＋3CO(g)在1 585 K的Kp＝________Pa3。
②保持1 320 K不變，假定恒容容器中只發生反應Ⅰ，達到平衡時p(CO)＝________Pa，若將容器容積壓縮到原來的，重新建立平衡后p(CO)＝________Pa。
圖1　lgK與T的關系曲線
(3)恒壓容器中，焦炭與BaCO3的物質的量之比為4∶1，Ar為載氣。1 400 K和1 823 K 下，BaC2產率隨時間的關系曲線依實驗數據擬合得到圖2(不考慮接觸面積的影響)。
圖2　BaC2產率與時間的關系曲線
①初始溫度為900 K，緩慢加熱至1 400 K時，實驗表明BaCO3已全部消耗，此時反應體系中含Ba物種為__________。
②1 823 K下，反應速率的變化特點為____________________________________，其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
16. (2024·新課標卷)Ni(CO)4(四羰合鎳，沸點為43 ℃)可用于制備高純鎳，也是有機化合物羰基化反應的催化劑。回答下列問題：
(1)基態Ni原子價層電子的軌道表示式為______。鎳的晶胞結構類型與銅的相同，晶胞體積為a3，鎳原子半徑為________。
(2)Ni(CO)4結構如圖甲所示，其中含有σ鍵的數目為______，Ni(CO)4 晶體的類型為____________。
甲
(3)在總壓分別為0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反應達到平衡時，Ni(CO)4體積分數x與溫度的關系如圖乙所示。反應Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(g)的ΔH________(填“大于”或“小于”)0。從熱力學角度考慮，______________________有利于Ni(CO)4的生成(寫出兩點)。p3、100 ℃時CO的平衡轉化率α＝______________，該溫度下平衡常數Kp＝______________(MPa)－3。
乙
(4)對于同位素交換反應：Ni(C16O)4＋C18O―→Ni(C16O)3C18O＋C16O,20 ℃時反應物濃度隨時間的變化關系為ct＝c0e－kt(k為反應速率常數)，則Ni(C16O)4反應一半所需時間t＝______(用k表示)。
17. (2024·全國甲卷)甲烷轉化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯為丙烯(C3H6)的研究所獲得的部分數據如下。回答下列問題：
(1)已知如下熱化學方程式：
①CH4(g)＋Br2(g)===CH3Br(g)＋HBr(g) ΔH1＝－29 kJ/mol
②3CH3Br(g)===C3H6(g)＋3HBr(g) ΔH2＝＋20 kJ/mol
計算反應3CH4(g)＋3Br2(g)===C3H6(g)＋6HBr(g)的ΔH＝__________kJ/mol。
(2)CH4與Br2反應生成CH3Br，部分CH3Br會進一步溴化。將 8 mmol CH4和8 mmol Br2。通入密閉容器，達到平衡時，n(CH4)、n(CH3Br)與溫度的關系見下圖(假設反應后的含碳物質只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。
(ⅰ)圖中代表CH3Br變化的曲線是______(填“a”或“b”)。
(ⅱ)560 ℃時，CH4的轉化率α＝__________，n(HBr)＝__________mmol。
(ⅲ)560 ℃時，反應CH3Br(g)＋Br2(g)===CH2Br2(g)＋HBr(g)的平衡常數K＝______________。
(3)少量I2可提高生成CH3Br的選擇性。500 ℃時，分別在有I2和無I2的條件下，將8 mmol CH4和8 mmol Br2，通入密閉容器，CH3Br的物質的量(n)隨時間(t)的變化關系見下圖。
(ⅰ)在11～19 s之間，有I2和無I2時CH3Br的生成速率之比＝__________________。
(ⅱ)從圖中找出I2提高了CH3Br選擇性的證據：_________________________________________ _______________________________________。
(ⅲ)研究表明，I2參與反應的可能機理如下：
①I2(g)===·I(g)＋·I(g)
②·I(g)＋CH2Br2(g)===IBr(g)＋·CH2Br(g)
③·CH2Br(g)＋HBr(g)===CH3Br(g)＋·Br(g)
④·Br(g)＋CH4(g)===HBr(g)＋·CH3(g)
⑤·CH3(g)＋IBr(g)===CH3Br(g)＋·I(g)
⑥·I(g)＋·I(g)===I2(g)
根據上述機理，分析I2提高CH3Br選擇性的原因：___________________________________________ _____________________________。
1. (2024·蕪湖二模)“碳中和”的實現離不開化學。工業生產中，實現碳中和的一種方法是通過特殊催化劑直接將CO2與NH3反應生成尿素，向某恒溫恒壓的密閉容器中加入等物質的量的NH3和CO2，發生反應：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)。下列說法錯誤的是( 　　)
A. 體系中CO2的體積分數始終是50%
B. 體系達到平衡時，斷裂2 mol N—H的同時斷裂2 mol O—H
C. 通過及時分離出CO(NH2)2，可促進平衡右移，提高反應限度
D. 體系達到平衡后，恒溫下恢復至初始體積并恒容，達到新平衡時反應速率比原平衡慢
2. (2024·合肥三模)1,2－丙二醇(CH2OHCHOHCH3)單分子解離可以得到多種不同的產物或自由基，反應相對能量隨反應歷程的部分變化如圖所示。解離路徑包括碳碳鍵斷裂解離和脫水過程。下列說法正確的是( 　　)
A. 可用質譜法鑒別TS1和TS2兩條路徑的產物
B. 從能量的角度分析，TS2路徑的速率比TS1路徑快
C. 產物CH3CH===CHOH比產物CH3C(OH)===CH2更穩定
D. 1,2－丙二醇中C—C的鍵能相差約為1.4 kJ/mol
3. (2024·武漢二模)丙烯是一種重要的化工原料。利用丙烷脫氫制備丙烯的原理為直接脫氫：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)ΔH1
回答下列問題：
(1)各化學鍵的鍵能如下表，則ΔH1＝____________kJ/mol。
化學鍵 C—H C—C(π鍵) H—H
鍵能/(kJ/mol) 413 271 436
(2)計算機模擬直接脫氫的反應歷程如圖所示。
①基元反應速率大小：第一步______(填“＞”“＜”或“＝”)第二步。
②依據該歷程圖推測丙烷脫氫可能會產生的副產物為________(填分子式)。
(3)一種提高丙烷轉化率的催化劑－膜系統，能讓部分氫氣透過膜后與反應體系分離，其工作原理如圖所示。
①該系統能提高丙烷轉化率的原因為_____________________________________________________ ___________。
②在T、p0條件下，1 mol丙烷通入無膜反應器，丙烷的平衡轉化率為50%，該反應的壓強平衡常數Kp＝______；在相同條件下，若換成上圖所示有膜反應器，丙烷的平衡轉化率為75%，則相同時間內出口a和出口b的氫氣質量之比為__________。
(4)丙烯還可通過丙烷氧化脫氫的方法制備，原理為C3H8(g)＋O2(g)===C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ/mol
相比直接脫氫，氧化脫氫制備丙烯的優點為__________________，缺點為__________________________________________(各寫1點即可)。
4. (2024·福州4月質檢)研究氮氧化物 (NOx)的還原處理方法是環保領域的主要方向之一。
Ⅰ. 用H2還原NO的反應為2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。
