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周测6　反应热　反应速率与平衡综合
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·合肥高二上期中)下列关于热化学方程式的叙述错误的是(　　)
A.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH =-57.3 kJ·mol-1，则 CH3COOH(aq)和NaOH(aq)反应生成 1 mol H2O(l)时的反应热 ΔH<-57.3 kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)　ΔH= -1 400 kJ·mol-1 ，则葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1
C.2Na(l)+O2(g)===Na2O2(s)　ΔH1，2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)　ΔH2，则ΔH1<ΔH2
D.已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH>0，则石墨比金刚石稳定
2.一定条件下，在密闭容器中进行如下可逆反应：S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气体)2SCl2(鲜红色液体)　ΔH=-61.16 kJ·mol-1。下列说法正确的是(　　)
A.达到平衡时，单位时间里消耗n mol S2Cl2的同时也生成n mol Cl2
B.增大压强，平衡常数将增大
C.达到平衡时，若升高温度，Cl2的百分含量减小
D.加入Cl2，平衡向正反应方向移动，Cl2的转化率一定升高
3.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A.夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深
D.将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅
4.烷烃裂解是石油炼制中获取低碳烷烃和低碳烯烃等化工原料的重要途径。正丁烷(CH3CH2CH2CH3)催化裂解为乙烷和乙烯的反应历程如下(*代表催化剂)：
下列说法错误的是(　　)
A.①为正丁烷的吸附过程
B.过渡态TS1、TS2、TS3中稳定性最强的是TS1
C.正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的反应为放热反应
D.正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的决速步骤是②
5.科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。总反应：A+BAB(K为催化剂)，①A+KAK　Ea1，②AK+BAB+K　Ea2。下列说法错误的是(　　)
A.第①步为决速步骤
B.升高温度，该反应的速率加快
C.该反应的ΔH=-Ea kJ·mol-1
D.催化剂降低了活化能，加快了反应速率
6.一定条件下，在某恒压密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH>0，若15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1，则下列说法错误的是(　　)
A.其他条件不变，升高温度，可以加快反应速率
B.其他条件不变，向反应体系中充入氦气，化学反应速率减慢
C.0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 mol·L-1·s-1
D.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.04 mol·L-1所需的反应时间大于15 s
7.(2024·吉林省“BEST合作体”高二月考)T ℃时，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C的浓度变化如图(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示，则下列结论正确的是(　　)
A.t1 min后，其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动
B.t1 min后，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
C.T ℃ 时，在相同容器中，若通入0.3 mol·L-1 A、0.1 mol·L-1 B和0.4 mol·L-1 C进行反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4 mol·L-1
D.其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大
8.(2024·杭州高二上期中)实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，已知：2+5H2C2O4+6H+===2M+10CO2↑+8H2O，下列有关说法不正确的是(　　)
实验 编号 温度 /℃ 酸性KMnO4溶液 草酸(H2C2O4)溶液
① 25 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.01 mol·L-1
② a 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.02 mol·L-1
③ 50 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.01 mol·L-1
④ b c 12 mL 0.01 mol·L-1
A.a=25，实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响
B.实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
