第七章 化学反应速率和化学平衡 章末综合检测卷（解析版） 高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练第七章化学反应速率和化学平衡章末综合检测卷第I卷（选择题）一、选择题（每小题3分，共48分）1．（2022·全国·课时练习）10mL浓度为的溶液与过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）A．加入适量的的溶液 B．加入适量的蒸馏水C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液【答案】C【详解】A．加入适量的的溶液，增大了氢离子的浓度，也增大了氢离子的物质的量，生成的总量会增多，A错误；B．加入适量蒸馏水，氢离子的浓度减小，化学反应速率减小，B错误；C．加入数滴硫酸铜溶液，Zn足量，构成锌铜原电池，加快反应速率，且没有改变氢离子的物质的量，不影响生成氢气的总量，C正确；D．加入适量的硫酸钠溶液，氢离子的浓度减小，化学反应速率减小，D错误；故选C。2．（2022·辽宁抚顺期末）T℃时，在2L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是（）A．10s时反应生成了0.4molCB．该反应进行到10s时，消耗了0.4molAC．该反应的化学方程式为D．10s内用B表示的反应速率为【答案】B【详解】A．10s时C的浓度为0.4mol∙L−1，则反应生成了0.8molC，故A错误；B．该反应进行到10s时，A的浓度改变了0.2mol∙L−1，则反应消耗了0.4molA，故B正确；C．根据图中信息得到A、B、C浓度分别改变了0.2mol∙L−1、0.6mol∙L−1、0.4mol∙L−1，根据改变量之比等于计量系数之比得到该反应的化学方程式为，故C错误；D．10s内用B表示的反应速率为，故D错误。综上所述，答案为B。3．（2022·全国课时练习）一定温度下，在恒容反应器中发生反应，化学反应速率(k为化学反应速率常数，其数值与温度有关)。实验测得该温度下反应物浓度与化学反应速率的关系如表所示：0.010.020.020.010.010.010.0150.015x根据表中的测定结果，下列结论不正确的是（）A．表中x的值为B．化学反应速率C．升高温度，各物质浓度不变，化学反应速率不变D．催化剂影响k的大小【答案】C【分析】将表格中相应数据代入方程式，，解得；，解得，；【详解】A．后将第四列数据带入计算可得，故A正确；B．、、；所以，胡B正确；C．升高温度时，各物质的浓度不变，但k增大，反应速率加快，故C错误；D．催化剂改变反应速率，加入催化剂，各物质浓度不变，故催化剂可能对k影响较大，故D正确；选C。4．（2022·全国课时练习）反应

