1、化学反应原理综合一、非选择题（原理综合题）：（本题共15小题）1Cl2、SO2、CO、NO等不能直接排放到大气中，需经过处理进行回收利用，从而达到减排的目的。回答下列问题：（1）已知S(s)和CO(g)的燃烧热分别是296.0 kJ/mol、283.0 kJ/mol，则反应的H=_。（2）一定条件下，Cl2与NO可化合生成重要的化工原料氯化亚硝酰（NOCl），写出该反应的化学方程式：_；已知NOCl中各原子均满足8电子稳定结构，其电子式为_。（3）向体积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的HCl和O2，发生反应：H，反应物的转化率与温度（T）的关系如图所示（已知起始时，和为平衡转化率）。该反应的
2、H _（填“”或“”）0。下列关于该反应的说法正确的是_（填字母）。A曲线a表示HCl的转化率 B温度越高化学平衡常数越大C容器中压强不再改变时，反应达到最大限度 D该反应只有高温下才能自发进行温度低于450时，温度升高时HCl和O2的转化率增大的原因为_。若初始时向容器中充入的O2为1 mol，5 min时反应达到平衡，该温度下O2的转化率为20%，则05 min内用HCl表示的平均反应速率为_，该反应的平衡常数Kp=_（已知：气体分压()=气体总压()体积分数，Kp为以分压表示的平衡常数；平衡时容器内的总压为P0）。【答案】（1）-270.0 kJ/mol（2）（3） AC 平衡前，升温，
3、速率增大，单位时间内反应物的转化率增大 0.08 mol/(Lmin) 【解析】（1）已知S(s)和CO(g)的燃烧热分别是296.0 kJ/mol、283.0 kJ/mol，可得热化学方程式：S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-296.0 kJ/mol；CO(g)+O2(g)=CO2(g) H=-283.0 kJ/mol；根据盖斯定律，将2-，整理可得：2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) H=-270.0 kJ/mol；（2）一定条件下，Cl2与NO可化合生成重要的化工原料氯化亚硝酰（NOCl），该反应的化学方程式：；已知NOCl中各原子均满足8电子稳定结构，则N原子
4、与O原子形成2对共用电子对，与Cl原子形成1对共用电子对，故其电子式为；（3）根据图示可知：在其他条件不变时，当转化率达到最高点后，升高温度，反应物HCl或O2的转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，所以反应热H0；A当HCl和氧气的物质的量相同时，根据方程式中物质反应转化关系可知：达到平衡时HCl的转化率较大，所以a表示HCl、b表示氧气，A正确；B转化率达到最高时，升高温度反应物转化率降低，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，则温度越高化学平衡常数越小，B错误C在恒温恒容条件下该反应前后气体的物质的量减小，则压强减小，当容器中压强不
5、变时说明达到平衡状态，该反应达到了该条件下的最大限度，C正确；D该反应的熵变小于0，焓变小于0，如果能自发反应，则G=H-TS0，应该在低温下能自发减小，D错误；故合理选项是AC；根据图象可知：在温度低于450时，温度越高，HCl和O2的转化率越大，这是由于平衡前，升高温度，化学反应速率增大，单位时间内由更多的反应物发生反应又变为生成物，导致反应物的转化率增大；若O2的转化率为20%，则用O2表示05 min内的平均反应速率v(O2)=，在相同时间内用不同物质表示反应速率时，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，所以v( HCl)=4v(O2)=40.02 mol/(Lmin)=0.