C.实验中需记录溶液颜色变化所需时间
D.若b=25，c=4 mL 0.02 mol·L-1，则实验①④也可用于化学反应速率影响因素的探究
9.下列有关实验的结论或推测正确的是(　　)
选项 实验 结论或推测
A 向2 mL 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中滴入1滴KSCN溶液，溶液变红，再加入少量KCl溶液，溶液红色变浅 Cl-浓度增大，使平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动
B 向a、b两支盛有MnO2粉末的试管中分别加入浓盐酸和稀盐酸，并加热 受盐酸浓度影响，b试管中产生气泡速率较慢
C 在恒容密闭容器中发生反应：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)，平衡后把容器体积缩小一半 正反应速率增大，逆反应速率减小
D 向c、d两支试管中分别加入等体积等浓度的酸性KMnO4溶液和H2C2O4；再向c试管中加入少量MnSO4固体，c试管中溶液先褪色 MnSO4对该反应有催化作用
10.I2在KI溶液中存在平衡：I2(aq) +I-(aq)(aq)，某I2、KI混合溶液中，温度T与平衡时c()的关系如图。下列说法不正确的是(　　)
A.反应I2(aq) +I-( aq)(aq)的ΔH>0
B.若温度为T1、T2时对应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2
C.当反应进行到状态D时，一定有v正 >v逆
D.状态A与状态B相比，状态A的c(I2)小
11.(2024·江西南昌一中月考)反应S2+3I-===2S+的反应机理：
①S2+I-=== S2O8I3-
②……
③I2+I-===(快反应)
改变反应物浓度时，反应速率如表所示：
组号 c(S2)/ (mol·L-1) c(I-)/ (mol·L-1) v/(mol·L-1· min-1)
1 0.038 0.060 1.4×10-5
2 0.076 0.060 2.8×10-5
3 0.076 0.030 1.4×10-5
下列说法正确的是(　　)
A.该反应的速率方程为v=k·c(S2)·c3(I-)
B.该反应的速率常数k的值约为6.14×10-3
C.第②步反应为S2O8I3-+I2===2S+3I-
D.3步反应中反应③的活化能最大
12.(2025·南昌高二期末)一定条件下，向2 L密闭容器中通入4 mol乙烷，使其脱氢转化为乙烯：C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH=+134 kJ·mol-1，测得乙烯产率随着温度、压强的变化如图所示，A点达到平衡所用时间为5 min，下列说法正确的是(　　)
A.X表示压强
B.Y1>Y2
C.用C2H6浓度变化表示从开始到达A点内的平均反应速率v(C2H6)=0.24 mol·L-1·min-1
D.A点对应的平衡常数K=3.6
二、非选择题(本题共3小题，共40分)
13.(10分)随着化石能源的减少，新能源的开发、利用日益迫切。请回答下列问题：
(1)甲烷是一种重要的化工原料。已知某工业生产中甲烷与水蒸气反应时存在如下反应：
①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)　ΔH2
③CH4(g)===C(s)+2H2(g)　ΔH3
③为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用反应　　　 (写一个化学方程式)的ΔH。
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔等。工业上曾利用如下反应制备纯硅：2H2(g)+SiCl4(g)===Si(s)+4HCl(g)　ΔH=+240.4 kJ·mol-1。若将生成的HCl通入100 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应，则在此制备纯硅的反应中吸收的热量为　　　　　kJ。
(3)利用焦炉煤气制取甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)。表中所列为有关化学键的键能数据：
化学键 C—H H—H C—O C≡O H—O
键能/(kJ·mol-1) 414 436 326.8 1 072 467
则该反应的ΔH=　　　　　 kJ·mol-1。
(4)一定条件下，硫可以发生一系列转化，反应过程和能量关系如图所示。
已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。
①写出表示硫固体燃烧热的热化学方程式：　　　　。
②ΔH2=　　　　　。
14.(10分)(2024·石家庄月考)恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)=13 mol，nt(NH3)=6 mol，则a=　　　　。
(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量为　　　　。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n(始)∶n(平)=　　　　。(写出最简整数比，下同)
(4)达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=　　　　；平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=　　　　。
15.(20分)(2024·贵州1月适应性测试)苯乙烯是重要的有机化工原料，可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在298 K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接脱氢：
C8H10(g)===C8H8(g)+H2(g)
ΔH1=+118.0 kJ·mol-1，Kp1=2.7×10-10 Pa
(ⅱ)氧化脱氢：
C8H10(g)+O2(g)===C8H8(g)+H2O(g)　ΔH2=-123.8 kJ·mol-1，Kp2=2.9×1027.5 P