。关于该反应的下列图像(为体系中的质量分数)不正确的是（）A． B．C． D．【答案】C【详解】A．正反应为吸热反应，升高温度，正、逆反应速率都增大，A正确B．正反应为吸热反应，升高温度，反应速率加快，达到平衡所需时间减小，且平衡向正反应方向移动，的质量分数减小，B正确；C．温度相同时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，的质量分数增大，C错误；D．温度相同时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，的质量分数增大；相同压强，升高温度，平衡向正反应方向移动，的质量分数减小，D正确；故选C。5．（2022·全国课时练习）反应的平衡常数为，反应的平衡常数为，则、的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)（）A． B． C． D．【答案】C【详解】反应的平衡常数为＝，则相同温度下，反应的平衡常数K2=,所以，C项正确。6．（2022·湖南·高三开学考试）下列实验方案中，能达到相应实验目的的是（）A．实验室制取乙酸乙酯B．探究浓度对反应速率的影响C．蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体D．进行喷泉实验A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．乙醇、乙酸易溶于水，图中导管口在碳酸钠溶液的液面下，易发生倒吸，为防止倒吸，应使导管口在碳酸钠溶液的液面上，A错误；B．和反应生成硫酸钠和水，无明显现象，不能判断速率快慢，B错误；C．加热促进铝离子水解，且生成盐酸易挥发，则蒸干得到氢氧化铝，C错误；D．极易和溶液反应，导致烧瓶中的气体压强快速减小，故能形成喷泉，D正确；故选D。7．（2022·全国课时练习）用合成甲醇()的化学方程式为，按照相同的物质的量投料，测得在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是（）A．温度：B．正反应速率：、C．平衡常数：、D．平均摩尔质量：、【答案】C【分析】该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，压强相同时温度降低，平衡正向移动，的平衡转化率增大；温度相同时压强增大，平衡正向移动，的平衡转化率增大；化学平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相同，据此分析解答。【详解】A．该反应的正反应为放热反应，压强相同时降低温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大，则，A错误；B．根据A项分析，a点温度比c点低，两点压强相同，温度越高，反应速率越大，故；b、d两点温度相同，压强越大，反应速率越大，b点压强大于d点压强，则，B错误；C．a点温度比c点低，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，则，b、d两点温度相同，平衡常数相同，则，C正确；D．按照相同的物质的量投料，的平衡转化率越大，气体的总物质的量越小，而气体的总质量不变，由总可知，越大，则，，D错误；答案选C。8．（2022·全国课时练习）一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入2A和1B，发生反应，3min后达到平衡，此时A的物质的量是0.8。下列说法正确的是（）A．0~3min内为0.1B．当压强不变时，说明反应达到平衡状态C．如果此时再向容器中通入少量C，平衡逆向移动，再次平衡时C的体积分数增大D．反应达到平衡时，【答案】D【详解】A．D为固体，其浓度被视作常数，一般不用固体来表示化学反应速率，故A错误；B．该反应为反应前后气体体积不变的反应，压强始终不变，所以压强不变不能说明反应达到平衡状态，故B错误；C．达到平衡后，再向容器中通入少量C，平衡逆向移动，与原平衡等效，所以再次平衡时C的体积分数不变，故C错误；D．化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，所以反应达到平衡时，，故D正确；答案选D。9．（2022·山西·大同市第二中学校高三开学考试）化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是（）选项操作或做法目的A用玻璃棒蘸取某样品进行焰色反应检验样品中的钠元素B用pH计测定同浓度的与NaY溶液的pH比较和HY的酸性C向酸性溶液中先通入少量，充分反应后，再滴入几滴溶液验证被氧化为D向溶液中加入过量的KI溶液，充分反应后，再滴入几滴KSCN溶液探究KI与反应的可逆性A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．玻璃棒中含有钠元素，对实验有干扰，应选用铂丝或铁丝蘸取样品进行焰色反应，A项错误；B．比较和HY的酸性，需要测定相同浓度的NaHX与NaY溶液的pH，B项错误；C．酸性高锰酸钾溶液一般是用硫酸酸化的，溶液中原来有，干扰氧化产物的检验，不能说明被氧化为，C项错误；D．加入过量的KI溶液，充分反应后加入KSCN溶液，溶液变红，可知Fe3+未完全反应，可证明KI与的反应为可逆反应，D项正确；答案选D。10．（2022·全国课时练习）一定温度下，把2.5A和2.5B混合充入容积为2L的密闭容器里，发生如下反应：，经5s反应达平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2，同时生成1D。下列叙述中不正确的是（）A．反应达到平衡状态时A的转化率为60%B．C．若混合气体的密度不再变化，则该可逆反应达到化学平衡状态D．反应达到平衡状态时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强之比为6∶5【答案】D【分析】经5s反应达到平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2，则生成C的物质的量为，同时生成1D，则，解得，列“三段式”如下：结合转化率及气体物质的量之比等于压强之比进行计算。【详解】A．反应达到平衡状态时A的转化率为，A正确；B．由上述分析可知，x=4，B正确；C．B为固体，气体的质量为变量，体积不变，则混合气体的密度不再变化，则该可逆反应达到化学平衡状态，C正确；D．反应达到平衡状态时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比为，D错误；故答案选：D。11．（2022·全国课时练习）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。下列各项：①；②密闭容器中压强不变；③密闭容器中混合气体的密度不变；④密闭容器中氨气的体积分数不变；⑤密闭容器中不变。能判断该反应已经达到化学平衡状态的是（）A．②③⑤ B．②③④ C．①④ D．全部【答案】A【详解】，没有说明是正反应速率还是逆反应速率，也不符合化学计量数的比例关系，①错误；该反应是气体体积增大的反应，密闭容器中压强不再增大时，说明反应达到平衡状态，②正确；根据(气体)，气体质量是变量，容器体积不变，密闭容器中混合气体的密度不再变化时能说明反应达到平衡状态，③正确；反应生成的、的物质的量之比始终是2∶1，因此密闭容器中氨气的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态，④错误；密闭容器中在增大，当不再变化时，能说明反应达到平衡状态，⑤正确；综上所述能判断该反应已经达到化学平衡状态的是②③⑤；故答案选：A。12．（2022·湖南阶段练习）下列在常温下不能自发进行且是熵增过程的反应为（）A．工业合成氨的反应 B．碳与二氧化碳的反应C．碳酸氢钠与盐酸的反应 D．与的反应【答案】B【详解】A．工业合成氨的反应在常温下不能进行，但该反应是熵减过程，不符合题意，A项错误；B．碳与二氧化碳的反应条件为高温，常温下不能自发进行，且反应是熵增过程，B项正确；C．碳酸氢钠与盐酸在常温下能反应，不符合题意，C项错误；D．与在常温下能反应，不符合题意，D项错误；答案选B。13．（2022·四川绵阳期末）我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法错误的是（）A．总反应为放热反应 B．第①步有C=O键断裂C．第②步有C-C键形成 D．催化剂可有效提高化学反应速率【答案】B【详解】A．由示意图可看出，反应物总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，故A正确；

