（3）A．恒容条件下的气体间反应，根据
，根据质量守恒，混合气体的质量不变，恒容，体积不变，则混合气体密度永远不发生改变，不能说明反应达到平衡，A错误；
B．反应①前后气体分子数不变的反应，根据
，根据质量守恒，混合气体的质量不变，混合气体的物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量永远不会发生改变，不能说明反应达到平衡，B错误；
C．正逆反应速率相等，反应达到平衡，C正确；
D．随着反应的进行，n（CO）与n（H2）的比值时刻在变化，现在不变，说明达到平衡，D正确；
答案选CD；
（4）根据图示，温度升高，该物质的体积分数减小。
反应③的△H>0，升高温度，平衡正向移动，CH3OH的体积分数减小；则纵坐标表示的物质为CH3OH；
增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡逆向移动，CH3OH的体积分数增大，所以P1>P2；
（5）根据CaSO4（s）+CO32-（aq）
CaCO3（s）+SO42-（aq），平衡常数
。
【点睛】
问题
（2）中，同时加入2molCO2和1.5.molH2O（g），不能根据勒夏特列原理判断，因此利用浓度商和平衡常数的关系，判断平衡移动方向。
2．
近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。
因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
回答下列问题：
（1）Deacon发明的直接氧化法为：
4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）。
下图为刚性容器中，进料浓度比c（HCl）∶c（O2）分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
可知反应平衡常数K（300℃）____________K（400℃）（填“大于”或“小于”）。
设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c（HCl）∶c（O2）=1∶1的数据计算K（400℃）=____________（列出计算式）。
按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。
进料浓度比c（HCl）∶c（O2）过低、过高的不利影响分别是____________。
（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2（s）=CuCl（s）+
Cl2（g）ΔH1=83kJ·mol-1
CuCl（s）+
O2（g）=CuO（s）+
Cl2（g）ΔH2=-20kJ·mol-1
CuO（s）+2HCl（g）=CuCl2（s）+H2O（g）ΔH3=-121kJ·mol-1
则4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）的ΔH=_________kJ·mol-1。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCI的转化率的方法是______________。
（写出2种）
（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：
负极区发生的反应有____________________（写反应方程式）。
电路中转移1mol电子，需消耗氧气__________L（标准状况）
【答案】大于
O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低﹣116增加反应体系压强、及时除去产物Fe3++e−=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6
【解析】
【详解】
（1）根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K（300℃）>K（400℃）；
由图像知，400℃时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：
起始（浓度）c0c000
变化（浓度）0.84c00.21c00.42c00.42c0
平衡（浓度）（1-0.84）c0（1-0.21）c00.42c00.42c0
则K=
；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；
（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得
∆H=（∆H1+∆H2+∆H3）×2=-116kJ·mol-1；
（3）若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，减小产物浓度，使平衡正向移动；
（4）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，根据图示信息知电极反应为：
Fe3++e－＝Fe2+和4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O；电路中转移1mol电子，根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol÷4＝0.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。
