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湖北省襄阳市襄州二中2022届高三化学高考备考二轮复习化学能与热能专项训练
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化学能与热能
一、选择题（15题）
1．硫元素广泛分布于自然界，其相图(用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图像)如图。已知正交硫和单斜硫是硫元素的两种常见单质，且燃烧的热化学方程式为：S(正交，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1；S(单斜，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2。则下列有关说法正确的是
A．正交硫和单斜硫互为同分异构体
B．温度低于95.5℃且压强大于0.1Pa，正交硫发生升华现象
C．图中M→N过程为固态硫的液化，该过程只发生物理变化
D．由上述信息可判断：ΔH1>ΔH2
2．科学家研究二甲醚(DME)在H-ZSM-5分子筛(用H+A-表示)上的水解反应，其反应进程中能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．根据反应图示可知，在相同的催化剂作用下，化学反应也存在多种反应途径
B．升高温度，stepwise路径和concerted路径的反应速率都加快，有利于提高反应物的转化率
C．由于ΔEa>ΔEa1，DME水解反应更易以stepwise路径进行
D．根据图示可知，DME首先与分子筛H+A-结合形成(CH3)2OH+A-
3．1，3－环己二烯常用作有机合成中间体，已知：(g)+H2(g)→(g) 。几种物质之间的能量关系如图所示，则上述反应中的a为
A． B． C． D．
4．我国科学家用N，二甲基甲酰胺[，简称]成功合成了三甲胺，研究单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A．铜催化剂可降低活化能，从而降低反应的焓变
B．反应历程中最大能垒(活化能)为
C．反应历程中既没有碳氮键的断裂也没有碳氮键的形成
D．制备三甲胺的热化学方程式为
5．已知正丁烷、异丁烷燃烧的热化学方程式分别为：
下列说法不正确的是
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程
D．异丁烷和正丁烷属于同分异构体
6．稀碱条件下，由乙醛合成巴豆醛的反应历程示意图如下。下列说法正确的是
A．苯甲醛也能发生类似反应
B．反应①的活化能大于反应②的活化能
C．反应中，均为反应催化剂
D．由上述历程可知醛基的酸性强于醇羟基
7．肼()在不同条件下分解产物不同，200℃时在Cu表面分解的机理如图1。
已知200℃时：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
下列说法不正确的是
A．图1所示过程①、②都是放热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量
D．200℃时，肼分解生成和的热化学方程式为
8．利用CH3OH、CO2与H2合成CH3CH2OH的反应主要历程如图所示。下列说法错误的是
A．合成过程涉及C-C键和C-O键形成
B．CO是合成乙醇的中间体
C．第3步的反应式为CH3I+CO+2H2→CH3CH2OH+HI
D．若用CH3OD替代CH3OH，则可生成CH3CH2OD
9．二维锑片(Sb)是一种新型的CO2电化学还原催化剂。酸性条件下人工固碳装置中CO2气体在Sb表面发生三种催化竞争反应，其反应历程如下图所示(*表示吸附态中间体)。下列说法不正确的是
A．生成HCOOH吸收的能量最多
B．使用Sb改变了反应的路径
C．Sb电极表面生成CO的反应为：*CO2＋2e-＋H2O = CO＋2OH-
D．Sb对三种催化竞争反应的选择效果为HCOOH＞H2＞CO
10．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，如图为该历程示意图。下列说法错误的是
A．①→②放出能量并形成了C―C键
B．催化剂可提高反应物的平衡转化率
C．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
D．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂
11．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．参与反应的反应物总键能大于生成物的总键能
B．产物P1与P2的分子式、氧元素的化合价均相同
C．相同条件下，Z转化为产物的速率：v(P1)＞v(P2)
D．该历程中最大正反应的活化能E正=186.19kJ
12．某反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，反应热为△H
C．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
D．加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率
13．烷烃中的氢原子被卤原子取代的反应是一个自由基反应。例如：甲烷与氯气光照得到一氯甲烷的反应分为两步，反应过程中的能量变化示意图如下：
下列说法不正确的是
A．CH3∙(甲基)的电子式为
B．第二步反应的活化能为
C．Cl∙浓度大小对生成的反应速率有较大影响
D．
14．已知：顺-2-丁烯()与反-2-丁烯()互为顺反异构体，其加成氢气制备丁烷的能量变化图如下。下列说法正确的是
A．稳定性：顺-2-丁烯>反-2-丁烯
B．
C．顺-2-丁烯转化为反-2-丁烯的过程属于物理变化
D．完全燃烧等质量和，前者放热多
15．如图为氟利昂()破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是
A．过程Ⅰ中断裂共价键C-Cl键
B．过程Ⅱ可表示为
C．过程Ⅲ中是吸热过程
D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏的催化剂
二、工业流程题（4大题）
16．丙烯在有机化工中用途广泛，除了制备聚丙烯，还可制备1，2－二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。回答下列问题：
(1)用加成法制备1，2－二氯丙烷，主、副反应依次为：
已知中逆反应的活化能为164，则正反应的活化能为___________。
(2)丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下：
①某温度下，在刚性密闭容器中充入(g)，起始压强为10kPa，平衡时总压为14kPa，则的平衡转化率为_________，该反应的压强平衡常数_________kPa(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中(g)和(g)的物质的量分数随温度的变化关系如图所示，其中代表压强为100kPa时的曲线是_________(填曲线标号)。
(3)丙烷氧化脱氢制备丙烯，还发生副反应生成CO、等，其主反应如下： ，相同时间内，在某催化剂作用下(g)的转化率和(g)的产率随温度的变化关系如图所示。
①图中的转化率随温度升高而增大的原因是___________。
②575℃时，的选择性为___________ [的选择性]，能提高其选择性的措施为___________。
17．氢气最早于16世纪被人工制取出来，氢气是一种清洁能源。
(1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。
已知：H—H键、O=O键、H—O键的键能依次为436kJ·mol-1、495kJ·mol-1、463kJ·mol-1。则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=____kJ·mol-1。