回答下列问题：
(1)①反应H2(g)+O2(g)===H2O(g)的ΔH3=　　　　　kJ·mol-1，平衡常数Kp3=　　　　　(用Kp1、Kp2表示)。
②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢，其原因是　　　 　　　　。
③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。
(2)已知ΔG=ΔH-TΔS，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。当ΔG<0时，反应能自发进行。在100 kPa下，直接脱氢反应的ΔG和Kp1随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在常温下　　　　　(选填“能”或“不能”)自发。
②Kp1随温度的变化曲线为　　　　　(选填“a”或“b”)，判断的理由是　　　　 　　　　。
③在某温度、100 kPa下，向密闭容器中通入1 mol气态乙苯发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数Kp1=　　　　　kPa(保留小数点后一位；分压=总压×物质的量分数)。
(3)乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应，生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和苯乙烯选择性，应当　　　　　。
周测6　反应热　反应速率与平衡综合
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·合肥高二上期中)下列关于热化学方程式的叙述错误的是(　　)
A.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH =-57.3 kJ·mol-1，则 CH3COOH(aq)和NaOH(aq)反应生成 1 mol H2O(l)时的反应热 ΔH<-57.3 kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)　ΔH= -1 400 kJ·mol-1 ，则葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1
C.2Na(l)+O2(g)===Na2O2(s)　ΔH1，2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)　ΔH2，则ΔH1<ΔH2
D.已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH>0，则石墨比金刚石稳定
答案　A
解析　CH3COOH是弱电解质，电离时吸热，故反应热ΔH>-57.3 kJ·mol-1， A错误；根据热化学方程式C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 400 kJ·mol-1可知C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-2 800 kJ·mol-1，葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1， B正确；Na(l)的焓值比Na(s)的焓值大，在其他反应物和生成物完全一样的情况下，Na(l)反应放热更多，故ΔH1<ΔH2，C正确；由热化学方程式可知，等物质的量的石墨比金刚石的能量低，因此石墨更加稳定，D正确。
2.一定条件下，在密闭容器中进行如下可逆反应：S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气体)2SCl2(鲜红色液体)　ΔH=-61.16 kJ·mol-1。下列说法正确的是(　　)
A.达到平衡时，单位时间里消耗n mol S2Cl2的同时也生成n mol Cl2
B.增大压强，平衡常数将增大
C.达到平衡时，若升高温度，Cl2的百分含量减小
D.加入Cl2，平衡向正反应方向移动，Cl2的转化率一定升高
答案　A
3.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A.夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深
D.将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅
答案　C
解析　B项中考查温度、浓度对NH3+H2ONH3·H2ON+OH-平衡移动的影响；D项中考查温度对2NO2N2O4的影响；C项中颜色加深的根本原因是体积减小，c(I2)增大，由于是反应前后气体体积不变的反应，不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理解释。
4.烷烃裂解是石油炼制中获取低碳烷烃和低碳烯烃等化工原料的重要途径。正丁烷(CH3CH2CH2CH3)催化裂解为乙烷和乙烯的反应历程如下(*代表催化剂)：
下列说法错误的是(　　)
A.①为正丁烷的吸附过程
B.过渡态TS1、TS2、TS3中稳定性最强的是TS1
C.正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的反应为放热反应
D.正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的决速步骤是②
答案　B
解析　由图可知，①中没有新物质生成，是正丁烷的吸附过程，A正确；物质的能量越高，越不稳定，TS1的能量最高，稳定性最差，B错误；正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，C正确；②的活化能最大，反应速率最慢，则正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的决速步骤是②，D正确。
5.科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。总反应：A+BAB(K为催化剂)，①A+KAK　Ea1，②AK+BAB+K　Ea2。下列说法错误的是(　　)
