安徽省2024届高三化学平衡综合练习化学试题附参考答案（解析）

PAGEPAGE1化学平衡综合练习一．选择题（共10小题）1．M与N在密闭容器中反应生成P，其反应速率分别用v（M）、v（N）、v（P）表示。已知v（M）、v（N）、v（P）之间有以下关系：2v（M）＝3v（N）、v（N）＝v（P），则此反应可表示为（）A．2M+3N═P B．2M+3N═3P C．3M+2N═2P D．3M+2N═P2．某同学设计以下实验探究外界条件对化学反应速率的影响，已知Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。下列说法错误的是（）组号反应温度/℃Na2S2O3H2SO4H2O开始出现浑浊的时间/sV/mLc/（mol•L﹣1）V/mLc/（mol•L﹣1）V/mLⅠ10100.1100.10t1Ⅱ1050.1100.1xt2Ⅲ20100.1100.1yt3Ⅳ20100.2100.1zt4A．x＝5、y＝0、z＝0 B．t1＞t2＞t3＞t4 C．实验Ⅰ、Ⅱ可用于探究浓度对化学反应速率的影响 D．实验Ⅰ、Ⅲ可用于探究温度对化学反应速率的影响3．对于反应2NO+2H2⇌N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程：第一步：2NO⇌N2O2：快反应；第二步：N2O2+H2→N2O+H2O慢反应；第三步：N2O+H2→N2+H2O快反应。上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述正确的是（）A．该反应的速率由第二步反应决定 B．反应的中间产物有N2O2、N2O和H2 C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞都是有效碰撞 D．若第一步反应的ΔH＜0，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大4．利用无机离子[（L）Rum﹣OH2）]5﹣和[CeⅣ（NO3）6]2﹣（如图可简写为CeⅣ，可以实现水在催化剂作用下制氧气。其相关机理如图所示，下列说法不正确的是（）A．若反应①中为H218O，反应②中为H216O，则产生16O18O B．反应机理整个过程涉及非氧化还原反应 C．催化氧化水的反应为：2H2O+4[CeⅣ（NO3）6]2﹣O2+4[CeⅢ（NO3）6]3﹣+4H+ D．[（L）RuⅢ﹣OH2]5﹣在反应中做催化剂5．在温度t1和t2下，发生反应：X2（g）+H2（g）⇌2HX（g）△H＜0。仅依据平衡常数（K）的变化，不能解释下列事实的是（X2代表卤族元素单质）（）化学方程式K（t1）K（t2）F2+H2⇌2HF1.8×10361.9×1032Cl2+H2⇌2HCl9.7×10124.2×1011Br2+H2⇌2HBr5.6×1079.3×106I2+H2⇌2HI4334A．t2＞t1 B．相同条件下发生反应，平衡时F2、Cl2、Br2、I2的转化率逐渐降低 C．相同条件下，HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．F2、Cl2、Br2、I2与H2反应的剧烈程度逐渐降低.6．常温时，溶液中H2SO3、HSO3﹣、SO32﹣的物质的量分数随pH的分布如图所示。下列叙述正确的是（）A．H2SO3的Ka2的数量级为10﹣7 B．H2SO3溶液中：c（H+）＝ C．pH＝6的NaHSO3溶液所有离子中，c（HSO3﹣）最大 D．用Na2CO3浓溶液吸收少量SO2；CO32﹣+SO2＝SO32﹣+CO27．2023年9月23日，杭州亚运会采用了废碳再生的“绿色甲醇”为燃料，而工业上常用二氧化碳加氢生产甲醇，有利于实现“碳达峰”，反应过程如下所示：①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）③CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）向密闭容器中通入物质的量比为1：3的CO2和H2混合气体，在不同条件下达到平衡，测得平衡时甲醇的物质的量分数x（CH3OH），在t＝250℃下的x（CH3OH）∼p、在p＝5×105Pa下的x（CH3OH）∼t如图所示。下列说法错误的是（）A．在250℃、9×105Pa下，平衡时甲醇的物质的量分数为10% B．在210℃、5×105Pa下，当反应处于Y点状态时，延长反应时间不能达到X点状态 C．保持其他条件不变，增大起始物的比值，可以提高CO2的平衡转化率 D．图像中A点和B点达到了相同的平衡状态8．