6、08 mol/(Lmin)；对于可逆反应4HCl (g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，反应开始时n(HCl)=n(O2)=1 mol，n(Cl2)=n(H2O)=0 mol，在450达到平衡时HCl的转化率为80%，则n(HCl)=0.8 mol，则n(O2)=0.2 mol，n(Cl2)=n(H2O)=0.4 mol，故平衡时n(HCl)=0.2 mol，n(O2)=0.8 mol，n(Cl2)=n(H2O)=0.4 mol，平衡时n(总)=0.2 mol+0.8 mol+0.4 mol+0.4 mol=1.8 mol，P(HCl)=，P(O2)=，P(Cl2)=P(H2O)=
7、，可知化学平衡常数KP=。22021年6月17日神舟十三号载人飞船与空间站成功对接，航天员进入天和核心舱。空间站处理的一种重要方法是的收集、浓缩与还原。（1）还原制的部分反应如下：反应的_。（2）在催化剂作用下加氢可制得甲醇，该反应历程如下图所示（吸附在催化剂表面的物质用*标注，如表示吸附在催化剂表面；图中已省略）。上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决定反应速率的步骤是_（用化学方程式表示）。（3）在一定条件下，向某恒容密闭容器中充入和，发生反应。图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线_ （填“m”或“n”），判断依据是_。若，测得在相同时间内，不同温度下的转化率如
8、图2所示，_（填“”、“”“”“”或“=”），理由是_。（2）工业上常用氨水吸收，其产物之一是。写出常温下水解反应的离子方程式：_，计算该反应的平衡常数_。（保留2位有效数字，已知常温下碳酸的电离常数、，的电离常数）（3）我国科学家研发出一种新系统，通过“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，可有效减少碳的排放，其工作原理如图所示。系统工作时a极为电池的_极，b极区参与的电极总反应式为_。【答案】（1）31.4 是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，气体分子数增多，总压强增大，而T1T2，因此T2时的平衡压强大 （2）（3）负 【解析】（1）由图示可知反应(1)：；反应(2)：；反应(3)：；
9、利用盖斯定律，将(3)(1)(2)可得：。由题意可知：T1，当反应达平衡时，则有，平衡常数K=2，同理求得T2时，平衡常数K=1.6，由可知，此反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此T1T2。是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，气体分子数增多，总压强增大，而T1T2，因此T2时的平衡压强大。（2）碳酸氢铵为强电解质，完全电离生成铵根离子和碳酸氢根离子，但铵根离子和碳酸氢根离子都为弱离子，其水解的离子方程式分别为：，总反应为：。，说明碳酸氢根的水解程度远远大于电离程度，其电离可以忽略不计，则该反应的平衡常数。（3）金属钠为活泼金属，易失去电子，因此a极为电池的负极，b极为电池
10、的正极。由题图可知，b极上是二氧化碳和水发生得电子的还原反应生成碳酸氢根离子和氢气，因此b极区二氧化碳参与的电极总反应式为：。4近十几年来，化学界掀起研究二氧化碳与氢气反应的热潮。回答下列问题：（1）已知CoO(s)有下列两个反应：ICoO(s)H2(g)Co(s)H2O(g) H=-3.9 kJmol-1IICoO(s)CO(g)Co(s)CO2(g) H=-45.1 kJmol-1根据焓变判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2（填“大于”或“小于”）。反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H=_kJmol-1。（2）在723 K、10.0 kPa的甲装置中发生反应
11、I，在723 K、12.0 kPa的乙装置中发生反应II，得到部分气体的分压随时间的变化关系如下图所示。在甲装置中，1040 min内反应的平均速率v(H2)=_kPamin-1。已知甲、乙两装置中的反应分别在40 min、31 min达到平衡状态，则在723 K时，反应的平衡常数Kp=_（保留三位有效数字）。（3）向装置丙中充入0.10 mol H2和0.20 mol CO2，在一定温度和12.0 kPa下进行反应：，平衡时水蒸气体积分数为0.10。再向达到平衡后的装置丙中加入足量的CoO(s)和Co(s)，得到如下图像。上表中的a、b两条线分别代表的气体物质是_（填化学式）。可作为的催化剂
