还剩23页未读，
继续阅读
(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题27化学平衡图像专练(含解析)
展开
这是一份(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题27化学平衡图像专练(含解析)，共26页。试卷主要包含了已知反应，如图所示的各图中，表示2A，生产硫酸的主要反应，已知，为探究外界条件对可逆反应等内容，欢迎下载使用。
专题27 化学平衡图像专练
1．已知反应：CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数()与温度(T)、的关系，图乙表示反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是
A．图甲中
B．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将不变
C．温度T1、， Cl2的转化率约为33.3%
D．图乙中，线A表示正反应的平衡常数
【答案】C
【解析】A.ω增大，CH2=CHCH3的转化率增大，则φ减小，由上述分析可知：ω2＞ω1，则ω1＜1，故A错误；B.该反应在反应前后气体分子数不变，根据图甲升高温度丙烯的体积分数增大，即升高温度平衡逆向移动，正反应放热，在恒容绝热装置中进行题述反应，体系内温度升高，根据PV=nRT，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，故B错误；C.由图乙可知，T1时平衡常数为1，设起始时CH2=CHCH3和Cl2的物质的量分别为amol和2amol，达到平衡时转化的Cl2的物质的量为xmol，根据三段式进行计算：
CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
起始（mol） a 2a 0 0
转化（mol） x x x x
平衡（mol） a-x 2a-x x x
则（）2÷（×）=1，解得x=2/3a，则Cl2的转化率2/3a÷2a×100%=33.3%，
故C正确；
D.由图甲可知，ω一定时，温度升高，φ增大，说明正反应是放热反应，故温度升高，正反应平衡常数减小，故图乙中，线A表示逆反应的平衡常数，故D错误。
2．如图所示的各图中，表示2A（g）+B（g）⇌2C（g）（△H＜0）这个可逆反应的正确图象为（注：Φ（C）表示C的质量分数，P表示气体压强，C表示浓度）（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A.该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，C的质量分数减小，故A正确；B.根据反应前后的化学计量数的大小可以看出，增大压强平衡向正反应方向移动，正逆反应速率都增大，且V正＞V逆，故B错误；C.催化剂同等程度地改变正逆反应速率，平衡不发生移动，故C错误；D.该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，根据反应前后的化学计量数的大小可以看出，增大压强平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，本题温度的曲线不正确，故D错误。
3．将一定量的X加入某密闭容器中，发生反应：2X(g) 3Y(g)+Z(g)，混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示：下列推断正确的是( )。
A．升高温度，该反应平衡常数K减小
B．压强大小有P3＞P2＞P1
C．平衡后加入高效催化剂使平均摩尔质量增大
D．在该条件下M点X平衡转化率为9/11
【答案】D
【解析】A．根据图象知，升高温度，X转化率降低，说明反应向正方向移动，平衡常数增大，故A错误；
B．可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，X转化率增大，所以，压强大小关系有：P3＜P2＜P1，故B错误；C．催化剂不会使平衡发生移动，气体相对分子质量Mr不变，故C错误；
D．M点对应的平衡体系中，X的物质的量分数为0.1，则：
2X(g)3Y(g)+Z(g)
起始物质的量(mol) 1 0 0
变化物质的量(mol) 2x 3x x
平衡物质的量(mol)1-2x 3x x
=0.1=0.1，x=，X转化率为==，故D正确；
故答案为D。
4．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是
A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低
【答案】B
【解析】A项、增大氧气的浓度，平衡破坏的瞬间逆反应速率应不变，图中条件变化应为增大压强，故A错误；B项、图Ⅱ中正、逆反应速率同等程度的增大，化学平衡不移动，应为催化剂对反应速率的影响，故B正确；C项、催化剂能同等程度改变正逆反应速率，但平衡不移动，图中条件变化应为温度对平衡的影响，故C错误；D项、图像Ⅲ中乙首先到达平衡状态，则乙的温度高于甲中的温度，故D错误。
5．生产硫酸的主要反应：2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) △H =-197 kJ /mol。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是
A．X代表压强
B．推断L2>L1
C．A、B两点对应的平衡常数相同
D．当SO2(g)和SO3(g)生成速率相等时，则反应达到平衡
【答案】D
【解析】A.该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，但物质X的平衡转化率减小，所以X不能表示压强，只表示温度，A错误；B.L1、L2应为压强，压强越大，物质的转化率越大，则L2＜L1，B错误；C.A、B点温度不同，平衡常数不同，C错误；D.当SO2(g)和SO3(g)生成速率相等时，正逆反应速率相等，为平衡状态，D正确。
6．一定条件下，在密闭容器中充入CO2与H2进行反应：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH。采用催化剂甲和催化剂乙分别发生上述反应，测得反应进行相同时间时CO2的转化率α(CO2)随反应温度T的变化曲线如下图所示(忽略温度对催化剂活性的影响)：
下列叙述正确的是
A．该可逆反应的ΔH>0
B．催化剂甲作用下反应的活化能比催化剂乙作用下反应的活化能大
C．500K下达到平衡时，反应在催化剂甲作用下的转化率比在催化剂乙作用下的转化率高
D．d、e两点反应已经达到平衡
【答案】D
【解析】A．根据上述分析，该可逆反应为放热反应，ΔH＜0，故A错误；B．在建立平衡之前，相同温度条件下，催化剂甲反应速率大于催化剂乙，说明催化剂甲作用下反应的活化能比催化剂乙作用下反应的活化能小，故B错误；C．催化剂不能使平衡发生移动，因此 500K下达到平衡时，反应在催化剂甲作用下的转化率与在催化剂乙作用下的转化率相等，故C错误；D．根据上述分析，d、e两点反应都已经达到平衡，故D正确。
7．已知：2X(g)+Y(g)2Z(g)，反应中ω（Z的物质的量分数）随温度T的变化如下图所示。下列判断正确的是（ ）