在两个容积均为4L的恒容密闭容器中，起始时均充入0.4mol乙苯，以温度、催化剂为实验条件变量，发生反应：（g）⇌（g）+H2（g）。测得的结果如图所示。曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间ts且未达到化学平衡时乙苯的转化率，下列说法正确的是（）A．900℃时，无催化剂的容器中，ts内H2的平均反应速率为mol•L﹣1•s﹣1 B．1000℃时，有催化剂的容器中，延长反应时间乙苯的转化率可到达A点 C．1100℃时，曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合，可能是因为催化剂失活 D．其他条件不变时，升高温度或减小压强均能使平衡向右移动，均能使平衡常数K增大9．如图，隔板K可左右移动，甲中充入2molA和1molB，乙中充入2molC和1molHe，此时K停在0处．发生反应2A（g）+B（g）⇌2C（g），达到平衡后，恢复至温度．下列有关说法不正确的是（）A．达平衡后，隔板K最终停留在左侧刻度0～2之间 B．若平衡时K停留在左侧1处，则活塞停留在右侧6处 C．达到平衡时，甲容器中B的物质的量小于乙容器中B的物质的量 D．根据隔板K滑动与否可判断左右两边的反应是否达到平衡10．以下化学平衡原理的应用正确的是（）A．工业生产SO3的反应是：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H＜0，实际生产采用的是高压低温的生产条件 B．关节滑液由于形成尿酸钠晶体：Ur﹣+Na+⇌NaUr（尿酸钠）△H＜0而引发关节炎，治疗的做法是采用冷敷 C．CO中毒是因为CO吸入肺中发生反应：CO+HbO2（氧合血红蛋白）⇌O2+HbCO（碳氧血红蛋白），治疗的做法是把病人放入高压氧仓 D．自来水厂用液氯进行自来水的消毒时会加入少量液氨，发生以下反应，生成比HClO稳定的NH2Cl：NH3+HClO⇌H2O+NH2Cl，目的是降低HClO的毒性二．解答题（共4小题）11．研究人员一直模拟光合作用，利用太阳能量产生化学燃料。科学家发现可利用铜和铁基催化剂，将二氧化碳转化为甲烷燃料，可发生如下反应：①4H2（g）+CO2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）ΔH1＝﹣164.9kJ•mol﹣1②H2（g）+CO2（g）⇌H2O（g）+CO（g）ΔH2＝+41.2kJ•mol﹣1③CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）ΔH3＝+206.1kJ•mol﹣1已知：H2O（g）⇌H2O（l）ΔH＝﹣44kJ•mol﹣1；pA（g）+qB（g）⇌mC（g）+nD（g）KΘ＝，p＝100kPa。请回答下列问题：（1）在298K、101kPa条件下，H2（g）、CO（g）的摩尔燃烧焓（ΔH）分别为﹣285.8kJ•mol﹣1、﹣283kJ•mol﹣1，则CH4（g）的摩尔燃烧焓（ΔH）为，则反应①在自发进行的条件是（填“高温”、“低温”或“任意温度”）。（2）在一定条件下，若向起始压强200kPa恒容密闭容器中通入物质的量比为1：4的CO2和H2混合气体，经20min达到平衡时，测得总压强为150kPa，p（H2O）＝55kPa，则此时H2表示的反应速率为kPa•min﹣1，CH4产率为，反应③的平衡常数KΘ为。（3）在一定条件丁，向某2L恒容密闭容器中充入2molCO2、8molH2，发生上述反应，测得反应10min时，不同温度下甲烷产率如图所示。不同温度对甲烷产率的影响则甲烷产率呈如图所示变化的可能原因是。（4）某学习小组利用甲烷燃料电池提供能量，以铁为电极电解KOH溶液制备K2FeO4，其工作原理如图所示：已知：K2FeO4在强碱性条件下稳定。①乙装置中，离子交换膜为离子交换膜（填“阴”或“阳”），X电极的电极反应式为。②当制取39.6gK2FeO4时，甲装置理论上消耗甲烷的质量为。12．雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g）⇌催化剂2CO2（g）+N2（g）。在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线如图1所示。据此判断：①该反应的ΔH0（填“＞”或“＜”）。②在T1温度下，0～2s内的平均反应速率v（N2）＝。③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若增大催化剂的表面积，则CO转化率（填“增大”“减小”或“不变”）。