A.第①步为决速步骤
B.升高温度，该反应的速率加快
C.该反应的ΔH=-Ea kJ·mol-1
D.催化剂降低了活化能，加快了反应速率
答案　C
解析　Ea是该反应正反应的活化能，该反应的ΔH=(E生-E反)kJ·mol-1，故选C。
6.一定条件下，在某恒压密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH>0，若15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1，则下列说法错误的是(　　)
A.其他条件不变，升高温度，可以加快反应速率
B.其他条件不变，向反应体系中充入氦气，化学反应速率减慢
C.0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 mol·L-1·s-1
D.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.04 mol·L-1所需的反应时间大于15 s
答案　C
7.(2024·吉林省“BEST合作体”高二月考)T ℃时，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C的浓度变化如图(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示，则下列结论正确的是(　　)
A.t1 min后，其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动
B.t1 min后，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
C.T ℃ 时，在相同容器中，若通入0.3 mol·L-1 A、0.1 mol·L-1 B和0.4 mol·L-1 C进行反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4 mol·L-1
D.其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大
答案　C
8.(2024·杭州高二上期中)实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，已知：2+5H2C2O4+6H+===2M+10CO2↑+8H2O，下列有关说法不正确的是(　　)
实验 编号 温度 /℃ 酸性KMnO4溶液 草酸(H2C2O4)溶液
① 25 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.01 mol·L-1
② a 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.02 mol·L-1
③ 50 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.01 mol·L-1
④ b c 12 mL 0.01 mol·L-1
A.a=25，实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响
B.实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
C.实验中需记录溶液颜色变化所需时间
D.若b=25，c=4 mL 0.02 mol·L-1，则实验①④也可用于化学反应速率影响因素的探究
答案　D
解析　实验①②研究草酸的浓度对化学反应速率的影响，则温度应该相同，即a=25，故A正确；实验①③中温度不同，c(KMnO4)、c(H2C2O4)均相同，故实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响，故B正确；由于实验过程中酸性KMnO4溶液的浓度相同，通过高锰酸钾溶液褪色所需要的时间反映化学反应速率，则实验中需记录溶液颜色变化所需时间，故C正确；若b=25，c=4 mL 0.02 mol·L-1，则实验④中KMnO4过量，溶液无法褪色，则实验①④不能用于化学反应速率影响因素的探究，故D错误。
9.下列有关实验的结论或推测正确的是(　　)
选项 实验 结论或推测
A 向2 mL 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中滴入1滴KSCN溶液，溶液变红，再加入少量KCl溶液，溶液红色变浅 Cl-浓度增大，使平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动
B 向a、b两支盛有MnO2粉末的试管中分别加入浓盐酸和稀盐酸，并加热 受盐酸浓度影响，b试管中产生气泡速率较慢
C 在恒容密闭容器中发生反应：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)，平衡后把容器体积缩小一半 正反应速率增大，逆反应速率减小
D 向c、d两支试管中分别加入等体积等浓度的酸性KMnO4溶液和H2C2O4；再向c试管中加入少量MnSO4固体，c试管中溶液先褪色 MnSO4对该反应有催化作用
答案　D
解析　FeCl3溶液与KSCN溶液发生反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，溶液变红，加入KCl溶液，相当于稀释溶液，溶液红色变浅，Cl-浓度增大不能使平衡发生移动，A错误；加热条件下MnO2能与浓盐酸反应产生氯气，但不能与稀盐酸反应，B错误；把容器体积缩小一半，即增大压强，正、逆反应速率均增大，C错误。
10.I2在KI溶液中存在平衡：I2(aq) +I-(aq)(aq)，某I2、KI混合溶液中，温度T与平衡时c()的关系如图。下列说法不正确的是(　　)
A.反应I2(aq) +I-( aq)(aq)的ΔH>0
B.若温度为T1、T2时对应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2
C.当反应进行到状态D时，一定有v正 >v逆
D.状态A与状态B相比，状态A的c(I2)小
答案　A