A．T1时，v正＞v逆
B．正反应的ΔH＜0
C．a、b两点的反应速率v(a)=v(b)
D．当温度低于T1时，ω增大的原因是平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】当可逆反应达到化学平衡状态时，产物Z的生成率最大，物质的量分数最大，所以在T1时刻，化学反应达到了平衡状态。A. T1时，化学反应达到了平衡状态，v正=v逆，A项错误；B. 当温度高于T1时，Z的物质的量分数逐渐减小，所以化学平衡逆向移动，即逆反应方向是吸热的，所以正反应是一个放热反应，即△H<0，B项正确；C. 温度越高，化学反应速率越大，b点温度高于a点，所以b的速率高于a点的速率，即v(a)< v(b)，故C错误；D. 0−T1阶段是化学平衡的建立过程，反应开始向右不断进行，生成的Z的量越来越大，所以ω增大，D项错误。
8．为探究外界条件对可逆反应：2NO2(g) 2NO(g) +O2(g) ΔH＝- 1162kJ·mol－1的影响，若保持气体的总质量不变，在温度为T1、T2时，通过实验得到平衡体系中 NO体积分数随压强的变化曲线，实验结果如图所示。下列说法正确的是( )：
A．a、c两点混合气体的平均相对分子质量：Ma>Mc
B．b、c两点的平衡常数：Kb=Kc
C．从状态a到状态c，NO2气体的转化率减小
D．状态a通过升高温度可变成状态b，a、b两点气体颜色：a深、b浅
【答案】C
【解析】A．平均相对分子质量，m总不变。a、c两点所处的环境温度相同，压强不同，P2>P1。从a到c，增大压强，平衡向着气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，n总减小。根据公式平，m总不变，n总减小，可得平均相对分子质量变大，有Ma
A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B．T2下，在0--t1时间内，v(Y)=
C．M点的正反应速率小于N点的逆反应速率
D．M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率增大
【答案】D
【解析】由图可知，温度为T1先到达平衡，所以T1>T2，温度越高，平衡时X的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应；
A.进行到M点X的转化率较低，由于正向是放热反应，所以反应进行到M点放出的热量少，A错误；
B.T2下，在0～t1时间内，X的浓度变化为：c(X)=(a-b)mol/L，则Y的浓度变化为c(Y)=c(X)=mol/L，v(Y)=mol/(L·min)，B错误；C.根据图象可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态；温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1>T2；M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C错误；D.M点时再加入一定量X，达到的新平衡与原平衡比较，压强增大，增大压强平衡正移，则X的转化率增大，所以M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率增大，D正确。
10．一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时(CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的焓变△H<0
B．图中Z的大小为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中>3
D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小
【答案】C
【解析】A、由图可知，温度越高，φ (CH4)的体积分数越小，则升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的焓变△H>0，故A错误；B、起始=Z，Z越大，即H2O促进CH4转化的程度越大，φ (CH4)的体积分数越小，则图中Z的大小为b>3>a，故B错误；C、起始=Z，转化时CH4(g)、H2O(g)以等物质的量转化，则X点对应的平衡混合物中>3，故C正确；D、该反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)增大，故D错误。
11．焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g)。一定压强下，向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应，测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度变化的关系如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的∆H>0 B．C点时达到平衡状态
C．增加C的量能够增大SO2的转化率 D．T3时增大压强，能增大活化分子百分数
【答案】B
【解析】A.升高温度平衡向吸热方向移动，C点对应温度升高到D点对应温度，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比大于2∶1，说明SO2的生成速率大于其本身消耗速率，平衡逆向移动，即逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，△H＜0，故A错误；B.达到平衡状态时，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比为2∶1，根据图知，只有C点符合，故B正确；C.能够增大SO2平衡转化率说明平衡正向移动，但不能是增加C的物质的量，因为C为固体，故C错误；D. 增大压强，增大了单位体积内的活化分子数，但活化分子百分数不变，故D错误。
12．乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下（起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L）。
下列分析不正确的是
A．乙烯气相直接水合反应的∆H＜0
B．图中压强的大小关系为：p1＞p2＞p3
C．图中a点对应的平衡常数K ＝
D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b
【答案】B
【解析】A. 根据上述分析可知，乙烯气相直接水合反应为放热反应，即∆H＜0，A项正确；B. 由方程式C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1< p2< p3< p4，B项错误；C. 根据图示可知，起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L，则: C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)
开始(mol/L) 1 1 0
转化(mol/L) 0.2 0.2 0.2
平衡(mol/L) 0.8 0.8 0.2