④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是（填字母）。（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NO3可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣867.0kJ/mol2NO2（g）⇌N2O4（g）ΔH＝﹣56.9kJ/mol写出CH4催化还原N2O4（g）生成N2、CO2和H2O（g）的热化学方程式：。（3）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）ΔH＝﹣98kJ•mol﹣1，将组成（物质的量分数）为2m%SO2（g）和m%O2（g）和q%N2（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为a，试通过列式计算：①SO3压强＝。②平衡常数Kp＝（以分压代替浓度，分压＝总压×物质的量分数）。（只允许出现m、p、a等符号）13．以CO2为原料制备甲烷等能源物质具有较好的发展前景。（1）CO2催化（固体催化剂）加氢合成甲烷过程发生以下两个反应：主反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）ΔH1＝﹣156.9kJ•mol﹣1副反应：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2＝+41.1kJ•mol﹣1①CO2加氢制备CH4的一种催化机理如图1，下列说法中正确的是。A.催化过程使用的催化剂为La2O3和La2O2CO3B.La2O2CO3可以释放出CO2*（活化分子）C.H2经过Ni活性中心断键裂解产生活化态H*的过程为放热过程D.CO2加氢制备CH4的过程需要La2O3和Ni共同完成②保持温度500℃不变，向1L密闭容器中充入4molCO2和12molH2发生反应，若初始压强为p，20min后主、副反应都达到平衡状态，测得此时c（H2O）＝5mol•L﹣1，体系压强变为0.75p，则主反应的平衡常数Kp＝（用含p的式子表示），主、副反应的综合热效应（吸放热之和）为kJ。（2）甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应：Ⅰ.3CH3OH（g）⇌C2H6（g）+3H2O（g）Ⅱ.2CH3OH（g）⇌C2H4（g）+2H2O（g）反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式Rlnk＝﹣+C（Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数）。当改变外界条件时，实验数据如图2中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是。（3）已知：2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）ΔH1＝﹣746.5kJ•mol﹣1，据此可在一定条件下反应消除NO和CO的污染；某研究小组在三个容积均为VL的恒容密闭容器中，分别充入1.0molNO和1.0molCO，在三种不同实验条件（见下表）下进行上述反应，反应体系的总压强（p）随时间变化情况如图3所示：实验编号abc温度/K500500600催化剂的比表面积/（m2•g﹣1）82124124①曲线Ⅲ对应的实验编号是，曲线Ⅰ中压强降低的原因是。②用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理，其原理示意如图4（质子膜允许H+和H2O通过），电极I发生的电极反应为。14．Ⅰ.碳热还原BaSO4过程中可能发生下列反应。ⅰ.BaSO4（s）+2C（s）═2CO2（g）+BaS（s）ΔH1ⅱ.BaSO4（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）ΔH2＝+571.2kJ⋅mol﹣1ⅲ.BaSO4（s）+4CO（g）═4CO2（g）+BaS（s）ΔH3＝﹣118.8kJ⋅mol﹣1（1）ΔH1＝；温度升高，C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）平衡常数K将（填“增大”、“减小”、“不变”）。Ⅱ.乙炔的加成反应是众多科研工作者的研究对象。不同温度下，1.2molHCl与1molC2H2制氯乙烯（CH═CH+HCl⇌CH2═CH﹣Cl），在1L刚性容器中反应3h，实验数据如图。①135℃时，3h内v（C2H2）＝（保留两位小数，下同）。