②由①分析可知，当第一步反应达平衡状态时，v1正＝v1逆，由于速率常数之比实际上就是平衡常数，平衡常数越大，反应正向进行的程度越大，A正确；反应速率快慢与转化率之间无因果关系，B错误；相同温度下，第一步反应快速达到平衡，第二步是慢反应，所以第二步活化能比第一步高，C错误；整个反应的化学反应速率由第二步慢反应决定，D正确。
（3）①向10L密闭容器中分别充入0.1molNO2和0.2molCO，反应10min达到平衡，体系内压强由75kPa减少到68.75kPa，则反应中各物质的浓度变化为
2NO2（g）＋4CO（g）
4CO2（g）＋N2（g） ΔH<0
开始（mol/L）0.01 0.02 0 0
转化（mol/L）2x 4x 4x x
平衡（mol/L）0.01－2x0.02－4x4x x
根据
＝
，
＝
，解得x＝0.0025mol/L；根据公式Kp＝
，p（A）＝p（总）×
，可得Kp＝0.04kPa－1。
若平衡后再将CO、CO2的浓度增加一倍，由于方程式中两种物质的系数相同，所以Qc＝K，因此化学平衡不发生移动。
②降低温度，体积不变，根据阿伏加德罗定律，压强减小；同时该反应的正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，导致体系内气体分子数减少，所以总压强也会减小。
答案：
（1）－179.5kJ/mol
（2）①小于 ②AD
（3）①0.04 不移动 ②减小 若温度降低，体积不变，根据阿伏加德罗定律，总压强减小；同时，降低温度，由于反应放热，所以平衡朝正方向移动，容器内分子数减少，总压强也减小
3．铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
（1）复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）可用于热化学循环分解制氢气，原理如下：
①MnFe2O4（s）===MnFe2O（4－x）（s）＋
O2（g） ΔH1
②MnFe2O（4－x）（s）＋xH2O（g）===MnFe2O4（s）＋xH2（g）
ΔH2
③2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g） ΔH3
则：
ΔH3与ΔH1、ΔH2的关系为ΔH3＝________。
（2）纳米铁是重要的储氢材料，可用下列反应制得：
Fe（s）＋5CO（g）Fe（CO）5（g） ΔH＜0。
在1L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.5molCO，在T1、T2不同温度下进行反应，测得c（CO）与温度、时间的关系如图1所示。
①T1________（填“＞”或“＜”）T2。
②T2温度下，上述反应的平衡常数K＝________（结果不要求带单位）。
（3）高铁酸钾（K2FeO4）被人们称为“绿色化学”净水剂。
高铁酸钾在酸性至弱碱性条件下不稳定。
①工业上用KClO与Fe（NO3）3溶液反应制得K2FeO4，反应的离子方程式为________________________。
制备K2FeO4时，KClO饱和溶液与Fe（NO3）3饱和溶液混合的操作为______________________。
②已知K2FeO4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图2所示。
向pH＝6的溶液中加入KOH溶液，发生反应的离子方程式为___________________________________________________________。
（4）电解法可制得K2FeO4，装置如图3所示。
阳极的电极反应式为_________________________________________________________。
解析：
（1）复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）可用于热化学循环分解制氢气，原理如下：
①MnFe2O4（s）===MnFe2O（4－x）（s）＋
O2（g） ΔH1
②MnFe2O（4－x）（s）＋xH2O（g）===MnFe2O4（s）＋xH2（g） ΔH2
③2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g） ΔH3
根据盖斯定律，
可得③2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g） ΔH3＝
。
（2）①图1中，温度为T1时曲线斜率大，且优先达到平衡状态，说明温度T1较高，则温度T1＞T2。
②T2达到平衡状态时c（CO）＝0.1mol/L，
Fe（s）＋5CO
Fe（CO）5（g）
初始（mol/L） 0.5 0
转化（mol/L） 0.4 0.08
平衡（mol/L） 0.1 0.08
则T2温度下，该反应的平衡常数K＝
＝8×103。
（3）①将Fe（NO3）3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4，则在KOH溶液中，Fe（NO3）3与KClO反应生成K2FeO4、KCl和KNO3，反应的方程式为2Fe（NO3）3＋3KClO＋10KOH===2K2FeO4＋6KNO3＋3KCl＋5H2O，改成离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO
＋3Cl－＋5H2O；高铁酸钾在酸性至弱碱性条件下不稳定，制备K2FeO4时，KClO饱和溶液与Fe（NO3）3饱和溶液混合的操作为：
在搅拌下，将饱和Fe（NO3）3溶液缓慢滴加到KClO溶液中。
②当pH＝6时溶液中主要存在HFeO
，加入KOH溶液后HFeO
的浓度减小，FeO
的浓度增大，说明发生反应：
HFeO
＋OH－===FeO
＋H2O。
（4）根据图3可知，阳极Fe失去电子结合氢氧根离子生成FeO
，电解过程中阳极的反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO
＋4H2O。
答案：
（1）
（2）①＞ ②8×103
（3）①2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO
＋3Cl－＋5H2O 在搅拌下，将饱和Fe（NO3）3溶液缓慢滴加到KClO溶液中
②HFeO
＋OH－===FeO
＋H2O
（4）Fe－6e－＋8OH－===FeO
＋4H2O
4．（2018·全国卷Ⅰ）采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。
回答下列问题：
（1）1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。
该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。
（2）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）的分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。
体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t＝∞时，N2O5（g）完全分解]：
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①已知：
2N2O5（g）===2N2O4（g）＋O2（g） ΔH1＝－4.4kJ·mol－1
2NO2（g）===N2O4（g） ΔH2＝－55.3kJ·mol－1
则反应N2O5（g）===2NO2（g）＋
O2（g）的ΔH＝________kJ·mol－1。
②研究表明，N2O5（g）分解的反应速率v＝2×10－3×pN2O5（kPa·min－1）。
t＝62min时，测得体系中pO2＝2.9kPa，则此时的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。
③若提高反应温度至35℃，则N2O5（g）完全分解后体系压强p∞（35℃）______（填“大于”“等于”或“小于”）63.1kPa，原因是_________。
④25℃时N2O4（g）2NO2（g）反应的平衡常数Kp＝________kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。
（3）对于反应2N2O5（g）―→4NO2（g）＋O2（g），R.A．Ogg提出如下反应历程：
第一步 N2O5
NO2＋NO3 快速平衡