所以K==，C项正确；
D. 增大压强，化学反应速率会加快，则反应达到平衡的时间会缩短，由上述分析可知，p2 < p3，因此达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b，D项正确。
13．一定温度下，将1molA(g)和1molB(g)充入2L密闭容器中发生反应：A(g)+B(g) xC(g)+D(s)△H<0，在 t1 时达平衡。在 t2 、t3 时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中 C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是
A．t2 时刻改变的条件是使用催化剂
B．t3时刻v(逆)可能小于t2 时刻v(逆)
C．t3时刻改变的条件一定是增大反应物的浓度
D．t1～t2、t2～t3平衡常数均为0.25
【答案】B
【解析】A.催化剂只能加快反应速率，对平衡无影响，不能影响C的物质的量浓度，由图可知，t2时刻C的浓度增大，但平衡不移动，因此改变的条件不是催化剂，故A错误；B.由图象可知，t3时刻后C的物质的量浓度增大，说明平衡正向移动，t3时刻v(逆)可能小于t2时刻v(逆)，故B正确；C.由图象可知，t3时刻后C的物质的量浓度增大，说明平衡正向移动，改变的条件可能是增大反应物的浓度、降低温度等，故C错误；D.根据图可知，在t2时刻，平衡不移动，但C的浓度变大，说明在在t2时刻改变的条件是缩小容器的体积，且该反应前后气体体积不变，所以可知x=2，反应方程式为：A（g）+B（g）2C（g）+D（s），t1～t3间温度相同，平衡常数相同，由图可知平衡时C的浓度为0.5mol/L，则：
A（g）+B（g）2C（g）+D（s）
起始浓度（mol/L）0.5 0.5 0
转化浓度（mol/L）0.25 0.25 0.5
平衡浓度（mol/L）0.25 0.25 0.5
所以平衡常数K＝＝4，故D错误。
14．恒容条件下，1 mol SiHCl3发生如下反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)。已知：v正＝v消耗(SiHCl3)＝k正x2(SiHCl3)，v逆＝2v消耗(SiH2Cl2)＝k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数(仅与温度有关)，x为物质的量分数。如图是不同温度下x(SiHCl3)随时间的变化。下列说法正确的是
A．该反应为放热反应，v正，a＜v逆，b
B．化学平衡状态时2v消耗(SiHCl3)＝v消耗(SiCl4)
C．当反应进行到a处时，v正/v逆=16/9
D．T2 K时平衡体系中再充入1 mol SiHCl3，平衡正向移动，x(SiH2Cl2)增大
【答案】C
【解析】A.因两曲线对应的状态只是温度不同，由图像知达到平衡所需时间T2K小于T1K，温度越高反应速率越快，所以温度T2>T1。又T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数比T1K平衡时小，说明升温平衡向正反应方向移动，由此推知该反应为吸热反应，选项A错误；B. 化学平衡状态时v消耗(SiHCl3)＝2v消耗(SiCl4)，选项B错误；C. 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)反应前后分子数不变，即反应开始至达平衡的过程中混合气体总物质的量始终为1mol，由图像知T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数为0.75，则此时SiH2Cl2和SiCl4的物质的量分数均为0.125，因为平衡时V正=V逆，V正=k正x2(SiHCl3)=0.752k正，V逆=k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.1252k逆，则0.752k正=0.1252k逆， =，因k正和k逆只与温度有关，反应进行到a点处时V正= k正x2(SiHCl3)=0.82k正，V逆= k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.12k逆。×=×=。选项C正确；D.恒容条件下再充入1molSiHCl3，相当于增大压强，而2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，x(SiH2Cl2)不变，选项D错误。
15．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律（图中T表示温度，n表示物质的量），根据如图可得出的判断结论正确的是
A．a、b、c三个状态只有b是平衡状态
B．达到平衡时A2的转化率大小为：b＞a＞c
C．若T2
【答案】D
【解析】A.图像揭示了T2温度下可逆反应A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)，改变B的初始物质的量，分别达到平衡状态时生成物AB3的体积分数的变化曲线，所以曲线上的点对应的状态都是平衡状态。A项错误；B.由图像可知a→b→c过程中B2的初始物质的量逐渐增大，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，因A2的初始量不变，所以A2的转化率逐渐增大，即a
A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加
B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加
C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加
D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数减小
【答案】B
【解析】A.催化剂同程度影响化学反应速率，对平衡移动无影响，同温同压同Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数不变，故A错误；B.对比（1）（2）两个图象，温度升高，M的体积分数减小，说明正反应为吸热反应，同压同ｚ时，升高温度，平衡向正反应方向移动，则平衡时Q的体积分数增加，故B正确；C.同温同ｚ时，增加压强，M的体积分数增大，说明a+b＜c+d，平衡向逆反应方向移动，则Q的体积分数减小，故C错误；D.由图中信息可知，同温同压时，增加ｚ，平衡时M的体积分数减小，则N的体积分数增大，但是ca(M)•cb(N)不一定发生改变，由于平衡常数保持不变，故Q的体积分数不一定减小，故D错误。
17．向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是
A．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 B．反应在c点达到平衡状态
C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．反应物浓度：a点小于b
【答案】A