(1)該反應的正反應速率方程可表示為v正＝k·cm(NO)·cn(H2)，某溫度下，測得正反應速率v正與c(NO)或c(H2)的變化關系如圖1所示。
則m＝______，n＝______。
圖1
　　　　
圖2
(2)研究表明上述反應歷程分兩步基元反應：
ⅰ.2NO(g)＋H2(g)===N2(g)＋H2O2(l)；
ⅱ.H2O2(l)＋H2(g)===2H2O(g)。
根據(1)所給信息判斷，H2 還原 NO 總反應的速率由反應______(填“ⅰ”或“ⅱ” ) 決定。
(3)將一定量的H2和NO置于以下條件下發生反應(起始容器的容積、溫度、壓強均相同)，達到平衡時，H2的平衡轉化率最大的是______(填字母)。
a. 恒溫恒容 b. 恒溫恒壓
c. 恒容絕熱
Ⅱ.脫除汽車尾氣中 NO 和CO包括以下兩個反應：
反應ⅰ.2NO＋CO===N2O＋CO2；
反應ⅱ.N2O＋CO===N2＋CO2。
反應過程中各物質相對能量如圖 2 (TS表示過渡態)。
(4)CO和NO 反應生成N2的熱化學方程式為________________________________________________ ____________________________________________。
將恒定組成的NO和CO混合氣體通入不同溫度的反應器，相同時間內檢測物質濃度，結果如圖3。
　　　　
圖3
(5)NO和CO的脫除應選擇________(填“高溫”或者“低溫”)。
(6)實驗過程中，高于340 ℃后N2O濃度逐漸減小，試分析發生該變化的原因是________________________________________________________________________________________________________。
(7)450 ℃時， 該時間段內NO的脫除率＝__________[保留2位有效數字， NO的脫除率＝×100%]。
能力1　催化劑與反應速率、化學平衡
1. 催化機理作用機制
(1) 提供反應表面：催化劑通常具有較大的比表面積，為反應物分子提供了更多的接觸機會和反應的____________。催化劑的活性位點越多，反應速率________。
(2) 吸附作用：反應物分子在催化劑表面被________，吸附會使物質的能量________，這是催化反應的第一步。吸附可以是物理吸附或化學吸附，其中化學吸附在催化過程中更為重要。化學吸附使反應物分子與催化劑表面形成化學鍵，從而改變其反應活性。
(3) 催化劑與反應速率：催化機理的復雜性在于催化劑與反應物之間的相互作用以及反應路徑的多樣性。不同類型的催化劑(如金屬催化劑、酸催化劑、堿催化劑等)和不同的反應體系(如均相催化、多相催化等)具有不同的催化機理。此外，催化劑的活性、選擇性和穩定性等性能也受到多種因素的影響，如催化劑的組成、結構、制備方法以及反應條件等。
2. 催化劑與反應速率
(1) 一般我們所說的催化劑都是正催化劑。催化劑能改變反應的________，降低反應的__________，使更多的分子變為活化分子，提高了活化分子的__________，所以催化劑使反應速率大大增加。但是催化劑不能改變反應的________(圖中______表示正反應的活化能，________表示逆反應的活化能。反應為放熱反應)。
　
(2) 催化機理循環圖
根據箭頭的方向和序號，可判斷各步反應先后、反應物、生成物、催化劑以及中間產物；根據反應過程中元素的化合價，判斷是否發生氧化還原反應等(如圖1、圖2)。
圖1
圖2
(3) 催化能壘圖
例1：在Rh催化下，甲酸分解制H2的反應歷程如圖所示。其中帶“*”的物種表示吸附在Rh表面
①圖中反應前最左側能量下降－0.21 eV，是氣態的甲酸分子被吸附在催化劑表面的活性位點上，所以能量________。
②在催化能壘圖中，有幾個波峰，就有幾步反應，也就是有幾個基元反應，該反應機理有______個基元反應。
③每步基元反應的快慢取決于其能壘的大小，能壘越大，反應速率越慢。所以決定反應的速率是第______步反應。可以用圖中每步基元反應前后的活性物質和能量變化，寫出其熱化學反應方程式。則該反應過程中決定反應速率步驟的熱化學方程式為__________________________________________________________________[注意：如果縱坐標相對能量是電子伏特(eV)，焓變應轉化成每摩爾阿伏加德羅常數用NA表示]。
④甲酸分解制H2的熱化學方程式可表示為
________________________________________________________________________________。
例2：(2024·肇慶一檢)二氧化碳催化加氫生成甲醇和水，也有利于減少溫室效應。其總反應分為以下兩步：
第一步：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋a kJ/mol
第二步：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2＝－b kJ/mol
已知b>a，第一步反應為決定速率的反應。請在圖1中補全上述總反應過程的“能量變化－反應歷程”示意圖。
圖1 　圖2
[分析]已知b＞a，則總反應為放熱反應，第一步反應為決定速率的反應，則第一步反應的活化能要比第二步反應活化能更高，總反應過程的“能量變化－反應歷程”示意圖如圖2所示。
(4) 基元反應與質量作用定律
①基元反應
基元反應是指在反應中一步直接轉化為產物的反應。
②質量作用定律
基元反應的速率與各反應物濃度的冪乘積成正比。
aA＋bB＋…→產物　v＝kca(A)·cb(B)…
(k為反應速率常數，只與溫度有關，與濃度無關)
反應速率取決于整個反應歷程中最慢的一步。
如2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)反應歷程：
由反應①可得：
v正＝k1c2(NO)＝v逆＝k－1c(N2O2)
則有：
＝→c(N2O2)＝c2(NO)
由反應②可得：
v＝k2c(N2O2)·c(O2)
v＝c2(NO)·c(O2)
總反應速率v＝kc2(NO)·c(O2)
即k＝
3. 催化劑與化學平衡
(1) 當反應是可逆反應時，如果一種催化劑對正反應具有良好的催化作用，那么對逆反應也具有良好的催化作用。催化劑能同時增大正、逆反應的反應速率，能________達到平衡所需的時間。
(2) 催化劑________使平衡發生移動(包括多重平衡)，所以催化劑不能改變______________。
(3) 催化劑的選擇
同一個化學反應，可以有不同的催化劑。催化效率選擇主要考慮不同催化劑的催化效率。
①選擇在較低溫度下催化效率高的催化劑。
②選擇催化效率高、不易失活的催化劑。
③催化劑對主反應的選擇性要遠遠大于副反應。
如圖所示，在相同條件下，在甲、乙兩種催化劑作用下進行下列反應。
主反應： 4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH
副反應： 4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)
由圖可知，催化劑乙在低溫下具有很強的催化活性，故選擇催化劑乙。圖中M點處(對應溫度為210 ℃)NO的轉化率低于同溫度下乙作催化劑時的轉化率，所以M點一定不是該溫度下的平衡轉化率。
4. 催化劑的失活與中毒
(1)催化劑失活是指催化劑在使用過程中因受到某些因素的影響而失去活性或活性顯著下降的現象。催化劑失活的原因有多種，如反應物濃度變化、反應體系溫度或壓力的變化、催化劑表面覆蓋等。
(2)催化劑中毒的原因
①原料中含有雜質：反應原料中含有的微量雜質可能與催化劑的活性中心發生化學作用，形成沒有活性的物質，從而導致催化劑中毒。
②強吸附作用：某些物質可能具有強吸附(多為化學吸附)，占據在催化劑的活性位點，使催化劑無法再與反應物有效接觸，從而導致催化劑中毒，降低催化活性。
③副反應的發生：在催化劑的制備過程中或原料或反應產物中的某些物質可能與催化劑的活性中心發生化學反應，改變其化學性質或結構，導致催化劑中毒。