B．由示意图可看出，第①步有C-H键断裂，故B错误；C．由示意图可看出，第②步有C-C键形成，故C正确；

D．催化剂可降低反应所需活化能，有效提高化学反应速率，故D正确；故答案为：B14．（2022·重庆八中高一期末）下列关于化学反应速率或化学平衡图象的说法不正确的是（）A．图①为反应aA(s)+2B(g)xC(g)中物质的量随时间的变化关系，则x=2B．图②中φ可表示反应X(g)+3Y(g)2W(g)ΔH<0中X的体积分数C．图③表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)的影响，则p甲<p乙D．图④表示温度对某化学平衡体系的影响，则该平衡体系的ΔH>0【答案】B【详解】A．由图①可知达到平衡时v(B)：(C)=mol·L-1·min-1：mol·L-1·min-1=1:1,根据对于确定的化学反应以不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，所以x=2，故A正确；B．升高温度，反应逆向移动，X的体积分数增大，故B错误；C．该反应是反应前后气体体积不变的反应，压强对反应前后气体体积不变的反应的平衡状态没影响，增大压强，平衡不移动，反应速率加快，达到平衡需要的时间缩短，故C正确；D．图④中正、逆反应速率曲线的交点为平衡点，升高温度，正反应速率大于逆反应速率，则平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，故D正确。故选B。15．（2022·四川·乐山市教育科学研究）反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)的能量变化示意图如图所示，已知H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ·mol-1，下列说法正确的是（）A．使用催化剂后，反应能量变化曲线可能为①B．温度升高，该反应的平衡常数减小C．该反应的△S>0D．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是放热反应【答案】B【详解】A．催化剂不影响物质的能量，只能改变反应的活化能，故A错误；B．从图中可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B正确；C．该反应的反应物的总物质的量大于生成物的总物质的量，所以该反应的△S＜0，故C错误；D．从图中可以看出，反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(l)的△H=-3.0kJ·mol-1，H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ·mol-1，将两反应相减，得反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，△H=-3.0kJ·mol-1-(-44kJ·mol-1)=+41.0kJ·mol-1，故D错误；故选B。16．（2022·河南·宝丰县第一高级中学高三阶段练习）在亚纳米金属钯(Pd)团簇作用下，过氧化氢可以直接将苯高效催化转化为苯酚，催化剂中掺杂碱金属离子可改变催化能力，反应历程如图(*表示吸附态，TS表示过渡态)，下列说法错误的是（）A．苯与H2O2反应生成苯酚是放热反应B．反应历程中，存在反应+O*→C．使用Pd－Na+催化剂后，每一步的产物均比使用Pd催化剂更稳定D．其他条件相同时，使用掺杂Na+的催化剂，单位时间内可得更多苯酚产品【答案】C【详解】A．由反应历程可知，苯酚和水的总能量低于和苯的总能量，苯与反应生成苯酚是放热反应，A正确；B．反应历程中存在+H2O+O*+H2O,，即+O*，B正确；C．第一步和第二步中使用催化剂产物能量更高，不稳定，C错误；D．使用催化剂后，每一步的活化能均比使用催化剂低，反应速率加快，单位时间内可生成更多苯酚，D正确；故答案选C。第II卷（非选择题）二、非选择题（共52分）17．（2022·全国课时练习）