(2)T1℃时，向5L恒容密闭容器中充人0.5molCH4，只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，达到平衡时，测得c(C2H4)=2c(CH4)，CH4的转化率为____；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c(CH4)=2c(C2H4)，则0~25s内v(C2H4)=____mol·L-1·s-1。
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(ρPa)的对数值lgρ与温度的关系如图所示。
①T℃时，向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H2(g)和H2(g)，只发生反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) △H，△H____(填“>”或“<”)0，此时的平衡常数Kp=____(用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2。
②若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是____(填标号)。
A．减小C2H2的浓度 B．升高温度 C．增大压强 D．加入合适的催化剂
(4)工业上，以KNH2和液氨为电解质，以石墨为电极，电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为____，一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为____。
18．将CH4和CO2两种引发温室效应气体转化为合成气(H2和CO)，可以实现能量综合利用，对环境保护具有十分重要的意义。
(1)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，此技术在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如图所示。
已知：i.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1
ii.CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ΔH2=+165kJ·mol-1
①过程I反应的化学方程式为___________。
②该技术总反应的热化学方程式为___________。
③反应i甲烷含量随温度变化如图1，图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线，其中表示2MPa的是___________。
(2)甲烷的水蒸汽重整涉及以下反应
I.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1
II.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1
在一密闭体积可变容器中，通入1molCH4和3molH2O(g)发生甲烷的水蒸汽重整反应。
①反应II平衡常数K(500℃)___________K(700℃)(填“>”“<”或“=”)。
②压强为P0kPa时，分别在加CaO和不加CaO时，平衡体系H2的物质的量随温度变化如图2所示。温度低于700℃时，加入CaO可明显提高混合气中H2的量，原因是___________。
③500℃时，反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图3所示。则图2中E点和G点CH4的浓度大小关系为c(G)___________c(E)((填“>”“<”或“=”)；结合的图2、图3，计算500℃、P0kPa下反应II的分压平衡常数Kp(用分压代替浓度，分压等于总压×物质的量分数)为___________。
19．将二氧化碳转化为高附加值碳基燃料可有效减少碳排放。二氧化碳催化加氢制甲醇[CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)]引起了科学界和工业界的极大兴趣。回答下列问题：
(1)相关的化学键键能数据如表所示。
化学键
H—H
C=O
H—O
C—H
C—O
E(kJ/mol)
436
745
465
413
351
写出二氧化碳催化加氢制甲醇的热化学方程式____。
(2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，成功的实现了高选择性电催化还原CO2制备甲醇，该反应历程如图所示。
①该过程容易产生副产物____。
②上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，需要降低某步骤的能量变化，写出该基元反应的化学方程式：____。
Ⅱ.工业中，CO2和H2在催化剂作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。
反应a：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1；
反应b：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2>0。
在传统的催化固定反应床(CFBR)中，CO2转化率和甲醇选择性通常都比较低，科学团队发展了一种具有反应分离双功能的分子筛膜催化反应器(MR)用于CO2催化加氢制备甲醇，极大地改善了该问题，原理如图所示。
保持压强为5MPa，向密闭容器中投入一定量CO2和H2，不同反应模式下CO2的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如表所示。
实验组
反应模式
压强/MPa
温度/℃
CO2转化率
CH3OH选择性
①
CFBR
3
5
250
25.6
61.3
②
CFBR
3
5
230
20.0
70.0
③
CMR
3
3
260
36.1
100
已知CH3OH选择性：转化的CO2中生成CH3OH的百分比。
(3)CFBR模式时，投料比=3一定温度下发生反应，下列说法能作为反应a达到平衡状态的判据是____(填选项字母)。
A．气体压强不再变化
B．CO的体积分数不再变化
C．气体平均相对分子质量不再变化
D．不再变化
E.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1：3：1：1
(4)由表中数据可知CMR模式下，CO2的转化率显著提高，结合具体反应分析可能的原因：____。
(5)压力平衡常数Kp是指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，平衡分压=p总×物质的量分数。根据表中数据计算温度为230℃时，反应a的Kp值为____(无需计算，写表达式)。
参考答案：
1．D
A．正交硫和单斜硫均是硫元素组成的单质，二者互为同素异形体，A项错误；
B．温度低于95.5℃且压强大于0.1Pa，正交硫是固态，需要降压才能升华为气态，B项错误；
C．图中M→N过程为固态硫的液化，该过程先由正交硫经过转化为单斜硫再变成液体，中间发生了化学变化，C项错误；
D．在同压条件下，升温由正交硫转化为单斜硫，说明单斜硫能量高，单斜硫燃烧热高，ΔH均为负值，则ΔH1>ΔH2，D项正确；
故选D。
2．D
A．根据反应图示可知，在相同的催化剂作用下，化学反应存在一种反应途径，A错误；
B．升高温度，stepwise路径和concerted路径的反应速率都加快，不改变其它，平衡不改变，转化率不变，B错误；
C．由于ΔEa<ΔEa1，活化能越大，反应速率越慢，DME水解反应更易以concerted路径进行，C错误；
D．根据图示信息可知，DME首先与分子筛H+ A-结合形成(CH3)2OH+ A-，D正确；
故选D。
3．A
①(g)+3H2(g) (g) ；
②(g)+ 2H2(g) (g) ；由盖斯定律可得目标方程等于①+②，则，综上所述A符合题意，故选A；
答案选A。
4．C