(3)常見的催化劑恢復活性的方法包括升溫還原、酸堿再生或焚燒等。為了防止催化劑失活，可以在生產過程中采取一些預防措施，如定期更換催化劑、控制反應條件、避免反應物濃度過高等。
5. 催化劑的活性與溫度
(1) 催化劑的活性與溫度的一般規律：隨著溫度升高，催化劑的催化活性會增加。但是往往會出現拐點，即到達一定的溫度之后，溫度增加，催化劑的活性下降。
例1：以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關系如圖所示。乙酸的生成速率主要取決于溫度影響的范圍是_________ _______________。
[分析]根據圖像，溫度超過250 ℃時，催化劑效率降低，在300 ℃時失去活性，故300～400 ℃時乙酸的生成速率主要取決于溫度影響。
例2: 在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應(裝置見圖1)。
圖1 圖2
反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖2所示。
①反應在50～250 ℃范圍內，隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升的主要原因是：催化劑活性隨溫度升高而增大，與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大。
②反應在250～380 ℃上升緩慢段的主要原因是：溫度升高催化劑活性下降，NOx去除反應速率緩慢增大。
③反應溫度高于380 ℃時，NOx的去除率迅速下降的原因可能是：催化劑活性下降，NH3與O2反應生成了NO。
(2) 依據催化劑的催化效率隨溫度升高出現的這個“拐點”是不能用來確定反應是否達到平衡點的。因為很有可能在可逆反應還沒達到平衡之前，催化劑的活性就隨著溫度的升高而下降了。
(3) 酶作催化劑時，溫度太低，催化活性低，溫度較高，酶發生變性，催化活性降低。
能力2　化學平衡常數與反應速率常數的關系
對于基元反應：
aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)
平衡時v正＝v逆
即k正ca(A)·cb(B)＝k逆cc(C)·cd( 　　)
則K＝＝
例：反應 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的反應機理如下：
第一步：I22I(快速平衡)
第二步：I＋H2H2I(快速平衡)
第三步：H2I＋I 2HI (慢反應)
(1) 第一步反應________ (填 “放出”或“吸收”)能量。
(2) 只需一步完成的反應稱為基元反應，基元反應如aA(g)＋dD(g)===gG(g)＋hH(g)的速率方程v＝kca(A)·cd(D)，k為常數；非基元反應由多個基元反應組成，非基元反應的速率方程可由反應機理推定。H2(g)與I2(g)反應生成 HI(g)的速率方程為v＝________________________(用含k1、k－1、k2、k3的代數式表示)。
能力3　化學平衡
1. 平衡常數K與濃度商Q的關系
達到平衡狀態，Q＝K；
平衡正向移動，Q＜K；
平衡逆向移動，Q＞K。
2. 平衡常數K與溫度的關系
溫度變化 可逆反應的ΔH K的變化
升溫 吸熱反應，ΔH＞0 ________
降溫 ________
升溫 放熱反應，ΔH＜0 ________
降溫 ________
3. 化學平衡與平衡轉化率
(1) 轉化率和平衡轉化率
轉化率有未達到平衡的“一般轉化率”和已達到平衡的“平衡轉化率”，在審題的時候一定要注意轉化率是否為“平衡轉化率”。
(2) 轉化率與溫度
可逆反應的焓變ΔH 升高溫度
吸熱反應，ΔH＞0 未達到平衡的，升溫轉化率增大
已達到平衡的，升溫平衡轉化率增大
放熱反應，ΔH＜0 未達到平衡的，升溫轉化率增大
已達到平衡的，升溫平衡轉化率減小
(3) 增大反應物的濃度與平衡轉化率變化的關系(其中A、B、C均為氣體)
可逆反應 改變條件 平衡移動方向 反應物轉化率 備注
A＋BC 增大A的濃度 正向移動 α(A)減小α(B)增大 實際是考慮壓強的影響
AB＋C α(A)減小
2AB＋C α(A)不變
3AB＋C α(A)增大
(4) 如果兩氣體物質的投料比按照化學計量數投料，那么無論是否達到化學平衡，兩者的轉化率一直相等。
4. 有關平衡常數Kc與Kp
例：在一體積不變的密閉容器中發生化學反應Fe2O3(s)＋2NH3(g) 2Fe(s)＋N2(g)＋3H2O(g)　ΔH，實驗測得化學平衡時的有關變化曲線如圖所示。M點的平衡常數Kp＝______。
表達式 說明
Kc＝ 平衡濃度
Kp＝ 用平衡分壓代替平衡濃度；氣體分壓＝氣體總壓×物質的量分數
5. 惰性氣體對化學平衡的影響
(1) 恒容時充入惰性氣體，對于氣體反應體系各組分的濃度________，速率________，平衡__________。
(2) 恒溫、恒壓，充入惰性氣體。體積必增大，對于氣體反應體系相當于________對平衡的影響。
能力4　有關多重平衡及選擇性
在多重平衡中，幾個可逆反應是相互影響的。
(1) 如果主反應的生成物又與主反應的某一反應物發生另一個可逆反應，那么該反應物的平衡轉化率就會增大。
(2) 在一定溫度下，特定的混合體系，多重平衡選擇性為定值。因為平衡常數不變，催化劑的選用與平衡無關。催化劑不能提高某一物質的平衡轉化率。
(3) 如果在同一條件下，兩個物質同時可以發生幾個可逆反應，那么催化劑的選用就可以使其中某一反應的選擇性提高。
例如：NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應均為放熱反應。工業尾氣中的NH3可通過催化氧化為N2除去。將一定比例NH3、O2和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應管，NH3的轉化率、N2的選擇性與溫度的關系如圖所示。
[圖像分析]
① 上圖實際是兩個圖的疊加，圖中縱坐標的轉化率不是平衡轉化率，NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的三個反應均為放熱反應，在未達到平衡之前，升高溫度，NH3的轉化率增大，當達到平衡后，升高溫度平衡逆向移動，NH3的平衡轉化率減小。
② 其他條件不變，在175～300 ℃范圍，則隨溫度的升高，N2的選擇性減小。
③ 低溫下NH3轉化率較低，N2選擇性較高。如果高效除去尾氣中的NH3，則需研發低溫下NH3轉化率高和N2選擇性高的催化劑。
④ 多重平衡體系中隨著溫度的增加，如果兩種物質的選擇性之和等于100%，那么兩者的選擇性變化曲線呈鏡像對稱。
能力5　化學反應的自發性
當反應的ΔH－TΔS<0，則可以自發進行。
ΔH ΔS ΔH－TΔS 自發情況
＜0 ＞0 是______值 該反應一定______自發進行
＞0 ＜0 是______值 該反應一定________自發進行
＞0 ＞0 低溫為______值，高溫為______值 ________可以自發進行
＜0 ＜0 低溫為______值，高溫為______值 ________可以自發進行
考向1　化學反應速率基本概念
例1　(2024·江蘇卷)下列說法正確的是( 　　)
A. 豆科植物固氮過程中，固氮酶能提高該反應的活化能
B. C2H4與O2反應中，Ag催化能提高生成CH3CHO的選擇性
C. H2O2制O2反應中，MnO2能加快化學反應速率
D. SO2與O2反應中，V2O5能減小該反應的焓變
考向2　化學平衡及其移動
例2　(2024·福州質檢)“還原”反應：3H2(g)＋WO3(s) W(s)＋3H2O(g)　ΔH，實驗測得一定條件下，平衡時H2的體積分數隨溫度的變化曲線如圖所示。
(1)該反應ΔH______(填“>”或“<”)0。
(2)由圖可知，a點處v正______(填“>”或“<”或“＝”)v逆。
(3)900 ℃時該反應的壓強平衡常數Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)。
例3　(2024·湖南師大附中)甲烷水蒸氣重整制合成氣[CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH]是利用甲烷資源的途徑之一。其他條件相同時，在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反應相同時間后，CH4的轉化率隨反應溫度的變化如圖所示。下列說法錯誤的是( 　　)