②该反应最适宜温度下平衡常数K≥。（3）《自然》杂志发表的一篇文章中，提出在催化剂AuCl/C作用下上述反应的反应历程如图所示。“2→3”的化学方程式可表示为：HCl+AuCl→HCl/AuCl。①“4→5”的化学方程式为。②反应物在催化剂表面经历过程“扩散→吸附（活性位点）→表面反应→脱附”。若保持体系中C2H2分压不变，HCl分压过高时反应催化效率降低的可能原因是。（4）西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略，在室温条件下，水溶液介质中可选择性地将C2H2还原为C2H4，其原理示意图如图：①阴极的电极反应式为：。②同温同压下，相同时间内，若进口处气体物质的量为amol，出口处气体的总体积为进口处的x倍，则C2H2转化率为。PAGEPAGE1化学平衡综合练习参考答案一．选择题（共10小题）1．C； 2．B； 3．A； 4．B； 5．D； 6．B； 7．B； 8．C； 9．B； 10．C； 二．解答题（共4小题）11．﹣890.3kJ/mol； 低温； 5.25； 62.5%； 0.0605； 1； 随温度升高，催化剂活性逐渐增强，反应速率逐渐加快，则甲烷产率增大，T2K以后再升高温度，可能催化剂活性降低（或反应①平衡逆向移动程度大于反应③平衡正向移动程度，导致甲烷产率降低）； 阴； Fe﹣6e﹣+8OH﹣＝+4H2O； 2.4g； 12．＜； 0.05mol/（L•s）； 不变； bd； CH4（g）+N2O4（g）＝N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣810.1kJ/mol； ； ； 13．BD； ； ﹣272.7； 加入催化剂； b； 正反应是气体分子数减小的反应，随着反应进行，气体分子数减少，压强减小； 2+2e﹣+2H+＝S2+2H2O； 14．+226.2kJ/mol； 增大； 0.18mol/（L•h）； 222.72（mol/L）﹣1； CH≡CH+HCl/AuCl═CH2＝CHCl/AuCl； 催化剂吸附的较多HCl，阻碍了乙炔与其的接触，产率降低； C2H2+2e﹣+2H2O＝C2H4+2OH﹣； 200（x—1）%；化学平衡综合练习参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．【答案】C【解答】解：由2v（M）＝3v（N）、v（N）＝v（P），可知M、N、P的化学计量数之比为3：2：2，该反应可表示为3M+2N═2P，故C正确，故选：C。2．【答案】B【解答】解：A．实验Ⅱ和实验Ⅰ相比较，变量为Na2S2O3的浓度，其他量均相同，根据控制变量法，溶液的总体积应相同，由实验Ⅰ可知为20mL，则加入H2O的体积为5.0mL，x＝5，同理，y＝0，z＝0，故A正确；B．温度越高，浓度越大，反应速率越快，实验Ⅳ的反应速率最快，实验Ⅲ与Ⅰ中Na2S2O3的浓度相同，但实验Ⅲ中的温度又比Ⅰ高，因此反应速率Ⅲ＞Ⅰ，实验Ⅰ中Na2S2O3的浓度比Ⅱ大，反应速率Ⅰ＞Ⅱ，反应速率：Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ，出现浑浊需要的时间：t2＞t1＞t3＞t4，故B错误；C．由表格数据可知，实验Ⅰ、Ⅱ中Na2S2O3浓度不同，其他量相同，用于探究浓度对化学反应速率的影响，故C正确；D．由表格数据可知，实验Ⅰ、Ⅲ中Na2S2O3温度不同，其他量相同，用于探究温度对化学反应速率的影响，故D正确；故选：B。3．【答案】A【解答】解：A．反应的速率由最慢的一步决定反应决定，活化能越大，反应速率越小，则第二步的反应较慢，该反应的速率由第二步反应决定，故A正确；B．由反应历程可知，N2O2、N2O都为中间产物，H2为反应物，故B错误；C．只有发生化学反应的碰撞才为有效碰撞，不是每一次碰撞都是有效碰撞，故C错误；D．无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正逆反应速率都增大，故D错误；故选：A。4．【答案】B【解答】解：A．若反应①中为H218O，反应②中为H216O，则产生的[（L）RuⅢOOH]6﹣中存在16O18O，故A正确；B．据图可知该流程中的转化都存在元素化合价的升降，都属于氧化还原反应，不存在非氧化还原反应，故B错误；C．根据流程可知该反应中H2O和[CeⅣ（NO3）6]2﹣为反应物，最终产物为[CeⅢ（NO3）6]3﹣、O2和H+，总反应为2H2O+4[CeⅣ（NO3）6]2﹣O2↑+4[CeⅢ（NO3）6]3﹣+4H+，故C正确；D．