3．秋冬季是雾霾高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的主要原因之一。
（1）工业上利用甲烷催化还原NO，可减少氮氧化物的排放。
已知：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH=-574kJ·mol−1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH=-1160kJ·mol−1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_____________________________________。
（2）汽车尾气催化净化是控制汽车尾气排放、减少汽车尾气污染的最有效的手段，主要原理为2NO（g）+2CO（g）
N2（g）+2CO2（g）ΔH<0
T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程（0～15min）中NO的物质的量随时间变化如上图所示。
①已知：
平衡时气体的分压＝气体的体积分数×体系的总压强，T℃时达到平衡，此时体系的总压强为p=20MPa，则T℃时该反应的压力平衡常数Kp＝_______；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入NO和CO2各0.3mol，平衡将_____（填“向左”、“向右”或“不”）移动。
②15min时，若改变外界反应条件，导致n（NO）发生如图所示的变化，则改变的条件可能是__（填序号）
A．增大CO浓度B．升温C．减小容器体积D．加入催化剂
（3）工业上常采用“碱溶液吸收”的方法来同时吸收SO2，和氮的氧化物气体（NOx），如用氢氧化钠溶液吸收可得到Na2SO3、NaHSO3、NaNO2、NaNO3等溶液。
已知：
常温下，HNO2的电离常数为Ka=7×10-4，H2SO3的电离常数为Ka1=1.2×10-2、Ka2=5.8×10-8。
①常温下，相同浓度的Na2SO3、NaNO2溶液中pH较大的是______溶液。
②常温下，NaHSO3显___性（填“酸”“碱”或“中”，判断的理由是（通过计算说明）_____________。
（4）铈元素（Ce）是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有+3、+4两种价态。
雾霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4+的溶液吸收，生成NO2-、NO3-（二者物质的量之比为1∶1）。
可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质，同时再生Ce4+，其原理如图所示。
①Ce4+从电解槽的_____（填字母代号）口流出。
②写出阴极的电极反应式：
_______________________________。
【答案】CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH=-867kJ·mol−10.0875（MPa）-1或
（MPa）-1不ACNa2SO3酸因为HSO3-的电离常数Ka2=5.8×10-8，水解常数Kh=
≈8.3×10-13，电离常数大于水解常数，所以溶液显酸性a2NO2-+8H++6e−=N2↑+4H2O
【解析】
【分析】
（4）电解过程中Ce3+在阳极失电子，变为Ce4+，则b进Ce3+，a出Ce4+，NO2-在阴极得电子变为N2，则d进NO2-，c出N2。
【详解】
（1）①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH1=-574kJ·mol−1
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH2=-1160kJ·mol−1
得：
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH=
=-867kJ·mol−1，故答案为：
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH=-867kJ·mol−1；
（2）①由图可知，NO起始物质的量为0.4mol，0到15min共减少了0.2mol，则
，平衡时p（NO）=20MPa×
=
MPa，同理可得：
p（CO）=
MPa，p（N2）=
MPa，p（CO2）=
MPa，所以Kp＝
=
=0.0875（MPa）-1或
（MPa）-1。
再向容器中充入NO和CO2各0.3mol，加入的NO和CO2物质的量相等，那么二者引起压强增大量相等，假设二者引起的压强增量分别为p，则Qc=
=
（MPa）-1，Qc=Kp，平衡不移动，故答案为：
0.0875（MPa）-1或
（MPa）-1；不；
②由图可知NO物质的量减小，说明平衡正向移动。
A．增大CO浓度，平衡正向移动，NO物质的量减小，A正确；
B．升温，平衡逆向移动，NO物质的量增大，B错误；
C．减小容器体积，等同于增大压强，平衡正向移动，NO物质的量减小，C正确；
D．加入催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，NO物质的量不变，D错误；
故答案为：
AC；
（3）①HNO2的电离常数为Ka=7×10-4，H2SO3的电离常数为Ka1=1.2×10-2、Ka2=5.8×10-8可知，HNO2的酸性强于HSO3-的酸性，则NO2-的水解程度小于SO32-，所以相同浓度的Na2SO3、NaNO2溶液，Na2SO3的碱性更强，pH更大，故答案为：