A. 該反應ΔH＞0
B. 平衡常數：Ka＝Kb＜Kc
C. 催化劑催化效率：Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ
D. 增大壓強，v正增大倍數小于v逆增大倍數
考向3　催化機理
例4　(2023·浙江卷1月)標準狀態下，氣態反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是( 　　)
A. E6－E3＝E5－E2
B. 可計算Cl—Cl的鍵能為2(E2－E3)kJ/mol
C. 相同條件下，O3的平衡轉化率：
歷程Ⅱ>歷程Ⅰ
D. 歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應的熱化學方程式為ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4)kJ/mol
例5　(2024·甘肅卷)甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是( 　　)
A. E2＝1.41 eV
B. 步驟2逆向反應的ΔH＝＋0.29 eV
C. 步驟1的反應比步驟2快
D. 該過程實現了甲烷的氧化
例6　(2024·淄博一模)酯在NaOH溶液中發生水解反應，歷程如下：
已知：
①
②RCOOCH2CH3水解相對速率與取代基R的關系如下表：
取代基R —CH3 —CH2Cl —CHCl2
水解相對速率 1 290 7 200
下列說法不正確的是( 　　)
A. 步驟Ⅰ是OH－與酯中Cδ＋作用
B. 步驟Ⅲ使Ⅰ和Ⅱ平衡正向移動，使酯在NaOH溶液中發生的水解反應不可逆
C. 酯的水解速率：FCH2COOCH2CH3＞ClCH2COOCH2CH3
D. 與OH－反應、與18OH－反應，二者所得醇和羧酸鹽均不同
例7　(2024·武漢二模)CO2甲烷化是“負碳排放”的重要研究方向，某研究團隊報道了鎳基催化劑上CO2與H2反應生成甲烷的兩種機理如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用*表示。
下列說法錯誤的是( 　　)
A. 鎳基催化劑增加了活化分子的百分數
B. 兩種機理均涉及極性鍵的斷裂和生成
C. Ni@SiXNS－H2O機理中CH4的選擇性更高
D. Ni@SiXNS－C2H5OH機理涉及反應：*CO2＋H＋e－===*HCOO－
考向4　化學反應速率與化學平衡綜合
例8　(2024·泉州質檢)科學家研究發現CH3I熱裂解時主要發生如下反應：
反應ⅰ：2CH3I(g) 2HI(g)＋C2H4(g) ΔH1＝＋80.2 kJ/mol
反應ⅱ：3C2H4(g) 2C3H6(g) ΔH2＝－108 kJ/mol
反應ⅲ：2C2H4(g) C4H8(g) ΔH3＝－84 kJ/mol
反應ⅳ：2HI(g) H2(g)＋I2(g) ΔH4＝＋11 kJ/mol
回答下列問題：
(1)反應3CH3I(g) C3H6(g)＋3HI(g)　ΔH＝______________kJ/mol。
(2)在密閉剛性容器中投料1 mol CH3I(g)，若只發生反應ⅰ、ⅱ、ⅲ，平衡總壓強為p MPa，溫度對平衡體系中乙烯、丙烯和丁烯物質的量分數的影響如圖甲所示。
甲
①隨溫度升高，C3H6物質的量分數先增大后減小的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②CH3I(g)轉化率α(A)______(填“>”“<”或“＝”)α(B)；715 K時，反應ⅰ平衡常數Kp＝__________________MPa(列計算式)。
(3)反應ⅳ的相關信息如表(單位：kJ/mol)：
H—H鍵能 I—I鍵能 H—I鍵能 正反應活化能Ea
436 151 m 173.1
①m＝__________，反應ⅳ逆反應的活化能＝______________kJ/mol。
②研究反應ⅳ發現：v正＝kax(H2)·x(I2)，v逆＝kbx2(HI)，其中ka、kb為常數。在某溫度下，向剛性密閉容器中充入一定量的HI(g)，碘化氫的物質的量分數 x(HI)與反應時間t的關系如圖乙所示。0～40 min，反應的平均速率v(HI)＝____________________________________________min－1(用單位時間內物質的量分數的變化表示)。該溫度下，反應ⅳ的＝______(列計算式)。
乙
例9　(2024·合肥三模)隨著大氣中CO2濃度增大帶來了一系列環境問題，“負碳”技術開始備受各國關注，所謂“負碳”技術就是將CO2轉化成甲醇、甲酸等可利用的資源的一系列技術。回答下列問題：
Ⅰ.CO2催化加氫制甲醇
以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應如下：
反應ⅰ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1；
反應ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.0 kJ/mol；
反應ⅲ：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH3＝－90.0 kJ/mol。
(1)反應ⅰ的ΔH1＝________________________。
(2)一定溫度和催化劑條件下，0.73 mol H2、0.24 mol CO2和0.03 mol N2(已知N2不參與反應)在密閉容器中進行上述反應，平衡時CO2的轉化率、CH3OH和CO的選擇性隨溫度的變化曲線如圖所示。
①圖中曲線b表示物質________(填“CO2”“CH3OH”或“CO”)的變化。
②上述反應體系在一定條件下建立平衡后，下列說法錯誤的有________(填字母)。
A. 降低溫度，反應ⅰ～ⅲ的正、逆反應速率都減小
B. 恒壓條件下，向容器中再通入少量N2，CO2的平衡轉化率下降
C. 移去部分H2O(g)，反應ⅲ平衡不移動
D. 選擇合適的催化劑能減小反應ⅲ的焓變
③某溫度下(大于180 ℃)，t1 min反應到達平衡，測得容器中CH3OH的體積分數為12.5%，容器內氣體總壓強為8.0 MPa.此時用CH3OH的分壓表示0～t1時間內的反應速率v(CH3OH)＝______MPa/min。若此時n(CO)＝n mol，計算該溫度下反應ⅱ的壓強平衡常數Kp＝______
(用含有n的代數式表示，分壓＝總壓×該組分物質的量分數)。
Ⅱ.CO2催化加氫制低碳烯烴(含2～4個碳原子的烯烴)
某研究小組使用Zn－Ga－O/SAPO－34雙功能催化劑實現了CO2直接合成低碳烯烴，并給出了其可能的反應歷程(如圖所示)。H2首先在Zn－Ga－O表面解離成2個H*，隨后參與到CO2的還原過程；SAPO－34則催化生成的甲醇轉化為低碳烯烴。
注：□表示氧原子空位，*表示吸附在催化劑上的微粒。
(3)理論上，反應歷程中消耗的H*與生成的甲醇的物質的量之比為__________。
(4)科學家發現了一類金屬鹵化物鈣鈦礦材料有著出眾的光電性質，有望在“負碳”技術上大放異彩，如圖是BaLiX3晶胞結構，晶胞參數為a pm，Ba2＋與Li＋之間最短距離為________pm。若鹵素X中Cl－與Br－的比例為2∶1，晶體密度為____________g/cm3(設NA為阿伏加德羅常數的值，Li—7，Br—80，Ba—137)。
1. (2024·浙江卷1月)反應CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)在恒溫、恒容的密閉容器中進行，CO2和H2的投料濃度均為1.0 mol/L，平衡常數K＝2.4×10－8，則CO2的平衡轉化率為__________________。
2. (2024·龍巖質檢)如圖是分別用Pd和PdFe3N電催化甲酸間接氧化的反應歷程，吸附在催化劑表面的粒子用*標注。下列說法錯誤的是( 　　)
A. CO2為陽極產物之一
B. 催化劑活性：Pd＜PdFe3N
C. Pd催化劑比PdFe3N更難吸附OH