12、的是_（填标号）。ACo(s) BCoO(s) CCoO(s)和Co(s) （4）科学家设计了如下光电池，常温下在水溶液中完成反应。装置中的电解质参与了多个反应，在使用过程中电解质的量_（填标号）。A增大 B减少 C基本不变 D无法确定已知电极X上的电极反应为，结合总反应式，写出Y电极上的电极反应式：_。【答案】（1）大于 +41.2 （2）0.12 0.0756 （3）CO2、H2O A （4）C 【解析】（1）反应II放出的热量比反应I的多，说明反应II进行的程度大，则还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO 大于H2；由盖斯定律，反应I-II得CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)
13、 H=-3.9-(-45.1)= +41.2 kJmol-1；（2）在甲装置中，1040 min内反应的平均速率v(H2)=0.12 kPamin-1；在等温等容下，由pV=nRT，压强之比等于物质的量之比，甲装置发生反应I ：CoO(s)H2(g)Co(s)H2O(g)，40 min达到平衡状态，p(H2)=1.0kPa，消耗10-1.0=9.0kPa，则平衡时p(H2O)=9.0kPa，乙装置发生反应II：CoO(s)CO(g)Co(s)CO2(g)，31 min达到平衡状态，p(CO2)=11.9kPa，则平衡时p(CO)= 12.0-11.9=0.1kPa，在723 K时，反应的平衡常
14、数Kp=；（3）起始充入0.10 mol H2和0.20 mol CO2，列三段式，平衡时水蒸气体积分数为0.10，则，解得x=0.03，平衡时p(CO)= p(H2O)= 12.0 kPa0.1=1.2kPa，p(CO2)=，p(H2)=，由图的起点可知，曲线a代表CO2，曲线c代表H2，加入足量的CoO(s)和Co(s)，消耗CO，随着反应进行，物质的量减小，压强也减小，则曲线d代表CO，曲线b代表H2O；故a、b两条线分别代表的气体物质是CO2、H2O；由以上计算可知，只要存在CoO(s)，CoO(s)就会与CO及H2单独反应，不能作催化剂，而只有Co(s)时，Co(s)先被CO2(g)
15、少量氧化，即，然后生成的CoO(s)迅速被H2(g)还原，保持Co(s)的质量不改变，即催化剂不中毒，所以Co(s)为该反应的催化剂，故选A；（4）由反应，电解质在循环反应，在使用过程中电解质的量基本不变，故选：C；Y电极为阴极，HCO得2mol电子生成CO，结合H+反应生成H2O，电极反应式：。5氢气和核能是可以开发利用的新能源。（1）氢气是未来最具有前途的能源之一。氢气能将二氧化碳转化为CH3OH等液体燃料。以H2、CO2为原料制CH3OH涉及的主要反应如下：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) H1=+41kJmol-1CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2=-90k
16、Jmol-1CO2分子中含有_键（填“极性”或“非极性”）。H2(g)、CO2(g)转化为CH3OH(g)、H2O(g)的热化学方程式为_。（2）开发利用核能可以减少对化石能源的依赖。UO2是一种常用的核燃料，该核燃料的一种制备流程如下：I中，将含有硫酸的UO2SO4溶液通入电解槽，如图所示。A电极是_（填“阴极”或“阳极”），其电极反应式是_。B电极的电极反应式_。U4+有较强的还原性。用质子交换膜隔开两极区溶液可以_，从而提高U4+的产率。【答案】（1）极性 3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=49kJmol-1（2）阴极 +4H+2e-=U4+2H2O 可以防
17、止U4+移动到阳极附近被氧气氧化 【解析】（1）CO2的结构简式为O=C=O， CO2分子中含有极性共价键。H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) H1=+41kJmol-1CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2=-90kJmol-1H2、CO2反应生成甲醇的反应是3H2CO2=CH3OHH2O(g)，根据盖斯定律，由iii得出H=H1H2=49kJmol1，即热化学反应方程式为3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=49kJmol-1。（2）电解池中阳离子流向阴极，根据氢离子的流向可知A电极为阴极；UO得电子被还原为U4+，同时生成水，电极反应式为U
18、O+4H+2e-=U4+2H2O。电解过程B电极即阳极水电离出的氢氧根放电生成氧气，B电极的电极反应式或。电解过程B电极即阳极水电离出的氢氧根放电生成氧气，而U4+有较强还原性，用质子交换膜隔开两极区溶液,可以防止U4+移动到阳极附近被氧气氧化，从而提高U4+的产率。6I在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图1所示。（1）HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成_（填化学式）。此物质从催化剂上逸出时是_过程（填“吸热”或“放热”）。（2）研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH，可以提高释放氢气的速率，且能提高释放氢气的纯度。请解释原因_。写出以H