A． 催化剂可以降低活化能，而反应的焓变与反应物质的始态和终态有关，加入催化剂反应的始态、终态相同，则焓变相同，选项A错误；
B．从图中可以看出，正向进行的三个反应中，其能垒分别为-1.23eV-(-2.16eV)=0.93eV，-1.55eV-(-1.77eV)=0.22eV，-1.02eV-(-2.21eV)=1.19eV，故最大能垒为1.19eV，选项B错误；
C．反应历程中没有C-N键断裂也没有C-N键生成，选项C正确；
D．制备三甲胺的热化学方程式为，选项D错误；
答案选C。
5．B
①CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) ∆H=-2878kJ·mol-1
②(CH3)2CHCH3(g)+O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) ∆H=-2869kJ·mol-1
由①-②可得CH3CH2CH2CH3(g)→(CH3)2CHCH3(g)，∆H=-2878kJ•mol-1+2869kJ•mol-1=-9kJ•mol-1。
【详解】
A．从正丁烷转化成异丁烷是放热过程，说明正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子，故A不符合题意；
B．CH3CH2CH2CH3(g)→(CH3)2CHCH3(g)，∆H<0，能量越低物质越稳定，因此异丙烷比正丁烷稳定，故B符合题意；
C．正丁烷转化成异丁烷CH3CH2CH2CH3(g)→(CH3)2CHCH3(g)，∆H<0，是放热过程，则反过来异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程，故C不符合题意；
D．异丁烷和正丁烷是同分异构体，故D不符合题意；
故选B。
6．D
A．苯甲醛无，不能发生类似反应，故A错误；
B．反应①较快，反应②较慢，反应越慢活化能越大，故B错误；
C．由图中可知，OH-为反应的催化剂，H2O为反应的中间产物，故C错误；
D．由上述历程可知，CH3CHO可制得，故可知醛基的酸性强于醇羟基，故D正确；
故选D。
7．A
A．由已知信息“反应Ⅰ”知，过程①为放热反应；根据盖斯定律：Ⅰ-2×Ⅱ得N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=-32.9kJ/mol-2×(-41.8kJ/mol)=+50.7kJ/mol，过程②为吸热反应，故A错误；
B．反应Ⅱ为放热反应，反应物能量高于生成物能量，故B正确；
C．由反应Ⅰ知，断开3molN2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化学键释放的能量，故C正确；
D．根据盖斯定律：Ⅰ-2×Ⅱ得N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=-32.9kJ/mol-2×(-41.8kJ/mol)=+50.7kJ/mol，过程②为吸热反应，D正确；
故选A。
8．D
A．根据图示可知：在反应3中有C-C键和C-O键形成，A正确；
B．根据图示可知：在反应开始时无CO，在反应结束时生成物中无CO，因此CO是合成乙醇的中间体，B正确；
C．根据图示可知第3步反应的反应物是CH3I、CO、H2，生成物是CH3CH2OH及HI，则该反应的化学方程式为：CH3I+CO+2H2→CH3CH2OH+HI，C正确；
D．根据反应3可知反应产生乙醇中的-OH上H原子种类取决于H2中的H原子的种类，而与CH3OH上的H原子种类无关，所以若用CH3OD替代CH3OH，生成的乙醇仍然是CH3CH2OH ，而不会是CH3CH2OD，D错误；
故合理选项是D。
9．C
A．生成三种产物中HCOOH的能量最大，故吸收的能量最多，A正确；
B．从图中看，催化剂Sb改变了反应的路径，B正确；
C．反应条件为酸性，所以不可能生成OH－，C错误；
D．活化能越小，反应越容易进行，生成HCOOH的活能量最小，生成CO的活能量最大，生成H2的活能量居中，D正确。
答案选C。
10．B
A．从图中可知，①的能量高于②，从生成，放出能量并形成了C―C键，A正确；
B．催化剂可提高反应的速率，不能影响平衡的移动，不会提高平衡转化率，B错误；
C．综合分析该历程，CO2+ CH4→CH3COOH，总反应的原子利用率为100%，C正确；
D．CH4→CH3COOH过程中，CH4的C―H键发生断裂，D正确；
故选B。
11．C
A．从图中可以看出，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，总反应是放热反应，参与反应的反应物总键能小于生成物的总键能，故A说法错误；
B．产物P1与P2的分子式相同，但P1中有过氧键，有两个O化合价是-1价，1个氧是-2价，P2中氧化合价是-2价，故B说法错误；
C．由图示可知，由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能，则由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)＞v(P2)，故C说法正确；
D．由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大，则E=－18.92kJ·mol-1－(－205.11kJ·mol-1)=186.19kJ·mol-1，单位错误，故D说法错误；
答案为C。
12．D
A．从图可以看出，a是没有催化剂参与的反应，选项A错误；
B．从图看出，反应物的能量高于生成物的能量，反应为放热反应，选项B错误；
C．活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞，选项C错误；
D．加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率，选项D正确。
答案选D。
13．A
A．CH3∙(甲基)的电子式为，故A错误；
B．第二步反应的活化能为258.5kJ/mol-250.2kJ/mol=，故B正确；
C．Cl∙为反应的催化剂，催化剂影响反应速率，故C正确；
D．由图像的始态和末态可知，，故D正确；
故选A。
14．D
A．能量越低越稳定，由图可知，反-2-丁烯()能量更低，A错误；
B．①(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CH3(g)△H=-119.7kJ/mol，②(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CH3(g)△H=-115.5kJ/mol根据盖斯定律①-②可知 ，B错误；
C．顺-2-丁烯转化为反-2-丁烯的过程属于化学变化有新物质生成，C错误；
D．完全燃烧等质量，前者放热多，因为前者能量更高，D正确；
答案选D。
15．C
A．过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C-Cl键，A正确；
B．根据图示信息可知，过程Ⅱ可表示为：O3+Cl=ClO+O2，B正确；
C．O+O=O2为原子结合成分子的过程即化学键的形成过程，为放热过程，C错误；
D．上述过程说明，氟利昂中氯原子在反应前后不变，是破坏O3的催化剂，D正确；
故答案为：C。
16．(1)132
(2) 40% 2.67 x
(3) 温度升高，反应速率加快，温度升高，催化剂活性增大 0.5 选择相对较低的温度
【解析】
(1)
①
②
根据盖斯定律①-②得，焓变=正反应活化能-逆反应活化能，逆反应的活化能为164，则正反应的活化能为132。
(2)
①某温度下，在刚性密闭容器中充入(g)，起始压强为10kPa，平衡时总压为14kPa，
10-x+2x=14，x=4；则的平衡转化率为，该反应的压强平衡常数=2.67kPa。
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应，正反应吸热，升高温度平衡正向移动，(g)含量减小，增大压强，平衡逆向移动，(g)含量增大，所以代表压强为100kPa时的曲线是x。
(3)
