通用版2022届高三化学一轮复习强化训练化学反应速率与平衡含解析

这是一份通用版2022届高三化学一轮复习强化训练化学反应速率与平衡含解析，共21页。试卷主要包含了008 ml·L-1，合成氨工业的核心反应，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

化学反应速率与平衡
1.(2020年河北高三开学考试)在两个容积均为2 L的恒容密闭容器中,起始时均充入a mol H2S,以温度、Al2O3催化剂为实验条件变量,进行H2S的分解实验[反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g)]。测得的结果如图所示。(曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率)
下列说法正确的是(　　)。





A.温度升高,H2S的分解速率增大,S2的含量减少
B.由曲线Ⅱ、Ⅲ可知,加入Al2O3可提高H2S的平衡转化率
C.900 ℃时,t s后达到平衡,则H2的生成速率为a2t mol·L-1·s-1
D.约1100 ℃,曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al2O3可能失去催化活性
1.D　解析　由图像可知,温度升高,H2S的分解速率增大,H2S的转化率增大,则平衡正向移动,S2的含量增大,A项错误;催化剂不影响平衡的移动,加入催化剂Al2O3,H2S的平衡转化率不变,B项错误;900 ℃时,t s后达到平衡,H2S的平衡转化率为50%,则生成的氢气为12a mol,则H2的生成速率为a4t mol·L-1·s-1,故C项错误。
2.某温度下,反应H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=94。该温度下,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如表所示:
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)(mol·L-1)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)(mol·L-1)
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是(　　)。
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,为0.008 mol·L-1
D.反应开始时,乙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
2.D　解析　设甲容器中平衡时氢气的浓度变化为 x mol·L-1,则K=x2(0.010-x)2=94,解得x=0.0060,平衡时c(H2)=c(CO2)=(0.010-x) mol·L-1=0.004 mol·L-1,c(H2O)=c(CO)=0.006 mol·L-1,α(H2)=α(CO2)=0.0060.010×100%=60%。因乙中H2的起始浓度大于甲,故乙平衡相当于甲平衡正向移动的结果,乙中CO2的转化率大于60%,A项正确;丙平衡可看作由2个甲平衡合并而成,又因平衡不受压强影响,故丙平衡中物质的转化率不变,仅各物质的浓度是甲平衡中各物质浓度的2倍,B、C两项均正确;由于三组反应中丙中各物质的浓度最大,甲中各物质的浓度最小,所以丙反应速率最快,甲反应速率最慢,D项错误。
3.根据相应的图像,判断下列相关说法正确的是(　　)。
aX(g)+bY(g)cZ(g)　　　　L(s)+aG(g)bR(g)
　　　　　


A　 B
aA+bBcC　　　　　　 A+2B2C+3D
C　　　　　　　　　　　D
A.密闭容器中反应达到平衡,t0时改变的条件一定是加入催化剂
B.该正反应为放热反应,且a>b
C.该反应的正反应为吸热反应
D.该反应的正反应为放热反应,A、B、C是气体,D为固体或液体
3.D
4.(2019年湖南高考模拟)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同的方式投入反应物,发生反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1, 测得反应的相关数据如下表:
容器
容器甲
容器乙
容器丙
反应温度(℃)
400
400
500
反应物投入量
1 mol N2,3 mol H2
4 mol NH3
1 mol N2,3 mol H2
平衡时v正(H2)(mol·L-1·s-1)
v1
v2
v3
平衡c(NH3)(mol·L-1)
c1
c2
c3
平衡时总压强p(Pa)
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(N2)
α2(NH3)
α3(N2)
平衡常数K
K1
K2
K3
则下列关系正确的是(　　)。
A.v12c3,α2(NH3)+α3(N2)<1
C.K1>K3,p2>2p3 D.v1 4.B　解析　容器甲、乙相比较,可以把乙看作是在恒温且容积是容器甲的两倍条件下,体积压缩到和甲容器一样,原反应向正反应方向移动,因此2c12c3;平衡逆向移动,反应物的平衡转化率降低,α3(N2)<α1(N2);容器的容积不变,在400 ℃条件下加入1 mol N2、3 mol H2的等效起始状态为2 mol NH3,物质的转化率关系是α(NH3)+α(N2)=1,先认为乙、丙在400 ℃条件下进行,乙看作是在恒温且容积是丙的2倍条件下,体积压缩到和甲容器一样,原反应向正反应方向移动,氨气的转化率降低,α2(NH3)<α3(NH3);然后丙容器升高温度,平衡逆向移动,N2的平衡转化率降低,α3(N2)<α1(N2),所以α2(NH3)+α3(N2)<1,B项正确。化学平衡常数只与温度有关,升高温度,平衡逆向移动,所以K1>K3,容器甲、丙相比较,升高温度,气体压强增大,p3>p1,容器甲、乙相比较,可以把乙看作是在恒温且容积是容器甲的两倍条件下,体积受到了压缩。若平衡不发生移动,p2=2p1,压缩容积,原反应向正反应方向移动,则p2<2p1,由于p3>p1,所以p2<2p3,C项错误。甲、丙比较,升高温度,反应速率加快,所以v3>v1,升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,物质的平衡转化率降低,所以α1(N2)>α3(N2),D项错误。
5.合成氨工业的核心反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=Q kJ·mol-1。反应过程中能量变化如图所示,回答下列问题:





(1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化:E1　　,E2　　。(填“增大”“减小”或“不变”) 
(2)在500 ℃、2×107 Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反应后,放出的热量　　　(填“<”“>”或“=”)46.2 kJ,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)下列关于该反应的说法中,正确的是　　　　(填字母)。 
A.ΔH>0,ΔS>0　　　　B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS<0
(4)将0.45 mol H2(g)和0.15 mol N2(g)放入1 L密闭容器中,在500 ℃、2×107 Pa下达到平衡,测得N2为0.10 mol,H2为0.30 mol,NH3为0.10 mol。则该条件下达到平衡时H2的转化率为　　　　　。该温度下的平衡常数K=　　　　　。若升高温度,K值　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中,欲提高合成氨的转化率,下列措施可行的是(填字母)　　　　　。 
A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中充入惰性气体
C.改变反应的催化剂 D.分离出氨
5.(1)减小;减小
(2)<;此反应为可逆反应,0.5 mol N2和1.5 mol H2不可能完全反应,所以放出的热量小于46.2 kJ
(3)D　(4)33.3%;3.7;减小　(5)AD
解析　(1)在反应体系中加入催化剂,降低了活化能,故E1和E2均减小。
(3)根据题给的图像可以看出合成氨的反应为放热反应,故ΔH<0;又因为合成氨的反应为气体体积减小的反应,故ΔS<0。
(4)根据“三段式”进行计算:
　　　　　　　　　　 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始浓度(mol·L-1):　0.15　 0.45　　　 0
改变浓度(mol·L-1):　0.05 0.15 0.10
平衡浓度(mol·L-1):　0.10 0.30 0.10
故达到平衡时H2的转化率为0.150.45×100%≈33.3%。
该温度下,平衡常数K=c2(NH3)c(N2)·c3(H2)≈3.7;因该反应为放热反应,若升高温度,平衡向逆反应方向移动,故K值将减小。
(5)向容器中按原比例再充入原料气,相当于增大压强,平衡正向移动;分离出氨气,平衡正向移动;而向容器中充入惰性气体、改变反应的催化剂均不能使平衡发生移动。
6.在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0,该反应达到平衡后,测得如下数据。
实验
序号
温度
(℃)
初始CO浓度
(mol·L-1)
初始H2O浓度
(mol·L-1)
CO的
平衡转化率
1
110
1
1
50%
2
100
1
1
x
3
110
0.8
y
60%
(1)实验1中,10 h后达到平衡,H2的平均反应速率为　　　　mol·L-1·h-1。在此实验的平衡体系中,再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2,平衡将　　　　(“向左”“向右”“不”或“无法确定”)移动。 
(2)实验2中,x的值　　　　(填字母)。 
A.等于50%　　　　　B.大于50% C.小于50% D.无法确定
(3)实验3中y的值为　　　　。 
(4)在100 ℃条件下,下列能说明该反应达到平衡状态的是　　　　(填字母)。 
A.压强不再变化 B.生成H2O的速率和消耗H2的速率相等
C.混合气体的密度不变 D.H2的质量不再变化
6.(1)0.05;不　(2)B　(3)1.2　(4)D
解析　(1)根据反应速率的公式可得v(CO)=1mol·L-1×50%10 h=0.05 mol·L-1·h-1,再根据速率之比等于化学计量数之比可得,v(H2)=v(CO)=0.05 mol·L-1·h-1。在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度,并且变化量一致,则Qc=K,故平衡不移动。
(2)从题给信息可知,该反应的正反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,故CO的平衡转化率增大,则x>50%。
(3)通过实验1可知在110 ℃时,该反应的K=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)=1,温度一定,K一定,则在实验3中K=0.48×0.480.32×(y-0.48)=1,解得y=1.2。
(4)反应前后压强始终不变,A项错误;生成H2O的速率和消耗H2的速率均表示逆反应速率,B项错误;混合气体的密度始终不变,C项错误;H2的质量不再变化,说明反应达到平衡,D项正确。
7.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大。回答下列问题:
(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH1
Fe2O3(s)+13CO(g)23Fe3O4(s)+13CO2(g)　ΔH2
Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)　ΔH3
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH4
则ΔH4的表达式为　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。 
(2)上述反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下:

温度
250 ℃
600 ℃
1000 ℃
2000 ℃
主要成分
Fe2O3
Fe3O4
FeO
Fe

1600 ℃时固体物质的主要成分为　　　　；若FeO、Fe的混合物中m(Fe)∶m(O)=35∶2,则FeO与Fe的物质的量之比为　　　　。 
(3)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂。已知某种催化剂可用来催化反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)　ΔH<0。在T ℃、106 Pa时将1 mol CO和3 mol H2加入容积可变的密闭容器中,实验测得CO的体积分数φ(CO)如下表:

t/min
0
10
20
30
40
50
φ(CO)
0.25
0.23
0.214
0.202
0.193
0.193

①能判断反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)达到平衡的是　　　　(填字母)。 
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO的转化率为　　　　;在T ℃、106 Pa时该反应的压强平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)的计算式为　　　　　　　　Pa-2。 
③如图表示该反应中CO的平衡转化率与温度、压强的关系。图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 





7.(1)ΔH2+23ΔH3　(2)FeO和Fe;80%　(3)①bd　②37.1%;(0.3713.258)20.193×(1.8873.258)3×1012　③T3>T2>T1;正反应是放热反应,在相同压强下,温度降低,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大
解析　(1)已知反应:Fe2O3(s)+13CO(g)23Fe3O4(s)+13CO2(g)
ΔH2②,Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)　ΔH3③,根据盖斯定律,由②+③×23可得Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),故ΔH4=ΔH2+23ΔH3。
(2)根据1000 ℃时固体物质的主要成分为FeO,2000 ℃时固体物质的主要成分为Fe可知,1600 ℃时固体物质的主要成分为FeO和Fe的混合物;设混合物中FeO的物质的量为x mol,Fe的物质的量为y mol,则有(x+y)∶x=3556∶216,即可求的x∶y=1∶4。
(3)①由于此容器容积可变,故为恒压容器,则容器内压强一直不变不能作为反应达平衡的标志,a项错误;此反应在平衡前后气体的质量不变,但体积变小,故密度变大,故当混合气体的密度不再发生变化时能说明反应达平衡,b项正确;反应达平衡的标志是v正=v逆,而v正(CO)=3v逆(H2),虽然两者表示的方向相反,但比值不正确,故不能说明反应达平衡,c项不正确;在反应达平衡之前,混合气体的质量不变,但物质的量变小,故混合气体的平均相对分子质量在变大,故当混合气体的平均相对分子质量不变时能说明反应达平衡,d项正确。
②设反应达平衡时CO转化了x mol,根据三段式可知:
　　　　CO(g)　+　3H2(g)CH4(g)+H2O(g)
初始(n): 1 　　　 3 　　　0　　 0
Δn: x 3x x x
平衡(n): 1-x 3-3x x x
结合平衡时CO的体积分数为0.193可知1-x4-2x=0.193,解得x≈0.371,故达到平衡时CO的转化率为0.371mol1mol×100%=37.1%;
在T ℃、106 Pa时该反应的压强平衡常数Kp=p(CH4)·p(H2O)p(CO)·p3(H2)=(0.3713.258)20.193×(1.8873.258)3×1012Pa-2。
③反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)　ΔH<0,温度升高,则平衡左移,CO的平衡转化率降低,根据图像可知,T3>T2>T1。
8.(2019年长沙四校一模)在工业上常用CO与H2合成甲醇,热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-90.8 kJ·mol-1。
(1)在T1时,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数[φ(CH3OH)]与n(H2)n(CO)的关系如图1所示。