19、COOK溶液代替HCOOH制取H2的总反应离子方程式_。II一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应如下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1，研究发现，反应过程中会有副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2，温度对CH3OH、CO产率的影响如图2所示。（3）结合反应，根据上图分析提高CH3OH产率选择性的因素有：_。（4）一定温度下，向1L密闭容器中充入1 mol CO2和5 mol H2，发生上述两个反应。当反应达平衡后容器内CH3OH(g)为0.3 mol，CO2(g)为0.6 mol，则H2的平衡转化率为_，反应的平衡常数为_。III乙
20、烷在一定条件下发生如下反应：C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) H=+137 kJ/mol，一定温度下，向1L容器中充入C2H6(g)达到平衡。（5）若能提高C2H6的平衡转化率，且能加快反应速率，可采取的措施为_。A加催化剂B增加C2H6(g)的量C升温D增大压强（6）向另一体积为1L的恒温容器中充入1 mol C2H6(g)和1 mol H2(g)，容器内压强为P0反应达平衡时，C2H6(g)的转化率为50%。则反应的平衡常数Kp=_（用P0表示）。【答案】（1）HD 吸热 （2）HCOOK是强电解质，更容易产生HCOO和K+，更快的产生KH，KH可以与水反应生成H2和KOH，生成的
21、KOH可以吸收分解产生的CO2，从而使氢气更纯净 HCOO-+H2OHCO+H2 （3）温度低于200度，但不能过低适当增大压强选择适合反应的催化剂（4）20 或0.017 （5）C（6）0.75P0【解析】（1）HCOOD催化释氢反应，根据图示可知：产生的物质除CO2外，还有H、D两种H原子结合形成的HD；气体从催化剂表面逸出，需克服催化剂对该物质的吸附作用，这个过程需要吸收能量，因此属于吸热过程；（2）用HCOOK替代一部分HCOOH，由于HCOOK是强电解质，更容易产生HCOO和K+，因而可以更快的产生KH，KH可以与水反应生成H2和KOH，生成的KOH可以吸收分解产生的CO2，从而使氢
22、气更纯净；若以HCOOK溶液代替HCOOH，HCOOK电离产生HCOO-、K+，在催化剂表面HCOO-分解生成CO2和H-，H-与K+结合形成KH，KH与H2O反应产生KOH、H2，KOH吸收CO2气体，反应产生KHCO3，则制取H2的总反应离子方程式为：HCOO-+H2OHCO+H2；（3）根据已知图中分析：根据图示可知，温度越低，催化剂对CH3OH的选择性越高，温度越高，催化剂对CO的选择性就越高，所以温度要低于200度，但不能过低，温度过低，催化活性较小；由于生成CH3OH的正反应是气体体积减小的反应，而生成CO的反应是反应前后气体体积不变的反应，所以适当增大压强，可以使化学平衡正向移动
23、，提高CH3OH的产率；不同的催化剂对CH3OH的选择性大小不同，因此可以选择适合反应的催化剂，使产生CH3OH的速率更快，从而提高CH3OH的产量；（4）一定温度下，向1升密闭容器中充入1 mol CO2和5 mol H2，发生上述两个反应。已知参与和两个反应的CO2之比为41，达平衡后容器内CH3OH(g)为0.3 mol，根据反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)中物质反应转化关系可知该反应同时产生0.3 mol H2O，反应消耗0.3 mol CO2和0.9 mol H2。此时CO2(g)为0.6 mol，则发生副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g
24、)的CO2的物质的量为1 mol-0.3 mol-0.6 mol=0.1 mol，故还反应消耗了0.1 mol H2，反应产生了0.1 mol CO和0.1 mol H2O(g)，则H2反应消耗总量为0.9 mol+0.1 mol=1 mol，因此H2的平衡转化率为：；平衡时容器中各种气体的浓度分别是c(CO2)=0.6 mol/L，c(H2)=4 mol/L，c(CH3OH)=0.3 mol/L，c(H2O)=0.4 mol/L，c(CO)=0.1 mol/L，因此反应的化学平衡常数K=；（5）反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) H=+137 kJ/mol的正反应是气体体积增大的吸