①温度升高，反应速率加快，温度升高，催化剂活性增大，所以的转化率随温度升高而增大。
②575℃时，的选择性为=0.5，根据图像，选择相对较低的温度能提高其选择性。
17．(1)+485
(2) 80% 0.001
(3) > 105 B
(4) 6NH-6e-=N2↑+4NH3(l) 3:14
【解析】
(1)
△H=反应物总键能-生成物总键能=(4463-2436-495)kJ/mol=+485kJ/mol。
(2)
设平衡时c(C2H4)为xmol/L，依据方程式可知，消耗c(CH4)为2xmol/L，平衡时c(H2)为2xmol/L，平衡时c(CH4)为(0.1-2x)mol/L，而达到平衡时，测得c(C2H4)=2c(CH4)，则有x=2(0.1-2x)，解得x=0.04，CH4的转化率为；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c(CH4)=2c(C2H4)，则有0.1-2x=2x，解得x=0.025，v(C2H4)==0.001mol·L-1·s-1。
(3)
①题中图从右向左观察，随着温度升高，lgp(CH4)减小，则甲烷平衡分压减小，甲烷平衡转化率增大，说明温度升高，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，焓变△H>0，此时的平衡常数==。
②平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，因此若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是升高温度，答案选B。
(4)
电解液氨的总反应为2NH33H2↑+N2↑，阳极氨气失电子得到氮气和氢离子，生成的氢离子又与NH结合生成氨气，因此阳极电极反应式为：6NH-6e-=N2↑+4NH3(l)；阳极收集到氮气、阴极收集到氢气，依据总反应可知，一段时间后阴、阳两极收集到的气体物质的量之比为3:1，则质量之比为6:28=3:14。
18．(1) CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4kJ/mol CH4(g)+ 3CO2(g) ⇌4CO(g)+ 2H2O(g) △H=+329.8kJ/mol a
(2) > 加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应I、II的化学平衡正向移动，氢气含量增大 > 1
【解析】
【分析】
根据盖斯定律，由已知热化学方程式求出所求热化学方程式；由题中图示可知，过程II的反应分两步，依据各步反应可判断；根据催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡移动，则使用不同的催化剂，达平衡时CH4转化率是一样的予以判断；根据化学平衡“三段式”计算CO2的分压，v(CO)，Kp的值。
(1)
①由题图可知，过程I发生CH4+CO2 2CO+2H2反应，根据I．CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.2kJ/mol ；II．CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165kJ/mol；根据盖斯定律，则I×2+II得：Ⅲ．CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH3=2ΔH1+ ΔH2=2×206.2kJ/mol+(-165kJ/mol)=+247.4kJ/mol；答案为CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ/mol；
②由题图可知，该技术总反应的化学方程式为CH4(g)+ 3CO2(g) ⇌4CO(g)+ 2H2O(g) 根据盖斯定律，由Ⅲ×2+ II得反应CH4(g)+ 3CO2(g) ⇌4CO(g)+ 2H2O(g) ΔH= ΔH3×2+ ΔH2=+329.8kJ/mol；
③对于吸热反应，压强一定时，升高温度，平衡正向移动，甲烷含量应减少，故排除曲线c、d；温度一定时，增大压强，平衡逆向移动，甲烷含量将增加，故曲线b表示2MPa时的甲烷含量曲线；
(2)
①反应II是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数K(500℃) >K(700℃)；
②CaO为碱性氧化物，加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应II的化学平衡正向移动，CO浓度降低，反应Ⅰ的平衡也正向移动，使氢气含量增大，故答案为：加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应I、II的化学平衡正向移动，氢气含量增大；
③500°C时， E点压强低于G点压强，G点甲烷浓度大。根据题中图像分析，500°C时， 压强为P0，氢气含量为2.1mol，甲烷转化率为0.6，所以反应I中消耗1mol×0.6 = 0.6molCH4，同时消耗0.6molH2O、生成0.6molCO、生成1.8molH2， 反应Ⅱ生成2.1mol-1.8mol = 0.3molH2，同时消耗0.3molH2O、消耗0.3molCO、生成0.3molCO2，平衡时，CO、H2O、CO2、H2、CH4别为0.3mol、2.1mol、 0.3mol、 2.1mol、0.4mol， 平衡分压分别为P0、P0、P0、P0，所以Kp=，答案为>；1。
19．(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-187kJ/mol
(2) CO和CH2O *CO+*OH→*CO+*H2O
(3)BCD
(4)CMR模式下，只发生反应a，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气，使平衡右移，二氧化碳的产率增大
(5)
【解析】
(1)
该反应断裂2molC=O、3molH−H，形成、3molC−H、1molC−O、3molH−O， ，则其热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-187kJ/mol；
(2)
①由图可知，该过程中有副产物和产生；
②反应慢的步骤决定整体反应速率，据图可知合成甲醇的过程中的活化能最大，反应速率最慢，所以需要主要降低该步骤中的能量变化；
(3)
A．气体压强不再变化由题意可知，反应容器压强为不变，反应a和反应b在CFBR模式下反应达到平衡状态时，气体压强不变，故压强不变不能证明反应达到平衡，A错误；
B．反应b生成一氧化碳，其体积分数不断增加，CO的体积分数不再变化，可以证明反应达到平衡，B正确；
C．这两个反应中，所有的反应物，产物都是气体，故总质量不变，但是反应a前后气体计量系数不同，故气体总物质的量是不断变化的，因此气体平均相对分子质量不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；
D．反应a中两种物质的投料比和系数比相等，反应b中两种物质的投料比和系数比不相等，是不断变化的，故不再变化可以证明反应达到平衡，D正确；
E．反应中各种物质的物质的量之比是无法确定的，故CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1，无法确定反应达到平衡，E错误；
故选BCD；
(4)
CMR模式下，只发生，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气占主导因素，平衡右移，二氧化碳的产率增大，故答案为：CMR模式下，只发生反应a，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气，使平衡右移，二氧化碳的产率增大；
(5)
设和起始投料分别为1mol和3mol。由表中数据知时二氧化碳的平衡转化率为，得知平衡时的物质的量为0.8mol。参与反应a生成甲醇的选择性是，参与反应的选择性则是。存在两个平衡体系，分别写出三段式如下：
