（12分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)；ΔH
（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则ΔH 0，△S 0 （填“＜，＞或＝”）。
（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的 CO与0.58mol H2的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
①在0～2min内，以H2表示的平均反应速率为 mol·L-1·s-1 。
②列式计算300℃时该反应的平衡常数K = 。
③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H2和1.00 mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将 。
A．向正方向移动 B．向逆方向移动 C．处于平衡状态 D．无法判断
④下列措施可增加甲醇产率的是
A．压缩容器体积 B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大 D．再充入0.20mol CO和0.58mol H2
（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图。
【解析】（1）根据反应的特点可知△S小于0，因为反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，所以根据△G＝△H－T·△S可知反应是放热反应。
（2）①反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，根据图像可知反应进行到2min时甲醇
的浓度不再发生变化，平衡时甲醇的物质的量是0.04mol，则消耗氢气是0.08mol，所以在0～2min
内，以H2表示的平均反应速率为
。
②平衡时氢气的浓度是
，CO的平衡浓度是
,所以该温度下的平衡常数为
。
③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H2和1.00 mol
CH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此时它们的浓度分别为0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因为
＞4，所以反应向逆反应方向移动。
④压缩体积，压强增大，平衡向正反应方向移动。选项B是降低生成物浓度，平衡也向正反应方
向移动。充入He，使体系总压强增大，但物质但浓度没有变化，所以平衡不移动。再充入0.20mol
CO和0.58mol H2，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，所以答案是ABD。
（3）因为反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，但反应速率会加快，所以图
像为
（4分）下列反应在210℃时达到平衡：
①PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)；
△H1>0 K1=10
②CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)；△H1<0 K2= 5×103
③PCl5(g) +CO(g) COCl2(g) + PCl3(g)
K3
（1）反应③的平衡常数K3 = 。
（2）要使反应①和反应②的K数值相等，可采取的措施是 （填序号）。
A．降低反应①、②体系中Cl2浓度 B．反应①、②选择不同的催化剂
C．反应①、反应②同时升高温度 D．降低反应①、反应②的体系压强
E．反应①降低温度，反应②维持210℃
【解析】当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值称作平衡常数。①＋②即得到③，所以③的平衡常数为10×5×103= 5×104.。反应①是吸热反应，②是放热反应，所以要使反应①和反应②的K数值相等，则反应①要向正反应方向移动，反应②要向逆反应方向移动，所以答案是C。
（8分）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，
（1）上图是N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式： ；
（2）若已知下列数据：
|
化学键 |
H－H |
N≡N |
|
键能/kJ·mol－1 |
435 |
943 |
试根据表中及图中数据计算N-H的键能 kJ·mol－1
（3）合成氨反应通常用铁触媒作催化剂。使用铁触媒后E1和E2的变化是：E1______，E2______(填“增大”、“减小、”“不变”)。
（4）用NH3催化还原NOX还可以消除氮氧化物的污染。例如
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)
；△H1= akJ·mol-1
N2(g)+O2(g) 2NO(g)；△H2= bkJ/mol
若1mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热△H3= kJ/mol（用含a、b的式子表示）
【解析】（1）根据反应进程可判断反应物的能量高，生成物的能量低，所以热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) △H＝－92 kJ/mol。
（2）反应热就是断键吸收的能量和成键所放出的能量的差值，所以有943kJ/mol＋3×435 kJ/mol－2×3×x＝－92 kJ/mol ，解得x＝390 kJ/mol。
（3）催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应热，所以E1和E2均减小。
（4）考查盖斯定律的应用，将已知的2个热化学方程式叠加即得到
4NH3＋6NO=6H2O＋5N2 △H＝（a－3b）kJ/mol。所以1mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热
kJ/mol。
工业上由二氧化锰制备高锰酸钾可分二步进行，第一步：二氧化锰与氢氧化钾共熔并通入氧气2MnO2＋4KOH＋O2
2K2MnO4＋2H2O；第二步：电解锰酸钾溶液：2K2MnO4＋H2O 
2KMnO4＋H2↑＋2KOH下列说法叙述正确的是
A．氧化性：KMnO4＞K2MnO4＞O2
B．第二步电解时，KMnO4在阳极区生成
C．根据上述过程，每生成1mol KMnO4共转移6mol电子
D．第二步电解时阴极周围pH减小
【解析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的，所以氧化性是KMnO4＞O2＞K2MnO4，A不正确。在第二步反应中KMnO4是氧化产物，应该在电解池的阳极周围生成，B正确。二氧化锰中锰的化合价是＋4价，而在KMnO4中锰的化合价是＋7价，所以每生成1mol KMnO4共转移3mol电子，C不正确。电解时阴极氢离子放电，所以pH是增大的，因此答案是B。
相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：
2 SO2(g)＋O2 (g)
2SO3(g)
△H＝－196.4 kJ/mol。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
|
容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
平衡时反应中的能量变化 |
||
|
SO2 |
O2 |
SO3 |
||
|
① |
2 |
1 |
0 |
放出热量a kJ |
|
② |
1 |
0.5 |
1 |
放出热量b kJ |
|
③ |
4 |
2 |
0 |
放出热量c kJ |
下列叙述正确的是
A．放出热量关系：a = b B．三个容器内反应的平衡常数：③>②>①
C．平衡时SO3气体的体积分数：③>① D．SO2的转化率：②>①>③
【解析】平衡的建立和途径无关，所以②中相当于是2molSO2和1molO2，即①②中的平衡是等效的。但在反应过程中实际消耗的氧气是不相同的，所以a不等于b。温度相同，平衡常数就相同，B不正确。③相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以SO2的转化率增大，SO3的体积分数也增大。因此正确的答案是C。
将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是
A．做该实验时环境温度为22 ℃
B．该实验表明化学能可以转化为电能
C．NaOH溶液的浓度约是1.5mol/L
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【解析】温度为22℃对应的盐酸的体积是5ml，即该温度是反应后溶液的温度，因此环境温度一定低于22℃.只有当二者恰好反应时放出的热量才最多，溶液的温度才最高，根据图像可判断当盐酸的体积是30ml时温度最高，所以氢氧化钠的浓度是
，该实验验证的是化学能和热能的转化，B不正确。选项D也不一定正确，所以正确的答案是C。