总反应为2H2O+4[CeⅣ（NO3）6]2﹣O2↑+4[CeⅢ（NO3）6]3﹣+4H+，[（L）RuⅢ﹣OH2]5﹣在反应中做催化剂，故D正确；故选：B。5．【答案】D【解答】解：A．反应正向放热，升温平衡逆向移动，K值减小，K（t2）＜K（t1），故t2＞t1，故A正确；B．相同条件下发生反应，F2、Cl2、Br2、I2的平衡常数逐渐减小，反应正向进行程度减小，平衡时F2、Cl2、Br2、I2的转化率逐渐降低，故B正确；C．相同条件下发生反应，F2、Cl2、Br2、I2的平衡常数逐渐减小，反应正向进行程度减小，HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，故C正确；D．F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，F2、Cl2、Br2、I2与H2反应的剧烈程度逐渐降低.，与K值无关，故D错误；故选：D。6．【答案】B【解答】解：A．HSO3﹣、SO32﹣的物质的量分数相等时（图中右侧交点），H2SO3的Ka2＝＝c（H+）＝10−pH≈10−7.2，数量级为10−8，故A错误；B．H2SO3溶液中，由电荷守恒可得c（H+）＝2c（SO32﹣）+c（HSO3﹣）+c（OH﹣），则有：c2（H+）＝2c（SO32﹣）•c（H+）+c（HSO3﹣）•c（H+）+c（OH﹣）•c（H+）＝2c（HSO3﹣）•Ka2+c（H2SO3）•Ka1+Kw，c（H+）＝，故B正确；C．pH＝6的NaHSO3溶液所有离子中，HSO3﹣发生水解和电离导致其浓度降低，c（Na+）最大，故C错误；D．用Na2CO3浓溶液吸收少量SO2，CO32﹣转化为HCO3﹣而非CO2，故D错误；故选：B。7．【答案】B【解答】解：A．由图可知，250℃、9×105Pa下，平衡时甲醇的物质的量分数为10%，故A正确；B．在210℃、5×105Pa下，X点状态时达到平衡，当反应处于Y点状态时，未达到平衡，条件不变，可延长反应时间到达平衡，即达到X点状态，故B错误；C．保持其他条件不变，增大起始物的比值，相当于n（CO2）不变，增大n（H2），则CO2的转化率增大，故C正确；D．两曲线表示不同条件下达到平衡时甲醇的物质的量分数x（CH3OH），曲线上的点都是平衡点，即图像中A点和B点达到了相同的平衡状态，故D正确；故选：B。8．【答案】C【解答】解：A．ts时乙苯的转化率为30%，则生成的氢气为0.12mol，容器体积为4L，则ts内H2的公式V＝＝mol•L﹣1•s﹣1，故A错误；B．催化剂不影响平衡的移动，加入催化剂，乙苯的平衡转化率（等于50%）不变，延长反应时间乙苯的转化率不可能到达A点，故B错误；C．催化剂需要适宜温度，根据图像，约1100℃，曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合，说明不论有无催化剂，平均反应速率相同，则可能是催化剂失活，故C正确；D．平衡常数只受温度影响，其他条件不变时，减小压强，平衡向右移动，但不能改变平衡常数，故D错误；故选：C。9．【答案】B【解答】解：A.2A（g）+B（g）2C（g），由于甲中充入2molA和1molB，反应向正反应方向移动，A中压强降低，最多能转化为2molC，但是由于反应是可逆反应，所以C的物质的量在0﹣2mol之间，所以达到平衡后，隔板K不再滑动，最终停留在左侧刻度0﹣2之间，故A正确；B．“隔板K最终停留在左侧1处”说明反应后气体体积为5格，即物质量为2.5mol，甲中气体的物质的量为2.5mol，乙中A、B、C三种气体的总量比甲中至少多1mol，即大于3.5mol，故乙中气体的体积要在6刻度右侧，故B错误；C．隔板可以滑动，说明是等压条件．乙中充入1molHe，等于给甲加压，平衡右移，B的物质的量减少，则甲容器中B的物质的量小于乙容器中B的物质的量，故C正确；D．平衡移动，气体体积会发生变化，隔板随之滑动，当隔板不移动时，说明达到平衡状态，故D正确．故选：B．10．【答案】C【解答】解：A．由勒夏特列原理知高压虽然利于SO2生成，但在常压下SO2的平衡转化率已经很高，加压必须增加设备，增大投资和能量消耗，故实际生产中，通常采用常压操作，而低温反应速率较低，不利于生成，该反应的正反应为放热反应，升高温度不利用平衡向正反应方向移动，但必须选择合适的温度，不能太低，需考虑催化剂的活性，实际生产采用的是常压和400℃～500℃的生产条件，故A错误；B．Ur﹣+Na+⇌NaUr（尿酸钠）△H＜0，关节滑液由于形成尿酸钠晶体有疼痛感，升高温度逆向移动，减小疼痛感，治疗的做法是采用热敷，故B错误；C．CO中毒的病人放入高压氧仓中，氧气的浓度增大，CO+HbO2（氧合血红蛋白）⇌O2+HbCO（碳氧血红蛋白）平衡向左移动，达到救治目的，故C正确；D．