反应：；反应： ，(注：三段式表达反应a的和平衡时的物质的量时，要考虑反应中的变化量。平衡时反应消耗为，生成为)平衡体系五种气体总物质的量为。平衡时，反应中、、、四种气体的物质的量分数分别为：、、、；。
一、选择题（15题）
1．硫元素广泛分布于自然界，其相图(用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图像)如图。已知正交硫和单斜硫是硫元素的两种常见单质，且燃烧的热化学方程式为：S(正交，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH1；S(单斜，s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2。则下列有关说法正确的是
A．正交硫和单斜硫互为同分异构体
B．温度低于95.5℃且压强大于0.1Pa，正交硫发生升华现象
C．图中M→N过程为固态硫的液化，该过程只发生物理变化
D．由上述信息可判断：ΔH1>ΔH2
2．科学家研究二甲醚(DME)在H-ZSM-5分子筛(用H+A-表示)上的水解反应，其反应进程中能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．根据反应图示可知，在相同的催化剂作用下，化学反应也存在多种反应途径
B．升高温度，stepwise路径和concerted路径的反应速率都加快，有利于提高反应物的转化率
C．由于ΔEa>ΔEa1，DME水解反应更易以stepwise路径进行
D．根据图示可知，DME首先与分子筛H+A-结合形成(CH3)2OH+A-
3．1，3－环己二烯常用作有机合成中间体，已知：(g)+H2(g)→(g) 。几种物质之间的能量关系如图所示，则上述反应中的a为
A． B． C． D．
4．我国科学家用N，二甲基甲酰胺[，简称]成功合成了三甲胺，研究单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A．铜催化剂可降低活化能，从而降低反应的焓变
B．反应历程中最大能垒(活化能)为
C．反应历程中既没有碳氮键的断裂也没有碳氮键的形成
D．制备三甲胺的热化学方程式为
5．已知正丁烷、异丁烷燃烧的热化学方程式分别为：
下列说法不正确的是
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程
D．异丁烷和正丁烷属于同分异构体
6．稀碱条件下，由乙醛合成巴豆醛的反应历程示意图如下。下列说法正确的是
A．苯甲醛也能发生类似反应
B．反应①的活化能大于反应②的活化能
C．反应中，均为反应催化剂
D．由上述历程可知醛基的酸性强于醇羟基
7．肼()在不同条件下分解产物不同，200℃时在Cu表面分解的机理如图1。
已知200℃时：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
下列说法不正确的是
A．图1所示过程①、②都是放热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开中的化学键吸收的能量小于形成和中的化学键释放的能量
D．200℃时，肼分解生成和的热化学方程式为
8．利用CH3OH、CO2与H2合成CH3CH2OH的反应主要历程如图所示。下列说法错误的是
A．合成过程涉及C-C键和C-O键形成
B．CO是合成乙醇的中间体
C．第3步的反应式为CH3I+CO+2H2→CH3CH2OH+HI
D．若用CH3OD替代CH3OH，则可生成CH3CH2OD
9．二维锑片(Sb)是一种新型的CO2电化学还原催化剂。酸性条件下人工固碳装置中CO2气体在Sb表面发生三种催化竞争反应，其反应历程如下图所示(*表示吸附态中间体)。下列说法不正确的是
A．生成HCOOH吸收的能量最多
B．使用Sb改变了反应的路径
C．Sb电极表面生成CO的反应为：*CO2＋2e-＋H2O = CO＋2OH-
D．Sb对三种催化竞争反应的选择效果为HCOOH＞H2＞CO
10．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，如图为该历程示意图。下列说法错误的是
A．①→②放出能量并形成了C―C键
B．催化剂可提高反应物的平衡转化率
C．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
D．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂
11．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．参与反应的反应物总键能大于生成物的总键能
B．产物P1与P2的分子式、氧元素的化合价均相同
C．相同条件下，Z转化为产物的速率：v(P1)＞v(P2)
D．该历程中最大正反应的活化能E正=186.19kJ
12．某反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，反应热为△H
C．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
D．加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率
13．烷烃中的氢原子被卤原子取代的反应是一个自由基反应。例如：甲烷与氯气光照得到一氯甲烷的反应分为两步，反应过程中的能量变化示意图如下：
下列说法不正确的是
A．CH3∙(甲基)的电子式为
B．第二步反应的活化能为
C．Cl∙浓度大小对生成的反应速率有较大影响
D．
14．已知：顺-2-丁烯()与反-2-丁烯()互为顺反异构体，其加成氢气制备丁烷的能量变化图如下。下列说法正确的是
A．稳定性：顺-2-丁烯>反-2-丁烯
B．
C．顺-2-丁烯转化为反-2-丁烯的过程属于物理变化
D．完全燃烧等质量和，前者放热多
15．如图为氟利昂()破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是
A．过程Ⅰ中断裂共价键C-Cl键
B．过程Ⅱ可表示为
C．过程Ⅲ中是吸热过程
D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏的催化剂
二、工业流程题（4大题）
16．丙烯在有机化工中用途广泛，除了制备聚丙烯，还可制备1，2－二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。回答下列问题：
(1)用加成法制备1，2－二氯丙烷，主、副反应依次为：
已知中逆反应的活化能为164，则正反应的活化能为___________。
(2)丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下：
①某温度下，在刚性密闭容器中充入(g)，起始压强为10kPa，平衡时总压为14kPa，则的平衡转化率为_________，该反应的压强平衡常数_________kPa(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中(g)和(g)的物质的量分数随温度的变化关系如图所示，其中代表压强为100kPa时的曲线是_________(填曲线标号)。
(3)丙烷氧化脱氢制备丙烯，还发生副反应生成CO、等，其主反应如下： ，相同时间内，在某催化剂作用下(g)的转化率和(g)的产率随温度的变化关系如图所示。
①图中的转化率随温度升高而增大的原因是___________。
②575℃时，的选择性为___________ [的选择性]，能提高其选择性的措施为___________。
17．氢气最早于16世纪被人工制取出来，氢气是一种清洁能源。
(1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。
已知：H—H键、O=O键、H—O键的键能依次为436kJ·mol-1、495kJ·mol-1、463kJ·mol-1。则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=____kJ·mol-1。