解析　A项，由图中曲线的变化趋势可知，当温度升高时，的物质的量浓度减小，说明升温平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，即ΔH<0，故错误；B项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，T1K2，故正确；C项，当反应进行到状态D时，反应未达到平衡状态，反应向生成的方向进行，则v正>v逆，故正确；D项，状态B相当于在状态A的基础上升高温度，平衡向逆反应方向移动，则状态B的c(I2)大，故正确。
11.(2024·江西南昌一中月考)反应S2+3I-===2S+的反应机理：
①S2+I-=== S2O8I3-
②……
③I2+I-===(快反应)
改变反应物浓度时，反应速率如表所示：
组号 c(S2)/ (mol·L-1) c(I-)/ (mol·L-1) v/(mol·L-1· min-1)
1 0.038 0.060 1.4×10-5
2 0.076 0.060 2.8×10-5
3 0.076 0.030 1.4×10-5
下列说法正确的是(　　)
A.该反应的速率方程为v=k·c(S2)·c3(I-)
B.该反应的速率常数k的值约为6.14×10-3
C.第②步反应为S2O8I3-+I2===2S+3I-
D.3步反应中反应③的活化能最大
答案　B
解析　由1、2两组数据可知，c(S2)增大1倍，反应速率增大1倍，由2、3两组数据可知，c(I-)增大1倍，反应速率增大1倍，可得出反应的速率方程为v=kc(S2)·c(I-)，A错误；将1组数据代入v=kc(S2)·c(I-)，解得速率常数k的值约为6.14×10-3，B正确；用总反应-①-③得第②步反应，即S2O8I3-+I-===2S+I2，C错误；3步反应中反应③为快反应，其活化能不是最大的，D错误。
12.(2025·南昌高二期末)一定条件下，向2 L密闭容器中通入4 mol乙烷，使其脱氢转化为乙烯：C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH=+134 kJ·mol-1，测得乙烯产率随着温度、压强的变化如图所示，A点达到平衡所用时间为5 min，下列说法正确的是(　　)
A.X表示压强
B.Y1>Y2
C.用C2H6浓度变化表示从开始到达A点内的平均反应速率v(C2H6)=0.24 mol·L-1·min-1
D.A点对应的平衡常数K=3.6
答案　C
解析　由于乙烷脱氢是吸热反应，其他条件相同时，升高温度乙烯的平衡产率增大，而增大压强，乙烯的平衡产率减小，故X代表温度，Y代表压强，A错误；增大压强，平衡逆向移动，乙烯的平衡产率降低，故Y1二、非选择题(本题共3小题，共40分)
13.(10分)随着化石能源的减少，新能源的开发、利用日益迫切。请回答下列问题：
(1)甲烷是一种重要的化工原料。已知某工业生产中甲烷与水蒸气反应时存在如下反应：
①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)　ΔH2
③CH4(g)===C(s)+2H2(g)　ΔH3
③为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用反应　　　 (写一个化学方程式)的ΔH。
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔等。工业上曾利用如下反应制备纯硅：2H2(g)+SiCl4(g)===Si(s)+4HCl(g)　ΔH=+240.4 kJ·mol-1。若将生成的HCl通入100 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应，则在此制备纯硅的反应中吸收的热量为　　　　　kJ。
(3)利用焦炉煤气制取甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)。表中所列为有关化学键的键能数据：
化学键 C—H H—H C—O C≡O H—O
键能/(kJ·mol-1) 414 436 326.8 1 072 467
则该反应的ΔH=　　　　　 kJ·mol-1。
(4)一定条件下，硫可以发生一系列转化，反应过程和能量关系如图所示。
已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。
①写出表示硫固体燃烧热的热化学方程式：　　　　。
②ΔH2=　　　　　。
答案　(1)C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)[或C(s)+CO2(g)2CO(g)]　(2)6.01　(3)-91.8　(4)①S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH=-297 kJ·mol-1　②-78.64 kJ·mol-1
解析　(1)观察目标反应中的物质，则根据盖斯定律，由①+②-③可得C(s)+2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g)，或由①-②-③可得C(s)+CO2(g)===2CO(g)。(2)n(NaOH)=1 mol·L-1×0.1 L=0.1 mol，根据反应HCl+NaOH===NaCl+H2O可知，n(HCl)=n(NaOH)=0.1 mol，则在此制备纯硅的反应中吸收的热量为×0.1 mol=6.01 kJ。(3)由反应热=反应物的总键能-生成物的总键能可知，CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH=1 072 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-(3×414 kJ·mol-1+326.8 kJ·mol-1+467 kJ·mol-1)=-91.8 kJ·mol-1。(4)①由图可知，表示硫固体燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH=-297 kJ·mol-1。②根据图给信息，1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)混合反应后得到0.2 mol SO2(g)、0.6 mol O2(g)和0.8 mol SO3(g)，反应过程中消耗0.8 mol SO2(g)和0.4 mol O2(g)，根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1，则ΔH2=-196.6 kJ·mol-1×0.4=-78.64 kJ·mol-1。