D. 消耗相同甲酸時，總反應焓變：ΔH(Pd)＜ΔH(PdFe3N)
3. (2024·合肥二模)SiHCl3被應用于制造多晶硅及硅烷偶聯劑等領域。50 ℃時將n mol SiHCl3置于密閉容器中發生如下反應：2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，SiHCl3的轉化率隨時間變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是( 　　)
A. SiH2Cl2和SiCl4均為由極性鍵構成的非極性分子
B. 0～100 min內，v(SiHCl3)＝10－3n mol/(L·min)
C. 50 ℃時該反應的平衡常數K＝
D. b～c段平均速率大于a～b段平均速率
4. (2024·湖南卷)丙烯腈(CH2===CHCN)是一種重要的化工原料。工業上以N2為載氣，用TiO2作催化劑生產CH2===CHCN的流程如下：
已知：①進料混合氣進入兩釜的流量恒定，兩釜中反應溫度恒定；
②反應釜Ⅰ中發生的反應：
ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5(g)―→CH2===CHCOOC2H5(g)＋H2O(g)ΔH1
③反應釜Ⅱ中發生的反應：
ⅱ：CH2===CHCOOC2H5(g)＋NH3(g)―→CH2===CHCONH2(g)＋C2H5OH(g)ΔH2
ⅲ：CH2===CHCONH2(g)―→CH2===CHCN(g)＋H2O(g)ΔH3
④在此生產條件下，酯類物質可能發生水解。
回答下列問題：
(1)總反應HOCH2CH2COOC2H5(g)＋NH3(g)―→CH2===CHCN(g)＋C2H5OH(g)＋2H2O(g)的ΔH＝____________________(用含ΔH1、ΔH2、和ΔH3的代數式表示)。
(2)進料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5)∶n(C2H5OH)＝1∶2，出料中四種物質(CH2===CHCOOC2H5、CH2===CHCN、C2H5OH、H2O)的流量，(單位時間內出料口流出的物質的量)隨時間變化關系如圖：
①表示CH2===CHCN的曲線是______(填“a”“b”或“c”)。
②反應釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是______________________________________________________ __________________________________。
③出料中沒有檢測到CH2===CHCONH2的原因是___________________________________________ ___________________________________________。
④反應11 h后，a、b、c曲線對應物質的流量逐漸降低的原因是__________________。
(3)催化劑TiO2再生時會釋放CO2，可用氨水吸收獲得NH4HCO3。現將一定量的NH4HCO3固體(含0.72 g水)置于密閉真空容器中，充入CO2和NH3，其中CO2的分壓為100 kPa，在270 ℃下進行干燥。為保證NH4HCO3不分解，NH3的分壓應不低于________kPa[已知p(H2O)＝2.5×102 kPa/mol×n(H2O)，NH4HCO3分解的平衡常數Kp＝4×104 kPa3]。
(4)以CH2===CHCN為原料，稀硫酸為電解液，Sn作陰極，用電解的方法可制得Sn(CH2CH2CN)4，其陰極反應式為__________________________________________________________________。
專題5　化學反應速率　化學平衡
【高考溯源】
1. C　【解析】 鉑可以作氧化氨反應的催化劑，能降低反應的活化能，加快反應速率，A錯誤；中和滴定時，邊滴邊搖錐形瓶，使酸堿充分混合接觸，能加快反應速率，B錯誤；鋅粉和鹽酸反應時，加水稀釋會使鹽酸的濃度降低，能降低化學反應速率，C正確；石墨和金剛石均為固體，石墨合成金剛石時增大壓強，反應速率不變，D錯誤。
2. C　【解析】 實驗①中，0～2 h的平均反應速率v(SeO)＝＝2×10－3 mol/(L·h)，A錯誤；實驗③是堿性環境，反應物中不能有H＋， B錯誤；若水樣初始pH過低，H＋濃度過大，納米鐵會與H＋反應，從而影響SeO的去除，D錯誤。
3. D　【解析】 無催化劑時，生成物濃度也隨時間在增加，說明反應也在進行，A錯誤；催化劑Ⅰ比催化劑Ⅱ反應更快，說明催化劑Ⅰ使反應活化能更低，B錯誤；反應X→2Y，濃度的變化量之比應該等于化學計量數之比，曲線a表示的X的濃度變化了2.0 mol/L，則Y應增加4 mol/L，曲線a對應的為催化劑Ⅰ，C錯誤；使用催化劑Ⅰ時，在0～2 min 內，Y的濃度變化了4.0 mol/L，則v(Y)＝＝2.0 mol/(L·min)，v(X)＝1.0 mol/(L·min)，D正確。
4. C　【解析】 生成產物Ⅱ的反應的活化能更低，反應速率更快，且產物Ⅱ的能量更低即產物Ⅱ更穩定，以上2個角度均有利于產物Ⅱ，A正確；M的六元環中與—NO2相連的碳原子為sp3雜化，苯中大π鍵發生改變，C錯誤。
5. B　【解析】 從圖像中X、Y、Z的變化趨勢可知，生成Y的速率較快，生成Z的速率較慢，因此第一步反應的活化能小于第二步，結合第一步和第二步反應均為放熱反應，故選B。
6. D　【解析】 路徑2的能壘最低，為優先路徑，由圖像可知其速控步驟為*CO→*C2O，結合圖中路徑2可寫出決速步驟的反應式，B正確；通過對比反應進程圖像可知，路徑1、3過程不同，產物相同，路徑2、3起始物質相同，但最終產物分別是*MgC2O4和*MgCO3，C正確；對比三個路徑的速控步驟均涉及*CO轉化，路徑2決速步驟的反應式為，有PDA的生成，路徑3決速步驟的反應為*CO＋e－＋*CO2―→*CO＋*CO，因此路徑3的決速步驟沒有PDA的再生，D錯誤。
7. B　【解析】 由圖可知，[L—Ru—NH3]＋失去電子生成[L—Ru—NH3]2＋，[L—Ru—NH3]2＋與氨氣反應生成NH和[L—Ru—NH2]＋，說明配體NH3失去質子能力增強，A正確；[L—Ru—NH2]＋和M之間存在平衡轉化關系，轉化關系分析可知，M中Ru元素的化合價為＋2，B錯誤；反應過程中有N—N非極性共價鍵形成，C正確；由整個反應機理圖可得該過程的總反應：4NH3－2e－===N2H4＋2NH，D正確。
8. D　【解析】 根據反應歷程可知，生成的NH2NH2中2個H原子來源于NH3，所以將NH2OH替換為ND2OD，不可能得到ND2ND2，應得到ND2NH2和HDO，D錯誤。
9. AC　【解析】 由圖像可知，t1時刻TFAA含量為0，H的濃度小于0.01 mol/L，說明反應GH＋TFAA生成的TFAA小于0.01 mol/L且生成的TFAA立刻與E反應，此時與E反應的TFAA的總量小于0.09 mol/L，E有剩余，A正確；t2時刻H的濃度為0.08 mol/L，TFAA的濃度約為0.06 mol/L，說明E幾乎無剩余，而H與G的總量小于0.10 mol/L，說明體系中有F存在，B錯誤；0～t1范圍內，體系中無TFAA存在，說明E和TFAA反應生成F的速率非常快，則反應的活化能很小，C正確；G生成H和TFAA的反應為可逆反應，反應達到平衡后，TFAA濃度小于0.08 mol/L，D錯誤。
10. D　【解析】 生成CH3COOH的反應為主反應，生成CH3COOCH3的反應為副反應，所以曲線a、b為CH3COOH分布分數曲線，曲線c、d為CH3COOCH3分布分數曲線。增大投料比x，CH3COOH占比增大，所以投料比x代表，A錯誤；曲線c代表503 K時CH3COOCH3分布分數，B錯誤；升高溫度，CH3COOH占比增大，CH3COOCH3占比減小，說明升溫副反應平衡逆向移動，ΔH2<0，C錯誤；L、M點溫度相等，K相等，N點溫度更高，由于ΔH2<0，則N點平衡常數更小，K(L)＝K(M)>K(N)，D正確。