(2)T1℃时，向5L恒容密闭容器中充人0.5molCH4，只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，达到平衡时，测得c(C2H4)=2c(CH4)，CH4的转化率为____；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c(CH4)=2c(C2H4)，则0~25s内v(C2H4)=____mol·L-1·s-1。
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(ρPa)的对数值lgρ与温度的关系如图所示。
①T℃时，向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H2(g)和H2(g)，只发生反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) △H，△H____(填“>”或“<”)0，此时的平衡常数Kp=____(用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2。
②若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是____(填标号)。
A．减小C2H2的浓度 B．升高温度 C．增大压强 D．加入合适的催化剂
(4)工业上，以KNH2和液氨为电解质，以石墨为电极，电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为____，一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为____。
18．将CH4和CO2两种引发温室效应气体转化为合成气(H2和CO)，可以实现能量综合利用，对环境保护具有十分重要的意义。
(1)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，此技术在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如图所示。
已知：i.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1
ii.CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ΔH2=+165kJ·mol-1
①过程I反应的化学方程式为___________。
②该技术总反应的热化学方程式为___________。
③反应i甲烷含量随温度变化如图1，图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线，其中表示2MPa的是___________。
(2)甲烷的水蒸汽重整涉及以下反应
I.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1
II.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1
在一密闭体积可变容器中，通入1molCH4和3molH2O(g)发生甲烷的水蒸汽重整反应。
①反应II平衡常数K(500℃)___________K(700℃)(填“>”“<”或“=”)。
②压强为P0kPa时，分别在加CaO和不加CaO时，平衡体系H2的物质的量随温度变化如图2所示。温度低于700℃时，加入CaO可明显提高混合气中H2的量，原因是___________。
③500℃时，反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图3所示。则图2中E点和G点CH4的浓度大小关系为c(G)___________c(E)((填“>”“<”或“=”)；结合的图2、图3，计算500℃、P0kPa下反应II的分压平衡常数Kp(用分压代替浓度，分压等于总压×物质的量分数)为___________。
19．将二氧化碳转化为高附加值碳基燃料可有效减少碳排放。二氧化碳催化加氢制甲醇[CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)]引起了科学界和工业界的极大兴趣。回答下列问题：
(1)相关的化学键键能数据如表所示。
化学键
H—H
C=O
H—O
C—H
C—O
E(kJ/mol)
436
745
465
413
351
写出二氧化碳催化加氢制甲醇的热化学方程式____。
(2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，成功的实现了高选择性电催化还原CO2制备甲醇，该反应历程如图所示。
①该过程容易产生副产物____。
②上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，需要降低某步骤的能量变化，写出该基元反应的化学方程式：____。
Ⅱ.工业中，CO2和H2在催化剂作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。
反应a：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1；
反应b：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2>0。
在传统的催化固定反应床(CFBR)中，CO2转化率和甲醇选择性通常都比较低，科学团队发展了一种具有反应分离双功能的分子筛膜催化反应器(MR)用于CO2催化加氢制备甲醇，极大地改善了该问题，原理如图所示。
保持压强为5MPa，向密闭容器中投入一定量CO2和H2，不同反应模式下CO2的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如表所示。
实验组
反应模式
压强/MPa
温度/℃
CO2转化率
CH3OH选择性
①
CFBR
3
5
250
25.6
61.3
②
CFBR
3
5
230
20.0
70.0
③
CMR
3
3
260
36.1
100
已知CH3OH选择性：转化的CO2中生成CH3OH的百分比。
(3)CFBR模式时，投料比=3一定温度下发生反应，下列说法能作为反应a达到平衡状态的判据是____(填选项字母)。
A．气体压强不再变化
B．CO的体积分数不再变化
C．气体平均相对分子质量不再变化
D．不再变化
E.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1：3：1：1
(4)由表中数据可知CMR模式下，CO2的转化率显著提高，结合具体反应分析可能的原因：____。
(5)压力平衡常数Kp是指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，平衡分压=p总×物质的量分数。根据表中数据计算温度为230℃时，反应a的Kp值为____(无需计算，写表达式)。
参考答案：
1．D
A．正交硫和单斜硫均是硫元素组成的单质，二者互为同素异形体，A项错误；
B．温度低于95.5℃且压强大于0.1Pa，正交硫是固态，需要降压才能升华为气态，B项错误；
C．图中M→N过程为固态硫的液化，该过程先由正交硫经过转化为单斜硫再变成液体，中间发生了化学变化，C项错误；
D．在同压条件下，升温由正交硫转化为单斜硫，说明单斜硫能量高，单斜硫燃烧热高，ΔH均为负值，则ΔH1>ΔH2，D项正确；
故选D。
2．D
A．根据反应图示可知，在相同的催化剂作用下，化学反应存在一种反应途径，A错误；
B．升高温度，stepwise路径和concerted路径的反应速率都加快，不改变其它，平衡不改变，转化率不变，B错误；
C．由于ΔEa<ΔEa1，活化能越大，反应速率越慢，DME水解反应更易以concerted路径进行，C错误；
D．根据图示信息可知，DME首先与分子筛H+ A-结合形成(CH3)2OH+ A-，D正确；
故选D。
3．A
①(g)+3H2(g) (g) ；
②(g)+ 2H2(g) (g) ；由盖斯定律可得目标方程等于①+②，则，综上所述A符合题意，故选A；
答案选A。
4．C
A． 催化剂可以降低活化能，而反应的焓变与反应物质的始态和终态有关，加入催化剂反应的始态、终态相同，则焓变相同，选项A错误；