25、热反应。A加催化剂只能加快反应速率，而不能使化学平衡发生移动，因此不能提高乙烷的平衡转化率，A不符合题意；B增加C2H6(g)的量，化学反应速率加快，增加反应物C2H6(g)的量，物质的浓度增大，化学平衡正向移动，但移动的趋势是微弱的，平衡移动消耗C2H6(g)的量小于加入C2H6(g)的量的增大，最终导致乙烷的平衡转化率降低，B不符合题意；C升高温度，物质的内能增加，分子之间的有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，导致乙烷的平衡转化率提高，C符合题意；D增大压强，气体物质的浓度增大，化学反应速率加快。由于该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大压强，化
26、学平衡逆向移动，导致乙烷的平衡转化率降低，D不符合题意；故合理选项是C；（6）向另一体积为1L的恒温容器中充入1 mol C2H6(g)和1 mol H2(g)，开始时气体的物质的量是2 mol，容器内压强为P0，反应达平衡时，C2H6(g)的转化率为50%。根据物质反应转化关系可知：平衡时n(C2H6)=0.5 mol，n(C2H4)=0.5 mol，n(H2)=1.5 mol，n(总)平=0.5 mol+0.5 mol+1.5 mol=2.5 mol，则平衡时气体总压强P= 各种气体的平衡分压P(C2H6)=P(C2H4)=；P(H2)=，则该反应的平衡常数Kp=。72021年碳中和理念成
27、为热门，CCUS(CarbonCapture，UtilizaionandStorage)碳捕获、利用与封存技术能实现二氧化碳资源化，产生经济效益。I回答下列问题（1）捕获的高浓度CO2能与CH4制备合成气（CO、H2），科学家提出制备“合成气”反应历程分两步进行，能量变化如图所示：反应：CH4(g)C(s)+2H2(g)反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)结合图象写出CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式：_。决定该反应快慢的是分步反应中的反应_（填序号）。（2）“合成气”在催化剂作用下发生反应制备甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，某温度下在一恒压容器中分别充入1.2mC
28、O和1molH2，达到平衡时容器体积为2L，且含有0.4molCH3OH(g)，反应的平衡常数K=_，此时向容器中再通入0.35molCO气体，则此平衡将_（填“正向”“不”或“逆向”）移动。II二氧化碳可合成低碳烯烃（3）2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)H，在恒容密闭容器中，反应温度、投料比对CO2平衡转化率的影响如图所示。a_3（填“”“”或“=”）；M、N两点的反应速率v逆(M)_v正(N)（填“”“”或“=”）；M、N两点的反应平衡常数KM_KN（填“”“”或“=”），判断的理由是_。（4）用如图装置模拟科学研究在碱性环境中电催化还原CO2制乙烯（X、Y
29、均为新型电极材料，可减少CO2和碱发生副反应），装置中b电极为_（填“正”“负”“阴”或“阳”）极，X极上的电极反应式为_。【答案】（1）CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H=+(c-a)kJ/mol 反应 （2）50L2/mol2 逆向 （3） 反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小 （4）正 2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-【解析】（1）结合图象，CH4与CO2制备“合成气”一氧化碳和氢气，反应为吸热反应，其热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H=+(c-a)kJ/mol；决定该反应快慢的是分步反应中活化能最大的反应
30、，故反应决定了该反应的快慢。（2）“合成气”在催化剂作用下发生反应制备甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，达到平衡时容器体积为2L，且含有0.4molCH3OH(g)，则平衡时CO的物质的量0.8mol，H2的物质的量为0.2mol，反应的平衡常数K=，此时向容器中再通入0.35molCO气体，根据恒温恒压下气体体积之比等于物质的量之比，得到容器体积为，此时浓度商，此平衡将逆向移动。（3）2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)H，在恒容密闭容器中，反应温度、投料比对CO2平衡转化率的影响如图所示。温度相同时，x=a的二氧化碳平衡转化率大于x=3，增大氢气的