的反应机理如下：反应i：

反应ii：

其能量与反应过程的关系如图所示。已知：对于基元反应，其速率方程为。回答下列问题：(1)△H1_______0(填“＞”或“＜”)。(2)反应i逆反应的活化能为_______kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。(3)决定总反应速率快慢的是_______(填“反应i”或“反应ii”)。(4)各步反应速率方程如表，其中k1、k2、k3、k4分别为v1(正)、v1(逆)、v2(正)、v2(逆)的速率常数，且仅与温度有关。反应i反应iiv1(正)v1(逆)v2(正)v2(逆)实验测得总反应的速率方程为v(正)=kc(I2)∙c(H2)，则k=_______(用仅含k1、k2、k3的代数式表示)。【答案】(1)＞(2)a+b-c+15(3)反应ii(4)【解析】（1）从题图中可以看出，1molI2(g)的能量低于2molI(g)的能量，所以△H1＞0；（2）设反应i逆反应的活化能为xkJ/mol，根据题图可知，I2(g)2I(g)的△H1=(a-x)kJ/mol，反应ii的，总反应的△H=△H1+△H2=(a-x)kJ/mol+(b-c)kJ/mol=-15kJ/mol，所以x=a+b-c+15；（3）由题图可知：反应ii的活化能大于反应i的活化能，所以反应ii发生需消耗的能量更多，其化学反应的速率慢，由于慢反应决定总反应速率的快慢程度，故反应ii决定总反应速率的快慢；（4）该反应的决速步骤是反应ii。反应i达到平衡时，正、逆反应速率相等，，所以，代入v2(正)，即v2(正)，和v(正)，，所以。18．（2022·河南·宝丰县第一高级中学高三阶段练习）甲烷干重整反应可以同时转化CH4和CO2两种温室气体，并制备高附加值的合成气(H2和CO混合气体)。(1)已知转化2molCH4吸收386.6kJ热量，则可逆反应甲烷干重整的热化学方程式为_______________________________________，反应物总键能_________生成物总键能(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)T℃、压强为p时，以n(CH4)：n(CO2)：n(Ar)=1：1：3的投料比，在密闭容器中发生甲烷干重整反应，主要副反应为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。①反应体系中加入Ar的作用是___________________。②CH4和CO2的平衡转化率分别是60%和80%，则H2的产率为_________，T℃下副反应的平衡常数K=______________。(3)北京大学徐东升教授团队开发了一种甲烷干重整光催化剂—Rh/CexWO3，光诱导过程机理如图(Vo表示氧空位)。光照时，光催化剂产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动反应进行，下列叙述错误的是_______________。A．反应过程中有非极性键的断裂和形成B．e-从Ce原子转移到W，进而转移到吸附在氧空位的CO2分子上C．h+和Rh附近的晶格氧结合，促进沉积在Rh上的C快速被消耗移除D．CO2解离后在氧空位留下氧原子，一段时间后催化剂含氧量增加(4)碱性甲烷燃料电池中，负极的电极反应式为____________________。【答案】(1)

大于(2)恒压体系加入无关气体可以降低反应物分压，促使主反应平衡正向移动，提高反应物的转化率

50%

1.4(3)AD(4)【解析】（1）和反应生成和，转化2molCH4吸收386.6kJ热量，则甲烷干重整的热化学方程式为，即反应物的总键能大于生成物的总键能；（2）①恒压体系加入无关气体相当于增大体积，对于气体分子数增大的反应，可以降低反应物分压，促使平衡正向移动，提高转化率；②设和初始投料各，平衡转化率分别是60%和80%，可知二者分别消耗和，则有：平衡时，容器中有，，，，和，理论上，的产量为，则的平衡产率为=50%；副反应是气体分子数不变的反应，====1.4；（3）A．反应过程中有非极性键的生成，没有非极性键的断裂，A项错误；B．由机理图可知，从原子转移到W，再转移到吸附在氧空位的分子上，B项正确；C．和附近的晶格氧结合，促进沉积在上的C快速被消耗移除，可以减少积碳，C项正确；D．解离后在氧空位留下氧原子，可以迁移到新的氧空位上，从而形成氧化还原循环，催化剂含氧量不变，D项错误；答案选AD；（4）碱性甲烷燃料电池中，甲烷作负极，负极的电极反应为。19．（2022·全国·高二课时练习）和均为重要的工业原料。已知：ⅠⅡ请回答下列问题：(1)与反应生成、和氯气的热化学方程式为___________。升高温度对该反应的影响为___________。(2)若反应Ⅱ的逆反应的活化能为E，则E___________(填“>”“<”或“=”)220.9。(3)t℃时，向10L恒容密闭容器中充入1和2，发生反应Ⅰ。5min时达到平衡，测得的物质的量为0.2。①0~5min内，用表示的反应速率___________。②的平衡转化率为___________。③下列措施，既能加快逆反应速率又能增大的平衡转化率的是___________(填字母)。A．缩小容器容积