B．从图中可以看出，正向进行的三个反应中，其能垒分别为-1.23eV-(-2.16eV)=0.93eV，-1.55eV-(-1.77eV)=0.22eV，-1.02eV-(-2.21eV)=1.19eV，故最大能垒为1.19eV，选项B错误；
C．反应历程中没有C-N键断裂也没有C-N键生成，选项C正确；
D．制备三甲胺的热化学方程式为，选项D错误；
答案选C。
5．B
①CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) ∆H=-2878kJ·mol-1
②(CH3)2CHCH3(g)+O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) ∆H=-2869kJ·mol-1
由①-②可得CH3CH2CH2CH3(g)→(CH3)2CHCH3(g)，∆H=-2878kJ•mol-1+2869kJ•mol-1=-9kJ•mol-1。
【详解】
A．从正丁烷转化成异丁烷是放热过程，说明正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子，故A不符合题意；
B．CH3CH2CH2CH3(g)→(CH3)2CHCH3(g)，∆H<0，能量越低物质越稳定，因此异丙烷比正丁烷稳定，故B符合题意；
C．正丁烷转化成异丁烷CH3CH2CH2CH3(g)→(CH3)2CHCH3(g)，∆H<0，是放热过程，则反过来异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程，故C不符合题意；
D．异丁烷和正丁烷是同分异构体，故D不符合题意；
故选B。
6．D
A．苯甲醛无，不能发生类似反应，故A错误；
B．反应①较快，反应②较慢，反应越慢活化能越大，故B错误；
C．由图中可知，OH-为反应的催化剂，H2O为反应的中间产物，故C错误；
D．由上述历程可知，CH3CHO可制得，故可知醛基的酸性强于醇羟基，故D正确；
故选D。
7．A
A．由已知信息“反应Ⅰ”知，过程①为放热反应；根据盖斯定律：Ⅰ-2×Ⅱ得N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=-32.9kJ/mol-2×(-41.8kJ/mol)=+50.7kJ/mol，过程②为吸热反应，故A错误；
B．反应Ⅱ为放热反应，反应物能量高于生成物能量，故B正确；
C．由反应Ⅰ知，断开3molN2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化学键释放的能量，故C正确；
D．根据盖斯定律：Ⅰ-2×Ⅱ得N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=-32.9kJ/mol-2×(-41.8kJ/mol)=+50.7kJ/mol，过程②为吸热反应，D正确；
故选A。
8．D
A．根据图示可知：在反应3中有C-C键和C-O键形成，A正确；
B．根据图示可知：在反应开始时无CO，在反应结束时生成物中无CO，因此CO是合成乙醇的中间体，B正确；
C．根据图示可知第3步反应的反应物是CH3I、CO、H2，生成物是CH3CH2OH及HI，则该反应的化学方程式为：CH3I+CO+2H2→CH3CH2OH+HI，C正确；
D．根据反应3可知反应产生乙醇中的-OH上H原子种类取决于H2中的H原子的种类，而与CH3OH上的H原子种类无关，所以若用CH3OD替代CH3OH，生成的乙醇仍然是CH3CH2OH ，而不会是CH3CH2OD，D错误；
故合理选项是D。
9．C
A．生成三种产物中HCOOH的能量最大，故吸收的能量最多，A正确；
B．从图中看，催化剂Sb改变了反应的路径，B正确；
C．反应条件为酸性，所以不可能生成OH－，C错误；
D．活化能越小，反应越容易进行，生成HCOOH的活能量最小，生成CO的活能量最大，生成H2的活能量居中，D正确。
答案选C。
10．B
A．从图中可知，①的能量高于②，从生成，放出能量并形成了C―C键，A正确；
B．催化剂可提高反应的速率，不能影响平衡的移动，不会提高平衡转化率，B错误；
C．综合分析该历程，CO2+ CH4→CH3COOH，总反应的原子利用率为100%，C正确；
D．CH4→CH3COOH过程中，CH4的C―H键发生断裂，D正确；
故选B。
11．C
A．从图中可以看出，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，总反应是放热反应，参与反应的反应物总键能小于生成物的总键能，故A说法错误；
B．产物P1与P2的分子式相同，但P1中有过氧键，有两个O化合价是-1价，1个氧是-2价，P2中氧化合价是-2价，故B说法错误；
C．由图示可知，由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能，则由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)＞v(P2)，故C说法正确；
D．由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大，则E=－18.92kJ·mol-1－(－205.11kJ·mol-1)=186.19kJ·mol-1，单位错误，故D说法错误；
答案为C。
12．D
A．从图可以看出，a是没有催化剂参与的反应，选项A错误；
B．从图看出，反应物的能量高于生成物的能量，反应为放热反应，选项B错误；
C．活化分子之间的碰撞不一定是有效碰撞，选项C错误；
D．加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率，选项D正确。
答案选D。
13．A
A．CH3∙(甲基)的电子式为，故A错误；
B．第二步反应的活化能为258.5kJ/mol-250.2kJ/mol=，故B正确；
C．Cl∙为反应的催化剂，催化剂影响反应速率，故C正确；
D．由图像的始态和末态可知，，故D正确；
故选A。
14．D
A．能量越低越稳定，由图可知，反-2-丁烯()能量更低，A错误；
B．①(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CH3(g)△H=-119.7kJ/mol，②(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CH3(g)△H=-115.5kJ/mol根据盖斯定律①-②可知 ，B错误；
C．顺-2-丁烯转化为反-2-丁烯的过程属于化学变化有新物质生成，C错误；
D．完全燃烧等质量，前者放热多，因为前者能量更高，D正确；
答案选D。
15．C
A．过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C-Cl键，A正确；
B．根据图示信息可知，过程Ⅱ可表示为：O3+Cl=ClO+O2，B正确；
C．O+O=O2为原子结合成分子的过程即化学键的形成过程，为放热过程，C错误；
D．上述过程说明，氟利昂中氯原子在反应前后不变，是破坏O3的催化剂，D正确；
故答案为：C。
16．(1)132
(2) 40% 2.67 x
(3) 温度升高，反应速率加快，温度升高，催化剂活性增大 0.5 选择相对较低的温度
【解析】
(1)
①
②
根据盖斯定律①-②得，焓变=正反应活化能-逆反应活化能，逆反应的活化能为164，则正反应的活化能为132。
(2)
①某温度下，在刚性密闭容器中充入(g)，起始压强为10kPa，平衡时总压为14kPa，
10-x+2x=14，x=4；则的平衡转化率为，该反应的压强平衡常数=2.67kPa。
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应，正反应吸热，升高温度平衡正向移动，(g)含量减小，增大压强，平衡逆向移动，(g)含量增大，所以代表压强为100kPa时的曲线是x。
(3)
①温度升高，反应速率加快，温度升高，催化剂活性增大，所以的转化率随温度升高而增大。
②575℃时，的选择性为=0.5，根据图像，选择相对较低的温度能提高其选择性。
17．(1)+485
(2) 80% 0.001