第二步 NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2慢反应
第三步 NO＋NO3―→2NO2快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。
下列表述正确的是________（填标号）。
A．v（第一步的逆反应）＞v（第二步反应）
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应活化能较高
解析：
（1）Cl2与AgNO3反应生成N2O5，还应该有AgCl，氧化产物是一种气体，则该气体为O2。
（2）①把已知两反应按顺序编号为a、b，根据盖斯定律，a式×
－b式可得：
N2O5（g）===2NO2（g）＋
O2（g）ΔH＝＋53.1kJ·mol－1
②由方程式2N2O5（g）===4NO2（g）＋O2（g）可知，62min时，pO2＝2.9kPa，则减小的N2O5为5.8kPa，此时pN2O5＝35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，则v（N2O5）＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。
③温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高。
④时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5（g）===4NO2（g）＋O2（g）知，此时生成的pNO2＝2pN2O5＝2×35.8kPa＝71.6kPa，pO2＝0.5×35.8kPa＝17.9kPa。
由题意知，平衡时体系的总压强为63.1kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1kPa－17.9kPa＝45.2kPa，设N2O4的压强为xkPa，则
N2O4（g）
2NO2（g）
初始压强/kPa 0 71.6
转化压强/kPa x 2x
平衡压强/kPa x 71.6－2x
则x＋（71.6－2x）＝45.2，解得x＝26.4,71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，Kp＝
＝
≈13.4kPa。
（3）第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B项错误；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。
答案：
（1）O2
（2）①＋53.1 ②30.0 6.0×10－2
③大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 ④13.4 （3）AC
5．（2018·全国卷Ⅱ）CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。
回答下列问题：
（1）CH4—CO2催化重整反应为CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）。
已知：
C（s）＋2H2（g）===CH4（g） ΔH＝－75kJ·mol－1
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－394kJ·mol－1
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH＝－111kJ·mol－1
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
有利于提高CH4平衡转化率的条件是________（填标号）。
A．高温低压B．低温高压
C．高温高压D．低温低压
某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为________mol2·L－2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表：
积碳反应
CH4（g）===C（s）＋2H2（g）
消碳反应
CO2（g）＋C（s）===2CO（g）
ΔH/（kJ·mol－1）
75
172
活化能/
（kJ·mol－1）
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
①由上表判断，催化剂X________（填“优于”或“劣于”）Y，理由是________________________________________________________________。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。
升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________（填标号）。
A．K积、K消均增加
B．v积减小、v消增加
C．K积减小、K消增加
D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p（CH4）·[p（CO2）]－0.5（k为速率常数）。
在p（CH4）一定时，不同p（CO2）下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa（CO2）、pb（CO2）、pc（CO2）从大到小的顺序为______________________。
解析：
（1）将题给已知三个反应依次编号为①、②、③，
根据盖斯定律，由③×2－①－②可得：
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）
ΔH＝247kJ·mol－1
根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压有利于反应正向移动。
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）
起始浓度/mol·L－1 1 0.5 0 0
转化浓度/mol·L－1 0.25 0.25 0.5 0.5
平衡浓度/mol·L－1 0.75 0.25 0.50.5
K＝
＝
＝
mol2·L－2。
（2）①积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。
由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加；温度升高，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大。
②由速率方程表达式v＝k·p（CH4）·[p（CO2）]－0.5可知，v与p（CO2）成反比例关系，p（CO2）越大，反应速率越小，所以pc（CO2）＞pb（CO2）＞pa（CO2）。
答案：
（1）247 A
（2）①劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD ②pc（CO2）、pb（CO2）、pa（CO2）
6．（2018·全国卷Ⅲ）三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。
回答下列问题：
（1）SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成（HSiO）2O等，写出该反应的化学方程式_________________________________。
（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3（g）===SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g） ΔH1＝48kJ·mol－1
3SiH2Cl2（g）===SiH4（g）＋2SiHCl3（g） ΔH2＝－30kJ·mol－1
则反应4SiHCl3（g）===SiH4（g）＋3SiCl4（g）的ΔH为________kJ·mol－1。
（3）对于反应2SiHCl3（g）===SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g），采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343K时反应的平衡转化率α＝________%。
平衡常
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