【解析】A、随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，则SO2的转化率将逐渐增大，选项A正确；B、化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，选项B错误；C、从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，选项C错误；D、a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，选项D错误。
18．在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的正反应为放热反应
B．压强大小关系：p1
D．在p2及512 K时，图中N点v(正)
【解析】A. 由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，A项正确；B. 由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以p1>p2>p3，B项错误；
C. 由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol) 1 2.75 0 0
转化量(mol) 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡量(mol) 0.75 2 0.25 0.25
又体积为1.0L，所以K= = 1.04×10−2，C项正确；
D. 由图可知，在p2及512 K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v(正)>v(逆)，D项错误。
19．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0
B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000
【答案】BD
【解析】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；B.根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C.Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D.设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=>=2000，故D正确。
20．氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为
N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g) △H。
（1）已知每破坏1mol有关化学键需要的能量如下表：
H-H
N-H
N-N
NN
435.9KJ
390.8KJ
192.8KJ
945.8KJ
则△H=_____________。
（2）在恒温、恒压容器中，氨体积比1：3加入N2和H2进行合成氨反应，达到平衡后，再向容器中充入适量氨气，达到新平衡时，c(H2)将_________（填“增大”“减小”或“不变”）
（3）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数（φ）如图所示。
①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是________，其原因是__________。
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA(N2)______ vB(N2)（填“>”“<”或“=”）
③若在250℃、p1条件下，反应达到平衡时容器的体积为1L，则该条件下合成氨的平衡常数K=___（保留一位小数）。
（4）H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应：H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，能说明该反应达到平衡状态的是_____（填序号）。
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的总物质的量不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤NH3的体积分数不变
【答案】-91.3KJ/mol 不变 p1>p2>p3 温度相同时，加压平衡正向移动，故压强越大平衡混合物中氨的体积分数越大 < 5925.9L2/mol2 ①②③
【解析】（1）反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则该反应的反应热△H=945.8kJ/mol＋3×435.9kJ/mol－2×3×390.8kJ/mol＝-91.3kJ/mol；
（2）在恒温、恒压容器中，氨体积比1：3加入N2和H2进行合成氨反应，达到平衡后，再向容器中充入适量氨气，由于只有一种生成物，所以平衡等效，则达到新平衡时，c(H2)不变。
（3）①合成氨反应是体积减小的，增大压强平衡向正反应方向进行，氨气的含量增加，所以根据图像可知p1、p2和p3由大到小的顺序是p1>p2>p3。
②根据图像可知A点温度和压强均小于B点，温度越高，压强越大，反应速率越大，所以反应速率vA(N2)
N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)
起始量（mol） 0.1 0.3 0
转化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 0.1-x 0.3-3x 2x
所以
解得x＝0.08
因此该条件下合成氨的平衡常数K=5925.9L2/mol2。
（4）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。①正反应是体积减小的，则混合气体的压强不变说明达到平衡状态；②密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但气体的质量是变化的，则混合气体的密度不变说明达到平衡状态；③正反应是体积减小的，混合气体的总物质的量不变说明达到平衡状态；④混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，由于气体只有氨气和二氧化碳，且二者的体积比始终是2：1，所以混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能说明达到平衡状态；⑤由于气体只有氨气和二氧化碳，且二者的体积比始终是2：1，所以NH3的体积分数始终不变，不能说明达到平衡状态。答案选①②③。
21．近日IPCC发布了由来自40个国家的91位科学家编写的《全球升温1.5℃特别报告》，温室效应引发的环境问题日益严重，物种灭绝，洪灾、旱灾、粮食欠收等自然灾害发生频率不断增加，CO2的减排和综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。
(1)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
① 从3 min到9 min，v(H2)＝_____mol·L－1·min－1。