31、物质的量平衡正向移动，则a3；温度升高反应速率加快，故M、N两点的反应速率v逆(M) v正(N)；平衡常数仅与温度有关，根据图像可知，温度升高二氧化碳平衡转化率下降，故反应为放热反应，故M、N两点的反应平衡常数KMKN。（4）装置中X电极发生反应为二氧化碳生成乙烯，碳元素化合价降低，发生还原反应，故X电极为阴极，则a电极为负极，b电极为正极，X极上的电极反应式为2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-。8我国煤炭资源丰富，煤资源的综合利用是重要的研究课题之一。请回答下列问题：（1）工业上将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气（CO和H2的混合气体），称为煤的汽化。已知该条件下有如下反应：
32、aC(s)+CO2(g)2CO(g) H1=+172.5kJ/molbCO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) H2=-41.2kJ/mol请写出水蒸气通过红热的碳产生水煤气的热化学方程式_。一定温度下，在一个恒容密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，发生上述可逆反应，下列能说明该反应已经达到平衡状态的有_（填标号）。Ac(CO)=c(H2) B断裂2molHO键的同时生成1molHH键C容器内气体的压强保持不变 D混合气体的密度保持不变（2）为了比较煤灰中Fe2O3和CaO的催化活性，950C时，将物质的量均为0.2mol的NO和CO充入容积为2L的恒容石英玻璃管中，加
33、入催化剂发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H”“0，在恒容绝热的容器中进行上述反应，下列不能用来判断达到平衡状态的是_。A混合气体的平均相对分子质量不再改变B容器中压强不再改变C混合气体的密度不再改变Dv(CH4)=v(H2)温度T时，向2L的恒容反应器中充入2molCH4，仅发生上述反应，反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示：实验测得v正=k正c2(CH4)，v逆=k逆c(C2H4)c2(H2)，k正、k逆为速率常数，只与温度有关，T温度时则_（用含有x的代数式表示）；当温度升高时，k正增大m倍，k逆增大n倍，则m_n（填“”、“”或“=”）。【答案】（1
34、）+133kJmol-1 反应ii为反应的决速步，c(CO2)增大，反应ii速率加快，从而提高反应I速率 （2）800时，CO2的转化率增大较多，有利于提高C2H4的产率；800时，C2H4选择性与820相比选择性略高（3）P0（4）CD 【解析】（1）根据盖斯定律反应i-反应ii可得C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)的H1=+177 kJmol-1-44kJmol-1=+136kJmol-1；反应ii为慢反应，为整个反应过程的决速步骤，c(CO2)增大，反应ii速率加快，从而提高反应i速率；（2）据图可知800时，C2H4选择性比780略有降低，但CO2的转化率增大较多，有利于提高C2
35、H4的产率；800时，C2H4选择性与820相比选择性略高；（3）投料n(CO2)n(C2H6)=13，不防设初始投料为1molCO2和3mol C2H6，设转化的CO2为xmol，则剩余的CO2为(1-x)mol，根据方程式可知剩余的C2H6为(3-x)mol，生成的C2H4、H2O、CO均为x mol，则根据题意有(1-x)+(3-x)=3x，解得x=0.8mol，则CO2的分压为=，同理可得C2H6、C2H4、H2O、CO的分压分别为、，则Kp=P0；（4）A该反应前后气体系数之和不相等，而气体总质量不变，所以未平衡时平均相对分子质量会变，当其不变时说明达到平衡，A不符合题意；B该反应前
36、后气体系数之和不相等，容器恒容，未平衡时压强会变，当压强不变时说明达到平衡，B不符合题意；C容器恒容，则气体体积不变，根据质量守恒定律可知气体总质量也不变，所以无论是否达到平衡，混合气体的密度都不变，不能说明平衡，C符合题意；D若v正(CH4)=v逆(H2)，则可以说明达到平衡，但选项未注明是正反应速率还是逆反应速率，所以不能说明反应是否平衡，D符合题意；综上所述答案为CD；达到平衡时v正=v逆，即k正c平2(CH4)=k逆c平(C2H4)c平2(H2)，所以=，据图可知平衡时CH4的物质的量为x mol，根据方程式可知此时C2H4、H2的物质的量分别为0.5(2-x)mol、(2-x)mol
37、，容器体积为2L，所以=，该反应焓变0，为吸热反应，升高温度平衡正向移动，即v正v逆，所以mn。15丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其化学方程式为C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)。回答下列相关问题：（1）已知：I2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) H1=-238kJmol-1II2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H2=-484kJmol-1则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的H为_kJmol-1（2）一定温度下，向1L的密闭容器中充入1molC3H8发生脱氢反应，经过10min达到平衡状态，测得平