B．加入催化剂

C．分离出部分

D．增大浓度【答案】(1)

反应速率加快，平衡正向移动，反应物的转化率增大(2)>(3)0.008

20%

D【解析】（1）根据盖斯定律，由Ⅰ-Ⅱ可得；升高温度，活化分子百分数增大，导致化学反应速率加快，平衡向吸热反应方向移动，向正反应方向移动，反应物的转化率增大，故答案为：；反应速率加快，平衡正向移动，反应物的转化率增大；（2）反应Ⅱ的正反应为放热反应，若逆反应活化能表示为E，则，故答案为：>；（3）①0~5min内，用表示的反应速率，故答案为：0.008；②的平衡转化率为，故答案为：20%；③A．缩小容器容积相当于增大压强，正、逆反应速率都加快，平衡不移动，故A错误；B．加入催化剂，正、逆反应速率都加快，平衡不移动，故B错误；C．分离出部分，是固体，不影响平衡移动和化学反应速率，故C错误；D．增大浓度既能加快逆反应速率又能增大的平衡转化率，故D正确；故答案为：D。20．（2022·浙江·高三开学考试）工业合成尿素(H2NCONH2)以CO2和NH3为原料，在合成塔中存在如图转化：图1(1)液相中，合成尿素总反应的热化学反应方程式为____________________。(2)一定条件下，CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比[L=]、水碳比[M=]的关系如图2和图3所示，回答下列问题：①图2可知，其他条件不变，随温度升高，CO2的平衡转化率先上升后下降，“先升高”的原因是__________________________________；“后下降”的原因是由于设备腐蚀加剧等因素造成CO2的平衡转化率下降。②下列说法正确的是_________。A．图2两曲线中L1<L2B．增大氨碳比有利于提高尿素产率，过量氨气能与水蒸气作用促进第二步反应正移C．图3曲线M1>M2，增大水碳比有利于尿素生成D．实际工业生产时，可选用初始条件为氨碳比L1和水碳比M1③若已知M1>M0，请在图2中画出在初始L1和M1条件下，CO2的平衡转化率随温度变化曲线_________。(3)氨基甲酸钱(H2NCOONH4)为尿素生产过程中的产物，易分解，发生反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。某实验在恒容条件下，发生上述反应，根据实验测得数据绘制图像如图：已知：RlnKp=-+C(C为常数)。根据图4计算该反应△H=_________kJ·mol-1。【答案】(1)2NH3(g)+CO2(l)H2O(l)+NH2CONH2(g)△H=-93.7kJ·mol-1(2)第二步反应为吸热反应，升温有利于平衡正向移动，使NH2COONH4(l)的物质的量减少，从而使第一步反应平衡正移，CO2的平衡转化率增大