14.(10分)(2024·石家庄月考)恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)=13 mol，nt(NH3)=6 mol，则a=　　　　。
(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量为　　　　。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n(始)∶n(平)=　　　　。(写出最简整数比，下同)
(4)达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=　　　　；平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=　　　　。
答案　(1)16　(2)8 mol　(3)5∶4　(4)1∶2
3∶3∶2
解析　(1)根据题意，列三段式如下：
　　　　　　N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始/mol　　a　　　b　　　　0
变化/mol　　3　　　9　　　　6
t时刻/mol　13　　　b-9　　　6
所以a=13+3=16。(2)反应达平衡时，混合气体为=32 mol，其中NH3的物质的量为32 mol×25%=8 mol。(3)结合(1)(2)可知，平衡混合气的组成：N2为16 mol-4 mol=12 mol，NH3为8 mol，H2为32 mol-12 mol-8 mol=12 mol，则：
　　　　　　　　　　N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始/mol 16　　b 0
变化/mol 4　　12 8
平衡/mol 12　　12 8
b=12+12=24，n(始)∶n(平)=(16+24)∶(12+12+8)=5∶4。(4)达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=(×100%)∶(×100%)=1∶2，平衡混合气体中n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=12∶12∶8=3∶3∶2。
15.(20分)(2024·贵州1月适应性测试)苯乙烯是重要的有机化工原料，可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在298 K时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接脱氢：
C8H10(g)===C8H8(g)+H2(g)
ΔH1=+118.0 kJ·mol-1，Kp1=2.7×10-10 Pa
(ⅱ)氧化脱氢：
C8H10(g)+O2(g)===C8H8(g)+H2O(g)　ΔH2=-123.8 kJ·mol-1，Kp2=2.9×1027.5 P
回答下列问题：
(1)①反应H2(g)+O2(g)===H2O(g)的ΔH3=　　　　　kJ·mol-1，平衡常数Kp3=　　　　　(用Kp1、Kp2表示)。
②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢，其原因是　　　 　　　　。
③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。
(2)已知ΔG=ΔH-TΔS，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。当ΔG<0时，反应能自发进行。在100 kPa下，直接脱氢反应的ΔG和Kp1随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在常温下　　　　　(选填“能”或“不能”)自发。
②Kp1随温度的变化曲线为　　　　　(选填“a”或“b”)，判断的理由是　　　　 　　　　。
③在某温度、100 kPa下，向密闭容器中通入1 mol气态乙苯发生直接脱氢反应，达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，该反应的平衡常数Kp1=　　　　　kPa(保留小数点后一位；分压=总压×物质的量分数)。
(3)乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应，生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和苯乙烯选择性，应当　　　　　。
答案　(1)①-241.8　　②氧化脱氢反应和直接脱氢反应的ΔS均大于0，但氧化脱氢反应ΔH<0，反应在任何温度下都自发进行，直接脱氢反应ΔH>0，反应高温下才能自发进行　③及时分离出产物　适当降低温度　(2)①不能　②b　反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，Kp1增大　③33.3　(3)选择合适的催化剂
解析　(1)①反应H2(g)+O2(g)===H2O(g)由反应ⅱ-反应ⅰ可得，即ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-123.8-118.0) kJ·mol-1=-241.8 kJ·mol-1；Kp3=。(2)①直接脱氢反应ΔH>0，ΔS>0，反应高温时自发，在常温下不能自发。③设转化的C8H10物质的量为x mol，可得三段式：
　　　　　　　　　　C8H10(g)===C8H8(g)+H2(g)
始/mol 1　　　　0 0
转/mol x　　　　x　　　x
平/mol 1-x　　　x x
达到平衡时，混合气体中乙苯和氢气的分压相等，根据阿伏加德罗定律及其推论可知，此时1-x=x，解得x=0.5，总物质的量为1.5 mol，Kp1==≈33.3 kPa。

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