38、衡时气体压强是开始的1.5倍。010min丙烯的化学反应速率v(C3H6)=_molL-1min-1。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_。AH不变 BC3H6与H2的物质的量之比保持不变C混合气体的总压强不变 Dv(C3H6)正=v(C3H8)逆欲提高丙烷转化率，采取的措施是_（填字母标号）。A降低温度 B升高温度 C加催化剂 D及时分离出H2若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应，起始n(氩气)/n(丙烷)越大，丙烷的平衡转化率越大，其原因是_。（3）一定温度下，向恒容密闭容器中充入1molC3H8，开始压强为pkPa，C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示：此温度
39、下该反应的平衡常数Kp=_（用含字母p的代数式表示，Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，平衡分压=总压体积分数）。已知该反应过程中，v正=k正p(C3H8)，v逆=k逆p(C3H6)p(H2)，其中k正、k逆为速率常数，只与温度有关，则图a中m点处=_。【答案】（1）+123（2）0.05 CD BD 该反应为气体分子数增加的反应，恒压条件下增大氩气的比例，相当于减压，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大 （3）0.9p 5.4 【解析】（1）根据盖斯定律，(I- II)得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)，H=(-238kJmol-1)-( -484kJmol-1)=+123
40、kJmol-1，故答案为：+123；（2）一定温度下，向1L的密闭容器中充入1molC3H8反应生成C3H6和H2，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.5倍，则气体的物质的量变为原来的1.5倍，即1.5mol，增加了0.5mol，所以各组分的变化量均为0.5mol。010min丙烯的化学反应速率v(C3H6)=0.05molL-1min-1；A反应热只与化学反应有关，所以反应的H始终保持不变，即H不变不能作为平衡状态的标志，故A错误；BC3H6与H2的物质的量之比始终按照11增加，因此两者比值保持不变，不能作为平衡状态的标志，故B错误；C该反应是气体分子数增大的反应，各物
41、质均为气体，压强是变量，当混合气体的总压强不变时，说明该反应达到平衡状态，故C正确；DC3H8和C3H6两者速率之比等于化学计量数之比，当v(C3H6)正=v(C3H8)逆时，表明正逆反应速率相等，说明该反应达到平衡状态，故D正确；综上所述，能说明该反应达到平衡状态的是CD；由于该反应是一个吸热反应，故升高温度和及时分离出H2都能使平衡正向移动，提高丙烷转化率，催化剂不能使平衡发生移动，故合理选项是BD；在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应，起始n(氩气)/n(丙烷)越大，丙烷的平衡转化率越大，其原因是该反应为气体分子数增加的反应，恒压条件下增大氩气的比例，相当于减压，平衡正向移
42、动，丙烷的平衡转化率增大，故答案为：该反应为气体分子数增加的反应，恒压条件下增大氩气的比例，相当于减压，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大；（3）一定温度下，向恒容密闭容器中充入1molC3H8，开始压强为pkPa，假设反应消耗C3H8的物质的量为xmol，则列三段式有：根据图像可知，平衡时C3H8的体积分数为25%，=25%，解得x=0.6，则n(总)=1+x=1.6mol，开始气体物质的量是1mol时压强为p，则平衡时气体物质的量为1.6mol时，气体的总压强为1.6p，其中p(C3H8)=1.6p=0.4p，p(C3H6)= p(H2)=1.6p=0.6p，则该反应的平衡常数Kp=0.9p；已知该反应过程中，v正=k正p(C3H8)，v逆=k逆p(C3H6)p(H2)，则=，当反应达到平衡时，v正=v逆，则=1，其中k正、k逆为速率常数，只与温度有关，m点温度不变，因此不变，m点时C3H8的体积分数为50%，则=50%，解得x=，则n(总)=1+x=mol，开始气体物质的量是1mol时压强为p，则m点时气体物质的量为mol时，气体的总压强为p，其中p(C3H8)=p=p，p(C3H6)= p(H2)=p=p，故m点处=Kp=0.9p=5.4，故答案为：5.4。
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