①当起始n(H2)n(CO)=2时,经过5 min反应达到平衡,CO的转化率为0.6,则0~5 min内平均反应速率v(H2)=　　　　　　　　　。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol,达到新平衡时H2的转化率将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 
②当n(H2)n(CO)=3.5时,反应达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图1中的　　　　(填“D”“E”或“F”)点。 
(2) 在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO和20 mol H2,CO的平衡转化率[α(CO)]与温度(T)、压强(p)的关系如图2所示。




①A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为　　　　。 
②若达到平衡状态A时容器的体积为10 L,则在平衡状态B时容器的体积为　　　　L。 
8.(1)①0.12 mol·L-1·min-1;增大　②F
(2)①KA=KB>KC　②2
解析　(1)①n(H2)n(CO)=2,又n(CO)+n(H2)=3 mol,则n(H2)=2 mol,n(CO)=1 mol,0~5 min内转化的n(CO)=0.6 mol,则有
　　　　　　　CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始/mol·L-1　 0.5　　 1　　　　 0
转化/mol·L-1　 0.3　　 0.6　　　 0.3
平衡/mol·L-1　 0.2　　 0.4　　　 0.3
v(H2)=0.6 mol·L-1÷5 min=0.12 mol·L-1·min-1。K=0.30.2×0.42>0.3+0.2(0.2+0.2)×0.42,所以平衡正向移动,v正>v逆,H2的转化率将增大。②反应物按方程式中各物质的化学计量数之比投料时,产物的体积分数最大,否则都会使产物的体积分数减小,故应选F点。
(2)①平衡常数只与温度有关,CO与H2反应生成CH3OH的反应为放热反应,则升高温度,平衡常数减小,KCKC。②达到平衡状态A时,容器的体积为10 L,状态A与B的平衡常数相同,状态A时CO的转化率是0.5,则平衡时n(CO)=10 mol×(1-0.5)=5 mol,c(CO)=0.5 mol·L-1,c(H2)=1 mol·L-1,生成甲醇的浓度是0.5 mol·L-1,所以平衡常数KA=0.50.5×12=1;设状态B时容器的体积是V L,状态B时CO的转化率是0.8,则平衡时c(CO)=2V mol·L-1,c(H2)=4V mol·L-1,生成甲醇的物质的量浓度是8V mol·L-1,KB=8V2V×(4V)2=1,解得V=2。
9.下列说法正确的是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　
A.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的
D.反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
9.A　解析　焓变和熵变共同决定反应能否自发进行,故B、C两项错误;该反应ΔS<0,且能自发,则ΔH-TΔS<0,说明ΔH<0,故D项错误。
10.下列说法正确的是(　　)。
A.增大压强,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大
B.升高温度,单位体积内分子总数不变,但活化分子数增加
C.分子间的碰撞均为有效碰撞
D.加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大
10.B　解析　压强对反应速率的影响只能适用于气体体系,且增大压强,活化分子百分数不变,A项错误;升高温度,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大,B项正确;活化分子间能发生反应的碰撞才是有效碰撞,C项错误;加入反应物,活化分子百分数不变,D项错误。
11.在一恒温恒容容器内发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列条件不能确定上述可逆反应已达到化学平衡状态的是(　　)。
A.体系的压强不再发生变化
B.气体密度不再发生变化
C.生成n mol CO的同时消耗n mol H2O
D.断裂1 mol 键的同时断裂2 mol 键
11.C　解析　正反应为气体体积增大的反应,体系的压强不再发生变化,说明反应达到平衡状态,A项正确;密度是混合气体的质量和容器容积的比值,在反应过程中气体质量是变化的,因此气体密度不再发生变化,说明反应达到平衡状态,B项正确;生成 n mol CO和消耗n mol H2O均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C项错误;断裂1 mol H-H键的同时断裂2 mol H-O键表示正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,D项正确。
12.某温度下气体反应达到平衡状态,平衡常数K=c(A)·c2(B)c2(E)·c(F)(平衡体系中只有四种物质),恒容时,若适当降低温度,则F的浓度增大,下列说法正确的是(　　)。
A.增大c(A)、c(B),K增大
B.降低温度,正反应速率增大
C.该反应的焓变为负值
D.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)
12.D　解析　平衡常数K只随温度的变化而变化,与浓度变化无关,A项错误;降低温度,正、逆反应速率均减小,B项错误;降低温度时,F的浓度增大,说明平衡逆向移动,正反应是吸热反应,则焓变为正值,C项错误;根据化学平衡常数表达式可知,A、B是生成物,E、F是反应物,且对应指数为其化学计量数,D项正确。
13.将N2O4气体通入恒容的密闭容器中建立平衡N2O4(g)2NO2(g),保持温度不变,再通入与起始时等质量的N2O4气体,反应再次达到平衡,则新平衡N2O4的转化率与原平衡比(　　)。
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法确定
13.B　解析　通入与起始时等量的N2O4气体相当于增大压强,反应会逆向移动,故N2O4的转化率变小。
14.(2019年武邑宏达实验学校高三月考)向盛有足量A的恒容密闭容器中加入B,发生反应A(s)+2B(g) 4C(g)+D(g)　ΔH<0。一定条件下达到平衡时,C的物质的量与加入的B的物质的量的关系如图所示。其他条件不变,下列措施能使θ值增大的是(　　)。
A.降低温度 B.增大压强
C.加入催化剂 D.再加入少量A
14.A　解析　该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,C的物质的量增大,由图可知,θ值增大,A项正确;反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,C的物质的量减小,由图可知,θ值减小,B项错误;加入催化剂,平衡不移动,θ值不变,C项错误;因为A为固体,浓度视为常数,再加入少量A,平衡不移动,θ值不变,D项错误。
15.已知:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。25 ℃时,调节初始浓度为1.0 mol·L-1 的Na2CrO4溶液的pH,测定平衡时溶液中c(Cr2O72-)和c(H+),获得如图所示的曲线。下列说法不正确的是(　　)。