② 该反应的平衡常数为_______。
③ 下列说法正确的的是____(填字母)。
A．混合气体的密度不随时间的变化而变化，则说明上述反应达到平衡状态
B．平衡时CO2的转化率为75%
C．平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是30%
D．该条件下，第9 min时v逆(CH3OH)大于第3 min时v正(CH3OH)。
(2)工业中，CO2和H2在催化剂Cu/ZnO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)
反应B：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。
① 由图可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是________。
② 由图可知获取CH3OH最适宜的温度是________。下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有___________(填字母)。
A．使用催化剂 B．增大体系压强
C．增大CO2和H2的初始投料比 D．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度
(3)250 ℃下CH3OH物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出280 ℃下0～t2时刻CH3OH物质的量随时间的变化曲线示意图__________。
【答案】0.125 5.3 B C 反应B是吸热反应 250℃ B D
【解析】 (1)①3min到9min，CO2浓度变化为0.5mol/L-0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反应速率==mol/(L•min)，υ(H2)=3×υ(CO2)=0.125mol/(L•min)，故答案为：0.125；
② CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L) 1 3 0 0
转化(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75
该反应的平衡常数K= ≈5.3，故答案为：5.3；
③A．该反应前后都是气体，气体总质量始终不变，容器容积不变，则密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故A错误；B．平衡时CO2的转化率=×100%=75%，故B正确；C．平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数=×100%=30%，故C正确；D．从反应开始到平衡过程中正反应速率逐渐减小，直至达到平衡状态，则第9min时达到平衡状态υ逆(CH3OH)=υ正（CH3OH），则9min时υ逆（CH3OH）一定小于第3min时υ正(CH3OH)，故D错误；故答案为：BC；
(2)①由图示可知，温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是反应B正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产率升高，故答案为：反应B正反应是吸热反应；
②据图示可知，250℃甲醇产率最高，故获取CH3OH最适宜的温度是250℃；A．使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，故A错误；B．增大体系压强，平衡向正方向移动，提高CO2转化率，故B正确；C．增大CO2和H2的初始投料比，可增大氢气的转化率，二氧化碳的转化率减小，故C错误；D．投料比不变，增加反应物的浓度，相当于增大压强，平衡正向移动，可增大转化率，故D正确；故答案为：250℃；BD；
(3)温度升高，反应速率加快，则反应达到平衡的时间小于t1；280℃时甲醇的产率小于250℃时，所以达到平衡后，体系中甲醇的量变小，据此画出280℃下0～t2时刻CH3OH物质的量随时间的变化曲线：，故答案为：。
22．十九大报告指出：“坚持全民共治、源头防治，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战！”以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
Ⅰ．汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生如下反应：
反应①2NO(g)+ 2CO(g) ⇌ N2(g) + 2CO2(g) ΔH1。
(1)已知：反应②N2(g)+O2(g) ⇌ 2NO(g) ΔH2= +180.5 kJ·mol-1，CO的燃烧热为283.0 kJ·mol-1，则ΔH1=____。
(2)在密闭容器中充入5molCO和4molNO，发生上述反应①，图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
①温度：T1____T2(填“＜”或“＞”) 。
②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的____点。
(3)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图2所示。若低于200℃，图2中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为______；a点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率，说明其理由______。
II．N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：
第一步I2(g) ⇌ 2I(g) (快反应)
第二步I(g)+N2O(g) → N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g) → N2(g)+O2(g)+I2(g) (快反应)
实验表明，含碘时N2O分解速率方程v = k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是____。
A．I2浓度与N2O分解速无关 B．第二步对总反应速率起决定作用
C．第二步活化能比第三步小 D．IO为反应的中间产物
【答案】-746.5kJ/mol ＞ A 温度较低时，催化剂的活性偏低 不是 该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高 BD
【解析】 (1)CO燃烧热的△H1=-283.0kJ•mol-l，热化学方程式为：①CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJ•mol-l，②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H2=+180.5kJ•mol-1，根据盖斯定律，将①×2-②得：2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/mol，故答案为：-746.5kJ/mol；