(3) > 105 B
(4) 6NH-6e-=N2↑+4NH3(l) 3:14
【解析】
(1)
△H=反应物总键能-生成物总键能=(4463-2436-495)kJ/mol=+485kJ/mol。
(2)
设平衡时c(C2H4)为xmol/L，依据方程式可知，消耗c(CH4)为2xmol/L，平衡时c(H2)为2xmol/L，平衡时c(CH4)为(0.1-2x)mol/L，而达到平衡时，测得c(C2H4)=2c(CH4)，则有x=2(0.1-2x)，解得x=0.04，CH4的转化率为；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c(CH4)=2c(C2H4)，则有0.1-2x=2x，解得x=0.025，v(C2H4)==0.001mol·L-1·s-1。
(3)
①题中图从右向左观察，随着温度升高，lgp(CH4)减小，则甲烷平衡分压减小，甲烷平衡转化率增大，说明温度升高，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，焓变△H>0，此时的平衡常数==。
②平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，因此若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是升高温度，答案选B。
(4)
电解液氨的总反应为2NH33H2↑+N2↑，阳极氨气失电子得到氮气和氢离子，生成的氢离子又与NH结合生成氨气，因此阳极电极反应式为：6NH-6e-=N2↑+4NH3(l)；阳极收集到氮气、阴极收集到氢气，依据总反应可知，一段时间后阴、阳两极收集到的气体物质的量之比为3:1，则质量之比为6:28=3:14。
18．(1) CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4kJ/mol CH4(g)+ 3CO2(g) ⇌4CO(g)+ 2H2O(g) △H=+329.8kJ/mol a
(2) > 加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应I、II的化学平衡正向移动，氢气含量增大 > 1
【解析】
【分析】
根据盖斯定律，由已知热化学方程式求出所求热化学方程式；由题中图示可知，过程II的反应分两步，依据各步反应可判断；根据催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡移动，则使用不同的催化剂，达平衡时CH4转化率是一样的予以判断；根据化学平衡“三段式”计算CO2的分压，v(CO)，Kp的值。
(1)
①由题图可知，过程I发生CH4+CO2 2CO+2H2反应，根据I．CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.2kJ/mol ；II．CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165kJ/mol；根据盖斯定律，则I×2+II得：Ⅲ．CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH3=2ΔH1+ ΔH2=2×206.2kJ/mol+(-165kJ/mol)=+247.4kJ/mol；答案为CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ/mol；
②由题图可知，该技术总反应的化学方程式为CH4(g)+ 3CO2(g) ⇌4CO(g)+ 2H2O(g) 根据盖斯定律，由Ⅲ×2+ II得反应CH4(g)+ 3CO2(g) ⇌4CO(g)+ 2H2O(g) ΔH= ΔH3×2+ ΔH2=+329.8kJ/mol；
③对于吸热反应，压强一定时，升高温度，平衡正向移动，甲烷含量应减少，故排除曲线c、d；温度一定时，增大压强，平衡逆向移动，甲烷含量将增加，故曲线b表示2MPa时的甲烷含量曲线；
(2)
①反应II是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数K(500℃) >K(700℃)；
②CaO为碱性氧化物，加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应II的化学平衡正向移动，CO浓度降低，反应Ⅰ的平衡也正向移动，使氢气含量增大，故答案为：加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应I、II的化学平衡正向移动，氢气含量增大；
③500°C时， E点压强低于G点压强，G点甲烷浓度大。根据题中图像分析，500°C时， 压强为P0，氢气含量为2.1mol，甲烷转化率为0.6，所以反应I中消耗1mol×0.6 = 0.6molCH4，同时消耗0.6molH2O、生成0.6molCO、生成1.8molH2， 反应Ⅱ生成2.1mol-1.8mol = 0.3molH2，同时消耗0.3molH2O、消耗0.3molCO、生成0.3molCO2，平衡时，CO、H2O、CO2、H2、CH4别为0.3mol、2.1mol、 0.3mol、 2.1mol、0.4mol， 平衡分压分别为P0、P0、P0、P0，所以Kp=，答案为>；1。
19．(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-187kJ/mol
(2) CO和CH2O *CO+*OH→*CO+*H2O
(3)BCD
(4)CMR模式下，只发生反应a，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气，使平衡右移，二氧化碳的产率增大
(5)
【解析】
(1)
该反应断裂2molC=O、3molH−H，形成、3molC−H、1molC−O、3molH−O， ，则其热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-187kJ/mol；
(2)
①由图可知，该过程中有副产物和产生；
②反应慢的步骤决定整体反应速率，据图可知合成甲醇的过程中的活化能最大，反应速率最慢，所以需要主要降低该步骤中的能量变化；
(3)
A．气体压强不再变化由题意可知，反应容器压强为不变，反应a和反应b在CFBR模式下反应达到平衡状态时，气体压强不变，故压强不变不能证明反应达到平衡，A错误；
B．反应b生成一氧化碳，其体积分数不断增加，CO的体积分数不再变化，可以证明反应达到平衡，B正确；
C．这两个反应中，所有的反应物，产物都是气体，故总质量不变，但是反应a前后气体计量系数不同，故气体总物质的量是不断变化的，因此气体平均相对分子质量不再变化可以证明反应达到平衡，C正确；
D．反应a中两种物质的投料比和系数比相等，反应b中两种物质的投料比和系数比不相等，是不断变化的，故不再变化可以证明反应达到平衡，D正确；
E．反应中各种物质的物质的量之比是无法确定的，故CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1，无法确定反应达到平衡，E错误；
故选BCD；
(4)
CMR模式下，只发生，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气占主导因素，平衡右移，二氧化碳的产率增大，故答案为：CMR模式下，只发生反应a，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气，使平衡右移，二氧化碳的产率增大；
(5)
设和起始投料分别为1mol和3mol。由表中数据知时二氧化碳的平衡转化率为，得知平衡时的物质的量为0.8mol。参与反应a生成甲醇的选择性是，参与反应的选择性则是。存在两个平衡体系，分别写出三段式如下：
反应：；反应： ，(注：三段式表达反应a的和平衡时的物质的量时，要考虑反应中的变化量。平衡时反应消耗为，生成为)平衡体系五种气体总物质的量为。平衡时，反应中、、、四种气体的物质的量分数分别为：、、、；。
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