A.pH越小,平衡时,c(Cr2O72-)越大
B.A点CrO42-的平衡转化率为50%
C.A点正反应的平衡常数K=1014
D.平衡时,若溶液中c(Cr2O72-)=c(CrO42-),则c(H+) > 2.0×10-7 mol·L-1
15.D　解析　从题给图像可以看出,pH越小,平衡时c(Cr2O72-)越大,A点c(Cr2O72-)=0.25 mol·L-1,反应掉的c(CrO42-)=0.25 mol·L-1×2=0.5 mol·L-1,CrO42-的平衡转化率为50%,此时,平衡常数K=0.250.5×0.5×10-7×10-7=1014,故A、B、C三项均正确;若溶液中c(Cr2O72-)=c(CrO42-),设平衡时c(Cr2O72-)=a mol·L-1,由1-2a=a得a=13,K=13(13)2×c2(H+)=1014,解得c(H+)=3×10-7 mol·L-1<2.0×10-7 mol·L-1,D项不正确。
16.以铜、铬的氧化物为催化剂,用HCl制Cl2的原理为：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ·mol-1,下列说法正确的是(　　)。
A.平衡时,将生成的水蒸气除去,有利于提高HCl的转化率
B.在恒容绝热容器中进行时,随着反应的进行,气体的压强一定不断减小
C.恒压容器中,反应达到平衡后通入惰性气体,平衡不移动
D.平衡时,其他条件不变,增大催化剂用量,反应的平衡常数将变大
16.A　解析　平衡时除去水蒸气,平衡向正反应方向移动,有利于提高HCl的转化率,A项正确;该反应为放热反应,随着反应的进行,温度将不断升高,虽然该反应是气体体积减小的反应,但很难确定压强是否减小,B项错误;恒压容器中,反应达到平衡后通入惰性气体,相当于减小反应体系气体的压强,平衡向逆反应方向移动,C项错误;化学平衡常数只与温度有关,催化剂对平衡常数没影响,D项错误。
17.一定条件下合成乙烯的反应为6H2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法不正确的是(　　)。