Na2SO3；
②HSO3-+H2O
H2SO3，Ka2×Kh=Kw，故HSO3-的水解常数Kh=
≈8.3×10-13，又因为HSO3-的电离常数Ka2=5.8×10-8，所以，HSO3-的电离常数大于水解常数，常温下，NaHSO3显酸性，故答案为：
酸；因为HSO3-的电离常数Ka2=5.8×10-8，水解常数Kh=
≈8.3×10-13，电离常数大于水解常数，所以溶液显酸性；
（4）①生成Ce4+，则Ce3+-e-=Ce4+，Ce4+在阳极生成，从a口流出，故答案为：
a；
②NO2-转化为无毒物质，则NO2-在阴极得电子，转化为N2，结合电子得失守恒、电荷守恒可得阴极电极反应为：
2NO2-+8H++6e−=N2↑+4H2O，故答案为：
2NO2-+8H++6e−=N2↑+4H2O。
【点睛】
Ka×Kh=Kw，越弱越水解。
4．含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。
请按要求回答下列问题：
（1）利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2，反应机理如图所示。
A包含的物质为H2O和___（填化学式）。
（2）研究氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
①2NO2（g）+NaCl（g）=NaNO3（g）+ClNO（g）ΔH1<0
②2NO（g）+Cl2（g）=2ClNO（g）ΔH2<0
则4NO2（g）+2NaCl（g）=2NaNO3（g）+2NO（g）+Cl2（g）的ΔH=___（用ΔH1和ΔH2表示）。
若反应①在绝热密闭容器中进行，实验测得NO2（g）的转化率随时间的变化示意图如图所示，NO2（g）的转化率α（NO2）在t3-t4时间降低的原因是___。
（3）工业上利用氨气生产氢氰酸（HCN）的反应为CH4（g）+NH3（g）
HCN（g）+3H2（g）ΔH>0。
在一定温度下，向2L密闭容器中加入nmolCH4和2molNH3平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。
a点时，CH4的转化率为___%；平衡常数：
K（a）___K（b）（填“>”“=”或“<”）。
（4）肌肉中的肌红蛋白（Mb）与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb（aq）+O2（g）
MbO2（aq），该反应的平衡常数可表示为K=
，在一定条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度（α）[α=
×100%]与p（O2）的关系如图所示。
研究表明正反应速率V正=k正·c（Mb）·p（O2），逆反应速率V逆=k逆·c（MbO2）（其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数）。
①试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆的关系式：
K=___（用含有k正、k逆的式子表示）。
②试求出图中c（4.50，90）点时，上述反应的平衡常数K=___kPa-1。
已知k逆=60s-1，则速率常数k正=___s·kPa-1。
【答案】N22ΔH1-ΔH2因反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应正向进行，体系的温度升高，t3-t4时间段温度升高使平衡逆向移动，转化率降低25=
2120
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图示可得到方程[（NH4）2（NO2）]2++NO===[（NH4）（HNO2）]++A+H+，根据化学反应前后原子种类和数目不变可知，A为H2O和N2，故答案为：
N2；
（2）根据盖斯定律，由反应①×2-②可得4NO2（g）+2NaCl（g）=2NaNO3（g）+2NO（g）+Cl2（g），则ΔH=2ΔH1-ΔH2，因反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应正向进行，体系的温度升高，t3-t4时间段温度升高使平衡逆向移动，NO2的转化率降低，故答案为：
2ΔH1-ΔH2；因反应为放热反应且反应容器为绝热容器，随着反应正向进行，体系的温度升高，t3-t4时间段温度升高使平衡逆向移动，转化率降低；
（3）a点时，n（CH4）=2mol，平衡时NH3的体积分数为30%，设转化的CH4的物质的量为x，列三段式有：
则有
，解得x=0.5，则CH4的转化率为
，由于a点和b点的温度相同，所以K（a）=K（b），故答案为：
25%；=；
（4）①已知正反应速率v正=k正·c（Mb）·P（O2），逆反应速率v逆=k逆·c（MbO2），平衡时，v正=v逆，则k正·c（Mb）·P（O2）=k逆·c（MbO2），即
，故答案为：
；
②由图可知，c点时，P（O2）=4.5kPa，
，则生成的c（MbO2）=0.9c（Mb）初始，平衡时c（Mb）=0.1c（Mb）初始，则
，已知K逆=60s-1，又
，则速率常数k正=120s-1·kPa-1，故答案为：
2；120。
5．甲烷催化裂解、氧气部分氧化和水煤气重整是目前制氢的常用方法。
回答下列问题：
（1）甲烷隔绝空气分解，部分反应如下：
Ⅰ.CH4（g）=C（s）+2H2（g）∆H1=+74.9kJ/mol
Ⅱ.6CH4（g）=C6H6（g）+9H2（g）∆H2=+531kJ/mol