11. B　【解析】 相同溫度下，比值越大，甲烷轉化率越小，由圖像可知x1＜x2，A正確；b、c點反應的溫度相同，b點甲烷轉化率大，因為初始量CH4的量固定為1mol，則b點H2O(g)的物質的量大，濃度大，則vb正＞vc正，B錯誤；升高溫度，甲烷轉化率增大，說明正反應為吸熱反應，升高溫度平衡常數增大，則Ka＜Kb＝Kc，C正確；該反應為氣體數體積改變的反應，溫度為T1時，當容器內壓強不變時，說明反應達到平衡狀態，D正確。
12. CD　【解析】 反應吸熱，溫度升高，平衡正向移動，平衡時反應物的摩爾分數較小，結合圖像可知T1>T2，速率常數k與溫度正相關，所以k1＞k2，A正確；反應達到平衡時，結合速率方程有＝，由圖可知，T1溫度下平衡時反應物的濃度較小，所以＜1，可得＜，即＜，B正確；溫度不變，平衡常數不變，僅改變體系初始壓力，由于反應前后氣體分子數不變，所以平衡不移動，平衡時反應物的摩爾分數不變，但是改變壓強，反應速率改變，反應物的摩爾分數隨時間的變化曲線隨之改變，C錯誤：CO2和H2的物質的量投料比為1∶1時，平衡時CO2與H2的摩爾分數相等，但改變初始投料比之后，平衡時CO2與H2的摩爾分數不再相等，D錯誤。
13. (1)ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
(2)H2　當溫度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只發生反應Ⅱ，溫度升高，反應Ⅱ逆向移動，所以CO2的摩爾分數減小　(3)　0.5　不變　不變
【解析】 (1)目標反應式＝反應Ⅰ＋反應Ⅱ＋反應Ⅲ，根據蓋斯定律，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(2) T1之前，無反應Ⅰ，有反應Ⅱ、Ⅲ，升溫，反應Ⅱ、Ⅲ平衡均左移，H2摩爾分數減小，曲線a、b、c中只有a呈減小趨勢，故a線對應物質為H2。(3)結合圖示，T0時，x(H2)＝0.50，x(CO)＝0.15，x(CO2)＝0.05，則x(H2O)＝0.30。反應Ⅱ的平衡常數Kp(Ⅱ)＝＝＝＝。此時氣體總物質的量為4.0 mol，則n(H2)＝2.0 mol，n(CO)＝0.6 mol，n(CO2)＝0.2 mol，n(H2O)＝1.2 mol，設從起始到該時刻，三個反應的轉化量分別為
Ⅰ　　　　C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)
Δn1/mol a a a a
Ⅱ　　　　　CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
Δn2/mol b b b b
Ⅲ　　　　CaO(s)＋CO2(g)??CaCO3(s)
Δn3/mol c c c
(a－b)mol＝0.6 mol，(a＋b)mol＝2.0 mol，得a＝1.3，b＝0.7。n(CO2)＝(b－c)mol＝0.2 mol，則c＝0.5，n(CaCO3)＝0.5 mol。若向平衡體系中通入少量CO2(g)，重新達到平衡，溫度不變，Kp(Ⅲ)＝不變，則p(CO2)不變，Kp(Ⅱ)＝不變，且總壓強p＝p(CO2)＋p(H2)＋p(CO)＋p(H2O)不變，僅有反應Ⅱ、Ⅲ，p(CO)與p(H2O)的變化趨勢相同，故p(H2)、p(CO)、p(H2O)均不變。
14. (1)－566　(2)>　b　(3)①　②增大　(4) 4s空軌道　對C2H4吸附性高，易脫附　(5)BC
　【解析】 (1) 根據蓋斯定律，ΔH3＝ΔH1－2×ΔH2＝(－209.8－2×178.1)kJ/mol＝－566 kJ/mol。(2)根據圖像可知壓強相同時，溫度越高C2H6平衡轉化率越高，說明升溫平衡正向移動，反應吸熱，ΔH4>0；觀察圖像可知，700 ℃，0.7 MPa時，平衡轉化率介于20%～50%之間，且偏向50%，因此達到平衡時轉化率最接近40%的為b項。(3)①若僅發生反應ⅰ，假設C2H6起始量為1 mol，可列三段式：
　　　　　　C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)
起始/mol 1 0 0
轉化/mol 0.25 0.25 0.25
平衡/mol 0.75 0.25 0.25
n總＝(0.75＋0.25＋0.25)mol＝1.25 mol，Kx1＝＝。②兩反應相加可得2C2H6(g)??C2H4(g)＋2CH4(g)，Kx＝Kx1·Kx2，Kx2遠大于Kx1，故C2H4的平衡產率接近50%，所以C2H4的平衡產率增大。(4)Cu＋的價層電子排布為3d10,4s軌道為空軌道，因此形成配位鍵用4s空軌道。(5)由圖可知前30 min，出口濃度與進口濃度之比接近0，說明氣體幾乎全部被吸附，A錯誤；p點時C2H6的出口濃度遠高于C2H4的出口濃度，所以出口氣體的主要成分為C2H6，B正確；a～b階段，C2H6對應的＞1時為脫附過程，a點后一段時間，C2H4的仍為0，說明吸附的C2H6逐漸被C2H4替代，p點到b點之間，吸附的C2H6仍被C2H4替代但是速率減小，吸附劑可能因為吸附量有限等原因，無法繼續吸附 C2H4，b點時兩種物質對應的＝1，此時吸附劑不再吸附兩種物質，即a～b時間段吸附的C2H6逐漸被C2H4替代，C正確。
15. (1)BaC2＋2H2O―→Ba(OH)2＋HC≡CH↑　(2)1016　105　105　(3)①BaO　②速率不變至BaC2產率接近100%　容器中只有反應Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)BaC2(s)＋CO(g)，反應條件恒溫 1 823 K、恒壓，且該反應只有CO為氣態，據K＝可知，CO的壓強為定值，所以化學反應速率不變
【解析】 (2)①由題可知反應Ⅰ和反應Ⅱ相加得到反應BaCO3(s)＋4C(s) BaC2(s)＋3CO(g)，根據蓋斯定律可知，K＝KⅠ·KⅡ，則K＝2×＝102.5×10－1.5＝10，Kp＝p3(CO)＝10×(105)3 Pa3＝1016Pa3。②由圖可知K＝2＝100＝1，p(CO)＝105 Pa，若將容器容積壓縮到原來的，由于溫度不變，故Kp不變，則p(CO)不變，故仍是105 Pa。(3)①由圖可知1 400 K時，BaC2產率為0，說明該過程中沒有生成BaC2，根據元素守恒可知生成了BaO，反應為BaCO3＋CBaO＋2CO↑，故反應體系中含Ba物種為BaO。②由圖中產率變化趨勢可知，產率逐漸升高，曲線斜率不變，說明1 823 K下，t1～t2階段凈反應速率不變，反應平衡后凈反應速率為0。
16. (1)　a　(2)8　分子晶體
(3)小于　降低溫度、增大壓強　97.3%　9 000　(4)
【解析】 (3)根據圖像知，隨著溫度的升高，Ni(CO)4的體積分數減小，故升高溫度，平衡左移，該反應的正反應為放熱反應，即ΔH<0，降溫、加壓有利于Ni(CO)4的生成，則p3＝1.0 MPa。設初始時CO的物質的量為4 mol，平衡時CO消耗了4α mol，列三段式：
　　　　　　Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)
初始/mol 　 4 　0
轉化/mol 　 4α 　 α
平衡/mol 　 4－4α 　 α
＝，α＝，Kp＝＝MPa－3＝9×103 MPa－3。(4)由公式知＝e－kt，Ni(C16O)4消耗一半，則＝e－kt,2＝ekt，兩邊取自然對教，ln2＝kt，故t＝。
17. (1)－67　(2)(ⅰ)a　(ⅱ)80%　7.8　(ⅲ)10.92
(3)(ⅰ)(或3∶2)　(ⅱ)5 s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐漸降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升　(ⅲ)I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2發生反應生成了CH3Br