A.该反应的逆反应为吸热反应
B.平衡常数:KM>KN
C.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)
D.当温度高于250 ℃时,升高温度,催化剂的催化效率降低
17.C　解析　升高温度,二氧化碳的平衡转化率降低,则平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,平衡常数KM>KN,A、B两项均正确;化学反应速率随温度的升高而加快,但催化剂的催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C项错误;由图可知,当温度高于250 ℃时,升高温度,催化剂逐渐失去活性,则催化剂的催化效率降低,D项正确。
18.(2019年烟台模拟)在恒温恒容条件下,发生反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。途径Ⅰ:A、B的起始浓度均为2 mol·L-1;途径Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2 mol·L-1和6 mol·L-1。下列叙述正确的是(　　)。
A.达到平衡时,途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
B.达到平衡时,途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强
C.两途径最终达到平衡时,体系内相同的组分的百分含量相同
D.两途径最终达到平衡时,体系内相同的组分的百分含量不相同
18.C　解析　根据反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响。途径Ⅱ所加物质完全转化为A、B时,与途径Ⅰ中A、B的物质的量成比例。途径Ⅱ达到平衡时浓度更大,压强更大,反应速率更大,A、B两项均错误;Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态,故体系内相同的组分的百分含量相同,C项正确,D项错误。
19.现有容积均为2 L的甲、乙、丙3个恒容密闭容器,向这3个容器中均加入0.20 mol N2、0.52 mol H2,进行合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1。图1表示不同反应条件下N2的浓度随时间的变化曲线,图2表示其他条件相同,温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,达到平衡时NH3的质量分数。





下列判断不正确的是(　　)。
A.图2中T3条件下,反应速率最快
B.图1中容器乙的反应可能使用了催化剂
C.图1中容器乙0~5 min内v(N2)=0.012 mol·L-1·min-1
D.图1中容器丙内反应的平衡常数为2.5
19.C　解析　T3时氨气的质量分数最小,该反应是放热反应,温度越高,NH3的质量分越小,温度越高反应速率越快,A项正确;图1容器乙中的反应可能使用了催化剂,缩短反应达平衡的时间,但是平衡不移动,各组分的浓度保持不变,B项正确;图1容器乙在0~5 min内,v(N2)=0.1-0.065 mol·L-1·min-1=0.008 mol·L-1·min-1,C项错误;根据反应的“三段式”进行计算:
N2(g)　+　3H2(g)2NH3(g)
起始(mol·L-1) 0.10 0.26 　 0
变化(mol·L-1) 0.02 0.06 　 0.04
平衡(mol·L-1) 0.08 0.2 　 0.04
图1中容器丙内反应的平衡常数K=0.0420.23×0.08=2.5,D项正确。
20.(2019年浙江高三开学考试)氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互反应:4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)　ΔH。在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.4 mol NO2和0.2 mol NaCl,10 min后反应达到平衡时n(NaNO3)=0.1 mol,NO2的转化率为α。下列叙述中正确的是(　　)。
A.10 min内用NO浓度变化表示的速率v(NO)=0.01 mol·L-1·min-1
B.若升高温度,平衡逆向移动,则正反应的ΔH>0
C.若起始时向该容器中充入0.1 mol NO2(g)、0.2 mol NO(g)和0.1 mol Cl2(g)(固体物质足量),则反应将向逆反应方向进行
D.若保持其他条件不变,在恒压下进行该反应,则平衡时NO2的转化率小于α
20.C　解析　10 min反应达到平衡时n(NaNO3)=0.1 mol,则n(NO)=0.1 mol, v(NO)=ΔcΔt=ΔnVΔt=0.1mol2 L×10min=0.005 mol·L-1·min-1,A项错误;升高温度,平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0,B项错误;列出三段式如下:
4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)
起始浓度(mol·L-1) 　0.2 0 0
变化浓度(mol·L-1) 　0.1 0.05 0.025
平衡浓度(mol·L-1) 　0.1 0.05 0.025
则平衡常数K=0.025×0.0520.14=0.625,而此时Qc=0.05×0.120.054=80>K,平衡逆向移动,C项正确;若保持其他条件不变,在恒温恒容条件下NO2的转化率为α,该反应的正反应气体体积减小,恒温恒压时,容器体积减小,相当于加压,平衡正向移动,平衡时NO2的转化率大于α,D项错误。
21.(2019年河北高考模拟)合理利用和转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44 kJ·mol-1
CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快)　 v1正=k1正·c2(NO),v1逆=k1逆·c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)　 v2正=k2正·c (N2O2)·c(O2), v2逆=k2逆·c2(NO2)
一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,该反应的平衡常数的表达式K=　　　　　　　　　　　(用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示),反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1　　　　 　(填“>”“<”或“=”)E2。 
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,恒温(T ℃)时,各物质的浓度随时间的变化如下表:

物质浓度
(mol·L-1)
时间(min)
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.017

①该反应的平衡常数为　　　　(保留两位有效数字)。 
②在31 min时,若只改变某一条件使平衡发生移动,40 min、50 min时各物质的浓度如上表所示,则改变的条件是　　　　　　　　　　　。 
③在51 min时,保持温度和容器体积不变再充入NO和N2,使二者的浓度均增加至原来的两倍,则化学平衡　　　　 　(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 
(3) 反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0,在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2(NO2),其中k1、k2是与温度有关的常数,相应的速率与N2O4或NO2的分压关系如图所示。






在T ℃时,图中M、N点能表示该反应达到平衡状态,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。改变温度,v(NO2)会由M点变为A、B或C,v(N2O4)会由N点变为D、E或F,当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为　　　　(填字母)。 
21.(1)CH4 (g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-955.0 kJ·mol-1
(2)k1正·k2正k1逆·k2逆;<
(3)①0.56　②减小CO2浓度(其他合理答案也可)　③正向移动
(4)M点v(NO2)是N点v(N2O4)的2倍,根据化学方程式N2O4(g)2NO2(g)可以判断出该反应的正反应速率等于逆反应速率(其他合理答案也可);B、F
解析　(1)根据盖斯定律,由(①+②+③×4)×12得到 CH4 (g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-955.0 kJ·mol-1。
(2)由题意可知c2(NO)=v1正k1正,c(N2O2)= v1逆k1逆,c(N2O2)·c(O2)= v2正k2正,c2(NO2)= v2逆k2逆,平衡时,v1正=v1逆,v2正=v2逆,因而K=c2(NO2)c2(NO)·c(O2)=k1正·k2正k1逆·k2逆。反应①的速率大于反应②,可知活化能E1 (3)①平衡状态时,c(NO)=0.04 mol·L-1,c(N2)=0.03 mol·L-1,c(CO2)=0.03 mol·L-1。K=c(N2)·c(CO2)c2(NO)=0.03×0.030.042≈0.56。
②因为恒温状态,平衡常数不变。根据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度减小,反应前后气体体积不变,所以可能是减小二氧化碳浓度。
③在51 min时保持温度和容器体积不变再充入NO和N2,使二者的浓度均增加至原来的两倍,则此时Qc=c(N2)·c(CO2)c2(NO)=0.034×2×0.017(0.032×2)2≈0.28 (4)当2v(N2O4)=v(NO2)时,证明v(正)=v(逆),反应达到平衡状态,图中只有M点的NO2的消耗速率是N点N2O4的消耗速率的2倍,所以表示达到化学平衡状态的点是M、N;反应N2O4(g)2NO2(g)的正反应为吸热反应,升高温度,反应速率增大,故v(NO2)由M点变为B点,故v(N2O4)由N点变为F点。