BD

(3)+144.18【分析】从合成图中可以看出，气相先转化为液相，液相中的氨气和二氧化碳发生反应生成NH2COONH4，而后NH2COONH4又反应生成水和尿素。由盖斯定律可计算反应的反应热。（1）第一步反应为：，第二步的反应为，则根据盖斯定律，液相中，合成尿素总反应的热化学反应方程式为。（2）①由第二步是吸热反应知，升高温度之后，平衡正向移动，NH2COONH2减少，使第一步反应的平衡正向移动，从而使二氧化碳的转化率增大。②A．两条曲线的转化率L1大于L2，氨气越多，二氧化碳转化率越高，即初始氨碳比L1更高，即在数值上L1大于L2，A错误；B．增大氨碳比使第一步反应正向移动，使NH2COONH2增多，第二步反应也正向移动，提升尿素的产率，过量的氨气与水反应之后使水的量减少，第二步平衡正向移动，B正确；C．两条曲线的转化率M1大于M2，水越多，二氧化碳转化率越低，即初始水碳比L1更小，即在数值上L1小于L2，增大水碳比，平衡逆向移动，不利于尿素的生成，C错误；D．实际生产中，为了提高尿素的产率，应该增大氨碳比，减小水碳比，即初始条件选择为氨碳比L1和水碳比M1。故选BD。③图4中已经给出了L1、M0和L2、M0的图像，若M1>M0，则L1、M1的图像应该居于两者之间，图像走势与另外两条曲线相同，即如图所示：（3）任意取图像上两个已知点，得到方程①②，两个方程式连立解之。21．（2022·浙江·高三开学考试）氢气是一种理想的能源，探索绿色化制氢是化学界一个热门话题。(本题反应中涉及△H、△S、△G均为298K条件值)。(1)传统制备氢气方法之一为水煤气法：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+132kJ·mol-1，该反应自发进行的条件是___________________。(2)利用生物质可再生资源乙醇制备氢气具有良好的开发前景。乙醇在Ni－MgO催化下，制取氢气有如下方法：方法a：水蒸气催化重整CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g)△H1=+257kJ·mol-1△S1=+459J·mol-1·K-1△G1=+122.9kJ·mol-1方法b：部分催化重整CH3CH2OH(g)+O2(g)3H2(g)+2CO(g)△H2△S2=+400J·mol-1·K-1△G2己知：298K时，相关物质的相对能量如图1。①依据图1数据，计算方法b反应的△H2=_____kJ·mol-1。②已知体系自由能变化：△G=△H-T△S，△G<0时反应自发进行。请从△G的角度分析方法a、b哪个更有利？__________________________。③在某恒温和恒压(p0)体系中，CH3CH2OH和H2O以系数比投料进行方法a制氢，若平衡时H2的产率为50%，该条件下方法a反应的平衡常数Kp=______________。[如H2的平衡压强p(H2)=χ(H2)×p，χ(H2)为平衡系统中H2的物质的量分数，p为平衡时总压](3)有化学工作者提出，在Ni－MgO催化剂中添加纳米CaO强化，开展“催化氧化重整”制氢，是一种优化的制氢方法。方法c：CH3CH2OH(g)+2H2O(g)+O2(g)5H2(g)+2CO2(g)△H=-67kJ·mol-1①下列有关说法正确的是_________。A．方法c制氢时，充分提高廉价原料O2的浓度，一定能增加氢气产率B．方法c与a比，相同条件下方法c能耗更低，制氢速率更快C．乙醇制氢的三种方法中原子利用率(期望产物的总质量与生成物总质量之比)大小关系为：c>a>bD．方法c相当于方法b与水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的优化组合水醇比对乙醇平衡转化率有较大影响②已知：常压、800K，反应在Ni－MgO催化下，测得乙醇平衡转化率与水醇比关系如图。请在图2中画出相同条件下，添加纳米CaO强化下的乙醇平衡转化率曲线____。【答案】(1)高温(2)△H2=+15kJ·mol-1

在298K下，△G1=122.9kJ·mol-1>0，方法a不自发；△G2=-104.2kJ·mol-1<0，方法b自发，则在298K下方法b更有利

(3)BD

【解析】（1）自发进行的依据是△H-T△S＜0，反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+132kJ·mol-1是气体体积增大既熵增的吸热反应，△S﹥0，△H﹥0，则当高温时该反应能自发进行。（2）①反应CH3CH2OH(g)+O2(g)3H2(g)+2CO(g)△H2=生成物的总能量-反应物的总能量=-110kJ·mol-12-（-235kJ·mol-1）=+15kJ·mol-1；②在298K下，△G1=122.9kJ·mol-1>0，方法a不自发；△G2=-104.2kJ·mol-1<0，方法b自发，则在298K下方法b更有利；③根据题意列出三段式：若平衡时H2的产率为50%，则x=0.5mol，平衡时气体总物质的量为0.5mol+0.5mol+2mol+1mol=4mol，该条件下方法a反应的平衡常数Kp==。（3）①A．方法c制氢时放出热量，且氢气可能和过多的氢气反应而是氢气的产率降低，故A错误；B．反应a是吸热反应，反应c是放热反应，所以相同条件下方法c能耗更低，制氢速率更快，故B正确；C．对于反应a原子利用率为，对于反应b原子利用率为，对于反应c原子利用率为，乙醇制氢的三种方法中原子利用率(期望产物的总质量与生成物总质量之比)大小关系为：a>c>b，故C错误；D．对于方法c：CH3CH2OH(g)+2H2O(g)+O2(g)5H2(g)+2CO2(g)，增加水的物质的量可以使平衡正向移动，增大乙醇的转化率，故D正确；故选D；②反应在Ni－MgO催化下，相比Ni－MgO催化乙醇的转化率更高，则图像可以画为：。

22．（2022·江苏南京·高三阶段练习）I.已知：①NaHCO3(s)=Na+(aq)+(