Ⅲ.2CH4（g）=C2H4（g）+2H2（g）∆H3=+202kJ/mol
①反应I的△S___（填“＞”或“＜”）0。
②
的△H=______kJ/mol。
（2）CH4用水蒸气重整制氢包含的反应为：
Ⅰ.水蒸气重整：
Ⅱ.水煤气变换：
平衡时各物质的物质的量分数如图所示：
①为提高CH4的平衡转化率，除压强、温度外，还可采取的措施是___________（写一条）。
②温度高于T1℃时，CO2的物质的量分数开始减小，其原因是___________。
③T2℃时，容器中
______________。
（3）甲烷部分氧化反应为
。
已知甲烷部分氧化、甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数lnKp与温度的关系如图所示：
①图中Q点时，反应
的InKp=________。
②在某恒压密闭容器中充入lmolCH4和1molH2O（g）在某温度下发生水蒸气重整反应达到平衡时，CH4的转化率为50%，容器总压强为1atm。
H2的平衡分压p（H2）=____atm；此温度下反应的lnKp=___（已知；ln3≈l.1，ln4≈l.4）。
【答案】＞+75增大起始时
（或及时从产物中分离出氢气）反应Ⅱ为放热反应，从T1℃升高温度，平衡向逆反应方向移动的因素大于CO浓度增大向正反应方向移动的因素，净结果是平衡逆向移动7（或7:
1）00.5-0.3
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①气体体积增大的过程为熵增的过程，熵增过程△S大于0，反之小于0，反应I为CH4（g）=C（s）+2H2（g），气体物质的量增大，混乱度增大，属于熵增的过程，△S＞0；
②已知：
Ⅱ.6CH4（g）=C6H6（g）+9H2（g）∆H2=+531kJ/mol
Ⅲ.2CH4（g）=C2H4（g）+2H2（g）∆H3=+202kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅲ×3-Ⅱ可得：
C6H6（g）+3H2（g）=3C2H4（g）△H=（+202kJ/mol）×3-（+531kJ/mol）=+75kJ/mol；
（2）①为提高CH4的平衡转化率，即要让反应向正向进行，除压强、温度外，还可将生成的氢气从产物中分离出去，或增大起始时的
；
②反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的浓度增大，反应Ⅱ为放热反应，升高温度，反应逆向进行，CO2的量减少，出现如图所示CO2的物质的量分数开始减小，说明T1℃升高温度，平衡向逆向移动的因素大于CO浓度增大向正向移动的因素，结果是平衡逆向移动；
③根据图像，T2℃时，容器中一氧化碳和二氧化碳的物质的量分数相等，设T2℃时，二氧化碳的物质的量为x，列三段式：
根据上述分析，T2℃时，n（H2）=6x+x=7x，n（CO2）=x，则
=7；
（3）①图中Q点时，甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数lnKp相等，即压强平衡常数相等，则
，可得
=1；则反应
的压强平衡常数Kp=
=1，则lnKp=ln1=0；
②在某恒压密闭容器中充入lmolCH4和1molH2O（g）在某温度下发生水蒸气重整反应达到平衡时，CH4的转化率为50%，容器总压强为1atm。
根据反应
，则平衡时n（CH4）=lmol-lmol×50%=0.5mol，n（H2O）=lmol-lmol×50%=0.5mol，n（CO）=0.5mol，n（H2）=3×0.5mol=1.5mol，根据分压=总压×物质的量分数，则H2的平衡分压p（H2）=
×1atm=0.5atm，用压强表示该反应的平衡常数Kp=
=
，则lnKp=ln
=ln3-ln4=1.1-1.4=-0.3。
6．氯气是现代工业的重要原料，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热车点，回答下列问题：
（1）Deacon发明的直接氧化法为：
4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）。
可按下列催化过程进行：
Ⅰ.CuCl2（s）=CuCl（s）+
Cl2（g）ΔH1=+83kJ·mol-1
Ⅱ.CuCl（s）+
O2（g）=CuO（s）+
Cl2（g）ΔH2=-20kJ·mol-1
Ⅲ.4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）ΔH3
反应Ⅰ能自发进行的条件是___。
利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用反应___的ΔH。
（2）如图为刚性容器中，进料浓度比c（HCl）：
c（O2）分别等于1：
1、4：
1、7：
1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
可知反应平衡常数K（400℃）__K（500℃）（填“大于”或“小于”）。
设容器内初始压强为p0，根据进料浓度比c（HCl）：
c（O2）=4：
1的数据，计算400℃时容器内的平衡压强=___（列出计算式）。
按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。
进料浓度比c（HCl）：
c（O2）过低、过高的不利影响分别是___。
（3）已知：
氯气与NaOH溶液反应可生成NaClO3。
有研究表明，生成NaClO3的反应分两步进行：
Ⅰ.2Cl
升级会员 