【解析】 目標反應可由反應①×3＋②得到，由蓋斯定律可知ΔH＝－29 kJ/mol×3＋20 kJ/mol＝－67 kJ/mol。(2)(ⅰ)CH4(g)＋Br2(g) CH3Br(g)＋HBr(g)為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，n(CH3Br)逐漸減小，則圖中CH3Br的曲線是a。(ⅱ)由圖像可知，560 ℃平衡時，n(CH4)＝1.6 mmol，則CH4的轉化率α＝×100%＝80%；由圖像可知，560 ℃時，n(CH3Br)＝5.0 mmol，結合碳原子守恒可知n(CH2Br2)＝(8－1.6－5.0) mmol＝1.4 mmol, 則生成的n(HBr)＝n(CH3Br)＋2×n(CH2Br2)＝5.0 mmol＋2×1.4 mmol＝7.8 mmol，則n(Br2)＝(8－7.8) mmol－0.2 mmol。(ⅲ)該反應在密閉容器中進行，且反應前后氣體分子數不變，則560 ℃時，反應CH3Br(g)＋Br2(g)===CH2Br2(g)＋HBr(g)的平衡常數K＝＝10.92。(3)由圖可知，在11～19 s之間，有I2和無I2時CH3Br的生成速率之比為＝＝。
【模考前沿】
1. C　【解析】 設起始量都為2 mol，消耗二氧化碳物質的量為x，結合三段式列式計算：
　　　　　2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)，
起始量/mol　　2 　 2 　 0 　0
變化量/mol　　2x 　 x 　 x 　 x
平衡量/mol　　2－2x 　2－x 　x 　 x
體系中CO2的體積分數＝×100%＝50%，體系中CO2的體積分數始終是50%，A正確；反應過程分析可知，斷裂2 mol N—H表示消耗2 mol NH3，斷裂2 mol O—H消耗1 mol H2O，說明反應達到平衡狀態，B正確；CO(NH2)2為固體，通過及時分離出CO(NH2)2，不改變化學平衡，不改變反應限度，C錯誤；體系達到平衡后，恒溫下恢復至初始體積并恒容，體系壓強減小，達到新平衡時反應速率比原平衡慢，D正確。
2. D　【解析】 TS1與TS2路徑對應的有機產物互為同分異構體，應用紅外光譜儀鑒別，A錯誤；TS2的能壘比TS1的大，TS2路徑反應慢，B錯誤；CH3C(OH)===CH2的相對能量為3.1 kJ/mol，CH3CH===CHOH的相對能量為8.4 kJ/mol，相對能量低的物質更穩定，C錯誤；中①處C—C斷裂和②處C—C 斷裂生成對應自由基的相對能量相差為(85.1－83.7)kJ/mol＝1.4 kJ/mol，D正確。
3. (1)＋119　(2)①＜　②C6H14　(3)①Ar吹掃分離出部分氫氣，生成物的濃度減小，有利于平衡正向移動　②　1∶5　(4)丙烷轉化率較高　氧氣與丙烷會發生副反應(答案合理即可)
【解析】 (1)ΔH1＝反應物的總鍵能一生成物的總鍵能＝[413×8－(271＋413×6＋436)] kJ/mol＝＋119 kJ/mol。(2)①活化能越大，反應速率越小，第一步反應的活化能較大，因此第一步基元反應速率較小。②依據反應歷程圖可推測出丙烷脫氫可能會產生的副產物為C6H14。(3)②根據題給信息列三段式：
　　　　　　　　C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g)
初始/mol　　　　　1 　 0 　 0
變化/mol　　　　　0.5 　 0.5 　 0.5
平衡/mol　　　　　0.5 　0.5 　 0.5
n總＝1.5 mol，Kp＝＝＝p0。換成有膜反應器后，丙烷的轉化率增大，列三段式：
　　　　　　　C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g)
初始/mol　　　　　1 　 0 　 0
變化/mol　　　　　0.75 　0.75 　 0.75
平衡/mol　　　　　0.25 　0.75 　 0.75
設出口b的氫氣為x mol，則出口a的氫氣為(0.75－x)mol，出口a處n總＝(1.75－x)mol，因溫度不變，則平衡常數不變，則Kp＝＝＝p0，解得x＝0.625，即出口b的氫氣為0.625 mol，則出口a的氫氣為0.125 mol，相同時間內出口a和出口b的氫氣質量比為1∶5。
4. (1)2　1　(2)ⅰ　(3)b　(4)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－747.2 kJ/mol　(5)高溫　(6)反應ⅰ、ⅱ速率隨溫度的升高而增大，高于 340 ℃后反應ⅱ速率增加的程度超過反應ⅰ，所以N2O濃度減小　(7)88%
【解析】 (1)由圖中數據可知c(H2)＝，c2(NO)＝，所以m＝2，n＝1。(2)v正＝k·c2(NO)·c(H2)，則反應速率主要由c(NO)決定，所以H2還原NO總反應的速率由反應ⅰ決定。(3)設恒溫恒容時H2的平衡轉化率為x，該反應是氣體分子數減小的反應，恒溫恒壓時相對于恒溫恒容時，相當于增大壓強，平衡正移，氫氣轉化率比x大；該反應是放熱反應，恒容絕熱時，混合氣體溫度升高，相對于恒溫恒容時，平衡逆移，氫氣轉化率小于x，所以氫氣轉化率最大的是恒溫恒壓時，選b。(4)由圖可知，反應ⅰ：CO(g)＋2NO(g)??CO2(g)＋N2O(g)　ΔH1＝－628.6 kJ/mol；反應ⅱ：CO(g)＋N2O(g)??CO2(g)＋N2(g)　ΔH2＝－118.6 kJ/mol，根據蓋斯定律知，CO和NO反應生成N2的熱化學方程式為2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－747.2 kJ/mol。(5) 由 圖3知，NO和CO的濃度在高溫時低，所以脫除應選擇高溫。(7)根據氮元素守恒，NO的初始濃度為(200＋125×2＋1 625×2)ppm＝3 700 ppm，轉化為氮氣的NO的濃度為1 625×2 ppm＝3 250 ppm，NO的脫除率＝×100%≈88%。
【舉題固法】
例1　C　【解析】 固氮酶屬于催化劑，可以降低反應的活化能，A錯誤；C2H4與O2在Ag作催化劑作用下主要生成環氧乙烷，生成CH3CHO的選擇性較小，B錯誤；H2O2分解生成O2，MnO2是該反應的催化劑，所以可以加快化學反應速率，C正確；V2O5是SO2與O2反應生成SO3的催化劑，催化劑不可以改變反應的焓變，D錯誤。
例2　(1) >　(2)>　(3) 27
【解析】 (1)由圖像可知，隨著溫度的升高，平衡時H2的體積分數減小，說明升高溫度平衡正向移動，則該反應正向為吸熱反應，ΔH>0。(2)a點時，H2的體積分數高于對應平衡狀態時H2的體積分數，說明a點沒有達到平衡，反應正向進行，則v正>v逆。(3)由圖像可知，900 K達到平衡時，H2的體積分數為25%，題給反應中僅有H2和H2O兩種氣體，則此時H2O的體積分數為75%，又相同條件下，氣體的體積之比等于物質的量之比，且反應前后氣體分子數不變，故p(H2)＝0.1 MPa×，p(H2O)＝0.1 MPa×，Kp＝＝＝27。
例3　C　【解析】 隨著溫度的升高，甲烷的轉化率增大，平衡正向移動，因此該反應正向為吸熱反應，ΔH＞0，A正確；平衡常數只與溫度有關，對于同一反應，溫度相同，平衡常數也相同，該反應的正反應方向為吸熱反應，升高溫度K增大，Ka＝Kb＜Kc，B正確；根據圖像可知在相同條件下，曲線Ⅰ中甲烷的轉化率最高，其次是Ⅱ、Ⅲ，則三種催化劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的順序是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，C錯誤；增大壓強，向氣體體積分數較小的方向移動，即反應逆向移動，說明v正增大倍數小于v逆增大倍數，D正確。
例4　C　【解析】 對比兩個歷程可知，歷程Ⅱ中增加了催化劑，降低了反應的活化能，加快了反應速率。催化劑能降低活化能，但是不能改變反應的焓變，因此E6－E3＝E5－E2，A正確；已知Cl2(g)的相對能量為0，對比兩個歷程可知，Cl(g)的相對能量為(E2－E3)kJ/mol，則Cl—Cl鍵能為2(E2－E3)kJ/mol，B正確；催化劑不能改變反應的平衡轉化率，因此相同條件下，O3的平衡轉化率：歷程Ⅱ＝歷程Ⅰ，C錯誤；活化能越低，反應速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應的活化能最低，所以速率最快的一步反應的熱化學方程式為ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4)kJ/mol，D正確