在反应NH3+HClO⇌H2O+NH2Cl中，加入入少量液氨，平衡正向移动，加液氨后，使HClO部分转化为较稳定的NH2Cl；当HClO开始消耗后，化学平衡向左移动，又产生HClO起杀菌作用，目的是增长杀菌时间，故D错误；故选：C。二．解答题（共4小题）11．【答案】（1）﹣890.3kJ/mol；低温；（2）5.25；62.5%；0.0605；（3）随温度升高，催化剂活性逐渐增强，反应速率逐渐加快，则甲烷产率增大，T2K以后再升高温度，可能催化剂活性降低（或反应①平衡逆向移动程度或反应③平衡正向移动程度，导致甲烷产率降低）；（4）①阴；Fe﹣6e﹣+8OH﹣＝+4H2O；②2.4g。【解答】解：（1）H2（g）、CO（g）的摩尔燃烧焓（ΔH）分别为﹣285.8kJ•mol﹣1、﹣283kJ•mol﹣1，热化学方程式：④H2（g）+O2（g）＝H2O（l）ΔH＝﹣285.8kJ/mol，⑤CO（g）+O2（g）＝CO2（g）ΔH＝﹣283kJ/mol，根据盖斯定律：②+③+④×2+⑤×2计算CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（l）的ΔH＝（+206.1kJ•mol﹣1）+（+41.2kJ•mol﹣1）+（﹣285.8kJ/mol）×2+（﹣283kJ/mol）×2＝﹣890.3kJ/mol；反应①的ΔH＜0、ΔS＜0，低温条件下ΔH﹣TΔS＜0，即低温时反应①能自发进行，故答案为：﹣890.3kJ/mol；低温；（2）若起始时n（CO2）＝1mol，n（H2）＝4mol，1mol气体的分压为40kPa，则平衡时混合气体的总量为mol＝3.75mol，n（H2O）＝mol＝1.375mol，设平衡时n（CO2）＝xmol，n（H2）＝ymol，n（CH4）＝zmol，n（CO）＝amol，x+y+z+a＝3.75﹣1.375＝2.375，根据C、H、O原子守恒可得：x+z+a＝1、2y+4z+2.75＝8、2x+a+1.375＝2，解得x＝0.25，y＝1.375，z＝0.625，a＝0.125，p（H2）＝1.375×40kPa＝55kPa，p（CO）＝5kPa，p（CH4）＝25kPa，v（H2）＝＝kPa/min＝5.25kPa/min，CH4产率为×100%＝62.5%，CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）的平衡常数KΘ＝＝0.0605，故答案为：5.25；62.5%；0.0605；（3）反应①是放热反应，反应③是吸热反应，由图可知，T2K以前反应未达到平衡状态，随着温度升高，催化剂活性增大，反应速率加快，甲烷产率逐渐增大，但T2K以后再升高温度时甲烷产率降低，可能是催化剂活性降低、也可能是反应①平衡逆向移动程度大于反应③平衡正向移动程度，故答案为：随温度升高，催化剂活性逐渐增强，反应速率逐渐加快，则甲烷产率增大，T2K以后再升高温度，可能催化剂活性降低（或反应①平衡逆向移动程度大于反应③平衡正向移动程度，导致甲烷产率降低）；（4）①由上述分析可知，装置乙为电解池，X电极为阳极，Y电极为阴极，铁为电极电解KOH溶液制备K2FeO4，则Fe为阳极，阳极反应式为Fe﹣6e﹣+8OH﹣＝+4H2O，阳极消耗OH﹣，所以阴极生成的OH﹣通过离子交换膜移向阳极，即该离子交换膜为阴离子交换膜，故答案为：阴；Fe﹣6e﹣+8OH﹣＝+4H2O；②原电池的负极反应式为CH4+2H2O﹣8e﹣＝CO2+8H+，阳极反应式为Fe﹣6e﹣+8OH﹣＝+4H2O，根据电子守恒可得关系式：3CH4～4K2FeO4，n（CH4）＝n（K2FeO4）＝0.75×＝0.15mol，m（CH4）＝nM＝0.15mol×16g/mol＝2.4g，故答案为：2.4g。12．【答案】（1）①＜；②0.05mol/（L•s）；③不变；④bd；（2）CH4（g）+N2O4（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣810.1kJ/mol；（3）①；②。