例5　C　【解析】 由能量變化圖可知，E2＝0.70 eV－(－0.71 eV)＝1.41 eV，A正確；由能量變化圖可知，步驟2逆向反應的ΔH＝－0.71 eV－(－1.00 eV)＝＋0.29 eV, B正確；由能量變化圖可知，步驟1的活化能大于步驟2的活化能，則步驟1的反應比步驟2慢，C錯誤。
例6　D　【解析】 步驟Ⅰ加入OH－使平衡Ⅰ正向移動，OH－與羧基反應使平衡Ⅱ也向正向移動，使得酯在NaOH溶液中發生的水解反應不可逆，B正確；結合信息②得到，隨著取代基R上Cl個數的增多，水解相對速率增大，因為Cl的電負性較強，對電子的吸引能力較強，使得酯基的水解速率增大，F的電負性失于Cl，對電子的吸引能力更強，因此酯的水解速率：FCH2COOCH2CH3＞ClCH2COOCH2CH3，C正確；與OH－反應，根據信息①可知，第一步反應后18O既存在于羥基中，也存在于—O－中，隨著反應進行，最終18O存在于羧酸鹽和醇中，同理與18OH－反應，最終18O 存在于醇和羧酸鹽中，二者所得醇和羧酸鹽相同，D錯誤。
例7　C　【解析】 鎳基催化劑能降低反應活化能，增加活化分子百分數，A正確；兩種機理均涉及碳氧雙鍵的斷裂和C—H的生成，B正確；由機理圖可知，Ni@SiXNS－C2H5OH機理中，CH4的選擇性更高，C錯誤。
例8　(1) ＋66.3　(2)①反應ⅰ為吸熱反應，溫度升高，反應ⅰ平衡正向移動，乙烯濃度增大，使得反應ⅱ平衡正向移動；反應ⅱ為放熱反應，溫度升高，反應ⅱ平衡逆向移動；低于800 K，乙烯濃度對反應ⅱ的影響占主導，高于800 K，溫度對反應ⅱ的影響占主導
②<　或0.64p　(3)①299　162.1　②0.003 75(或3.75×10－3或)　
【解析】 (1)結合蓋斯定律可知，由×(3×反應ⅰ＋反應ⅱ)可得3CH3I(g)??C3H6(g)＋3HI(g)，則ΔH＝×(3×ΔH1＋ΔH2)＝×(3×80.2 kJ/mol－108 kJ/mol)＝＋66.3 kJ/mol。(2)②由 于B處的溫度高于A處的溫度，反應ⅰ是吸熱反應溫度越高，反應物的平衡轉化率就越高，所以α(B)>α(A)；由題圖可知，715 K平衡時n(C3H6)＝n(C4H8) ＝2n(C2H4)，設平衡時n(C2H4)＝x mol，則n(C3H6)＝n(C4H8)＝2x mol，n(CH3I)＝y mol，則由反應ⅰ原子守恒可知n(HI)＝(1－y)mol，由C原子守恒可得1＝y＋2x＋6x＋8x　①，C2H4的物質的量分數為4%，得4%＝×100%　②，由①②聯立得x＝0.05，y＝0.2，平衡時n(總)＝(1＋5x) mol＝1.25 mol，CH3I的平衡分壓為0.16p MPa, HI的平衡分壓為p MPa＝0.64p MPa，則Kp＝ MPa＝0.64p MPa。(3)①根據ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能＝[2m－(436＋151)]kJ/mol＝＋11 kJ/mol，解得m＝299；反應ⅳ逆反應的活化能＝Ea－ΔH4＝(173.1－11) kJ/mol＝162.1 kJ/mol。②由 題圖可知，40 min時，HI的物質的量分數是85%，說明已轉化的HI物質的量分數為15%，則v(HI)＝＝0.003 75 min－1。結合題圖可知，100 min 后HI的物質的量分數不再改變，反應達到平衡，平衡時v正＝v逆，該溫度下，平衡時反應ⅳ的＝，100 min后HI的物質的量的分數為78.4%，H2和I2的物質的量分數為＝0.108，則＝。
例9　(1)－49 kJ/mol　(2)①CO2　②CD　③　　(3)6∶1　(4)a　×1030
【解析】 (1)由蓋斯定律得反應ⅰ＝ⅱ＋ⅲ，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝(－90.0＋41.0)kJ/mol＝－49 kJ/mol。(2)①反應ⅱ為吸熱反應，升溫CO的選擇性升高，該反應中CO2的轉化率升高，CO的曲線為曲線a；而反應ⅰ為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，反應中CO2的轉化率降低，CH3OH的選擇性降低，CH3OH的曲線為c；兩反應綜合效應，曲線b表示CO2的變化。②降低溫度分子間碰撞減弱反應速率減小，反應ⅰ～ⅲ正逆反應速率均減小，A正確；恒壓容器中，通入不參與反應的氣體N2，體積增大，反應體系各物質的壓強減小，平衡逆向移動，CO2平衡轉化率下降，B正確；移出H2O反應ⅰ和反應ⅲ均正向移動，但正向移動的程度不同，導致反應ⅲ平衡會發生移動，C錯誤；催化劑只改變反應速率，不改變平衡狀態，反應ⅲ的焓變不發生改變，D錯誤。③某溫度下，在總壓強為8.0 MPa的密閉容器中進行上述反應，t1min反應達到平衡，測得容器中CH3OH的體積分數為12.5%，p(CH3OH)＝x(CH3OH)×p總＝12.5%×8 MPa＝1 MPa，v(CH3OH)＝＝MPa/min；
設此時n(CO)＝n mol，列三段式：
甲醇的體積分數為12.5%，則×100%＝12.5%，解得a＝0.1 mol，則平衡時H2O為(n＋0.1)mol，CO2為(0.24－n－0.1)mol＝(0.14－n)mol，H2為(0.73－n－0.3)mol＝(0.43－n)mol，p總＝0.71 mol，則Kp＝＝＝。(4)由晶胞結構圖知，Ba2＋位于頂點，Li＋位于體心，Ba2＋與Li＋之間最短距離為體對角線的一半，由于晶胞的邊長為a pm，故體對角線為a pm，故Ba2＋與Li＋之間最短距離為a pm；根據均攤法，晶胞中Ba數目為1，Li數目為1，X數目為3，若鹵素X中Cl－與Br－的比例為2∶1，則晶體密度為ρ＝＝×1030g/cm3。
【能力評價】
1. 2.4×10－6%
【解析】 設轉化的CO2濃度為x，則：
則K＝＝2.4×10－8，x≈2.4×10－8mol/L，則轉化率＝×100%＝2.4×10－6%。
2. D　【解析】 HCOOH氧化生成CO2，C元素化合價升高，被氧化，CO2為陽極產物之一，A正確；PdFe3N作催化劑時，更容易吸附OH(活化能較低)，促進CO的轉化，故催化劑活性：Pd3. C　【解析】 SiCl4是正四面體結構的分子，正、負電荷中心重合，屬于非極性分子，但SiH2Cl2是四面體結構的分子，正、負電荷中心不能重合，屬于極性分子，A錯誤；容器容積未知，不能用濃度變化表示v(SiHCl3)，B錯誤；達到平衡狀態，SiHCl3轉化率為21%，列三段式：
　　　　　　　2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
起始量/mol　　　　　n　　　　　0　　　 　0
變化量/mol　　　　0.21n 　 0.105n 　 0.105n
平衡量/mol　　　0.79n　　 　0.105n　　 0.105n
則平衡常數K＝＝＝，C正確；隨著反應進行，反應物濃度逐漸減小，反應物濃度：a～b段＞b～c段，反應物濃度越大，反應速率越快，即反應速率：a～b段＞b～c段，D錯誤。
4. (1)ΔH1＋ΔH2＋ΔH3　(2)①c　②降低分壓有利于反應ⅰ平衡正向移動，且提高醇的濃度可以使酯的水解程度降低，從而提高產率　③反應ⅲ反應速率很快且平衡常數很大，CH2===CHCONH2在反應釜Ⅱ的溫度下發生分解　④催化劑活性降低　(3)40
(4)Sn＋4CH2===CHCN＋4e－＋4H＋―→Sn(CH2CH2CN)4
【解析】 (2)①進料混合氣中n(HOCH2CH2COOC2H5)∶n(C2H5OH)＝1∶2，且反應ⅱ生成了乙醇，因此流量最大的曲線a表示乙醇；反應ⅲ生成丙烯腈，反應ⅰ和反應ⅲ均生成水，因此曲線b和曲線c中流量較大的b表示水，c表示丙烯腈。②根據信息，該生產條件下酯類可能發生水解．因此反應釜Ⅰ中加入乙醇抑制酯的水解。(3)n(H2O)＝＝0.04 mol，p(H2O)＝10 kPa，p(CO2)＝100 kPa，Kp＝p(H2O)·p(NH3)·p(CO2)，反應達平衡時Kp＝4×104 kPa3，則p(NH3)＝40 kPa，為保證碳酸氫銨不分解，氨氣的分壓應不低于40 kPa。

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