【解答】解：（1）①由图1可知，温度T1先到达平衡，故温度T1＞T2，温度越高平衡时，二氧化碳的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，ΔH＜0，故答案为：＜；②由图可知，T2温度时2s到达平衡，平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.2mol/L，故v（CO2）＝＝0.1mol/（L•s），速率之比等于化学计量数之比，故v（N2）＝v（CO2）＝×0.1mol/（L•s）＝0.05mol/（L•s），故答案为：0.05mol/（L•s）；③接触面积越大反应速率越快，但催化剂不影响平衡移动，则CO转化率不会改变，故答案为：不变；④a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻V正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确，c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故c错误；d、NO的质量分数为定值，t1时刻处于平衡状态，故d正确；故答案为：bd；（2）已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH1＝﹣867kJ/molⅡ、2NO2（g）⇌N2O4（g）ΔH2＝﹣56.9kJ/mol根据盖斯定律，Ⅰ﹣Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）＝N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故ΔH＝﹣867kJ/mol﹣（﹣56.9kJ/mol）＝﹣810.1kJ/mol，即CH4（g）+N2O4（g）＝N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣810.1kJ/mol，故答案为：CH4（g）+N2O4（g）＝N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣810.1kJ/mol；（3）①根据体积之比等于物质的量的比，2m%+m%+q%＝100%3m+q＝100，设SO2的物质的量为2m，O2的物质的量为mSO2（g）+O2（g）⇌SO3（g）开始2mm0变化a×2ma×ma×2m平衡2m﹣a×2mm﹣a×ma×2m反应后的总量：2m﹣a×2m+m﹣a×m+a×2m+q＝3m+q﹣αm，结合3m+q＝100，反应后的总量＝100﹣αm，，则p（SO3）＝，故答案为：；②平衡常数Kp＝＝＝，故答案为：。13．【答案】（1）①BD；②；﹣272.7；（2）加入催化剂；（3）①b；正反应是气体分子数减小的反应，随着反应进行，气体分子数减少，压强减小；②2+2e﹣+2H+＝S2+2H2O。【解答】解：（1）①A．根据CO2加氢制CH4的催化机理图示，催化过程使用的催化剂为La2O3，La2O2CO3为中间产物，故A错误；B．根据图示，La2O2CO3可以释放出CO2*（活化分子），故B正确；C．H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H*的过程为断开化学键的过程，断键吸收热量，故C错误；D．根据图示，La2O3是将CO2转化为CO2*（活化分子）的催化剂，Ni是将H2转化为活化态H*的催化剂，则加氢制CH4的过程需要La2O3和Ni共同催化完成，故D正确；故答案为：BD；②副反应为分子数不变的反应，与压强无关，主反应为分子数减少的反应，平衡压强减少，恒温恒容下，压强与物质的量成正比，设参与主反应的二氧化碳和氢气的物质的量分别为amol、mmol；参与副反应的二氧化碳和氢气的物质的量分别为bmol、nmol，其中a+b＝4、m+n＝12，建立三段式得：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）起始（mol）am00变化（mol）x4xx2x平衡（mol）a﹣xm﹣4xx2xCO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）起始（mol）bn00变化（mol）yyyy平衡（mol）b﹣yn﹣yyy容器中平衡时总物质的量为p（平）＝0.75p，总物质的量为n（平）＝a+b+m+n﹣2x﹣（16﹣2x）mol，恒温恒容下，压强与物质的量成正比，则代入数据得，解得x＝2；根据水的物质的量为n（H2O）＝cV＝5×1＝5mol，即2x+y＝5，代入x＝2，解得y＝1，所以平衡时的总物质的量为n（平）＝12mol，其中n（CO2）＝1mol、n（H2）＝3mol、n（CH4）＝2mol、n（H2O）＝5mol，平衡分压为p（CO2）＝×0.75p、p（H2）＝×0.75p、p（CH4）＝×0.75p、p（H2O）＝×0.75p，代入平衡常数表达式中得Kp＝＝＝；主反应的ΔH1＝﹣156.9kJ/mol，每生成2mol水放热156.9kJ，达到平衡时生成4mol水，放出热量156.9×2kJ、副反应的ΔH×＝+41.1kJ/