(2)①根据反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1，升高温度，平衡逆向移动，所以NO的体积分数会增大，即T1＞T2，故答案为：＞；
②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，则平衡会逆向移动，NO的体积分数增加，重新达到的平衡状态可能是图中A点，故答案为：A。
(3)根据图像可知，温度较低时，催化剂的活性偏低，因此温度低于200℃，曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大；a点不是对应温度下的平衡脱氮率，因为该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高，故答案为：温度较低时，催化剂的活性偏低；不是；该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高；
(4)A．N2O分解反应中，实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•[c(I2)]0.5(k为速率常数)，和碘蒸气有关，故A错误；B．第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)，在整个反应过程中起到决定性作用，故B正确；C．第二步反应慢说明活化能比第三步大，故C错误；D．第一步I2(g)⇌2I(g)(快反应)，第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)，第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+H(g)(快反应)，过程中IO为反应的中间产物，故D正确；故答案为：BD。
23．(1)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益、减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl~T曲线如图，则总反应的ΔH__0(填“>”、“=”或“<”)；A、B两点的反应速率中较大的是__。
②下列措施有利于提高αHCl的有____(填字母)。
A.增大n(HCl) B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂 D．移去H2O
(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： +H2(g)，工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应温度600 ℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图。
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实：_________。
②控制反应温度为600 ℃的理由是_______。
【答案】< B BD 正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积增大，平衡向正反应方向移动 600 ℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，乙苯的转化率较低，温度过高，苯乙烯的选择性下降，高温下催化剂可能失去活性，且消耗能量较大
【解析】（1）①由图可知，温度越高，平衡时HCl的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即△H<0；升高温度化学反应速率增大，则A、B两点的反应速率中较大的是B，故答案为：<；B；
②A．增大n（HCl），HCl浓度增大，平衡右移，但HCl的转化率降低，A项错误；
B．增大n（O2），氧气浓度增大，平衡右移，HCl的转化率提高，B项正确；
C．使用更好的催化剂，加快反应速率，缩短到达平衡的时间，不影响平衡移动，HCl的转化率不变，C项错误；
D．移去生成物H2O，有利于平衡右移，HCl的转化率增大，D项正确，
故选：BD；
(2) ①正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率；
②600 ℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，乙苯的转化率较低，温度过高，苯乙烯的选择性下降，高温下催化剂可能失去活性，且消耗能量较大。
故选择600℃左右。
24．甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) △H1；
②CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=－58kJ/mol；
③CO2 (g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H==+41k J/ mol。
回答下列问题：
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下表：
化学键
H—H
C－O
C≡O
H－O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
343
1076
465
x
则x=___________。
(2)合成气组成n(H2)/n(CO+ CO2)=2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图甲所示。α(CO)值随温度升高而___________(填“增大”或“减小”)，其原因是_____；图中的压强由大到小为___________，其判断理由是_____________。
(3)若将1mol CO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K1___________KⅡ(填“＞”“=”或“＜”)。
②一定温度下，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。
a.容器中压强不变 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2个C=0断裂的同时有6个H－H断裂
③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为____，该温度下的平衡常数为___________；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是___________。(填序号)。
a.缩小反应容器的容积 b.使用合适的催化剂
c.充入He d.按原比例再充入CO2和H2
【答案】413 减小 反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动 ①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高 > ac 0.06mol/（L·min） 450 ad
【解析】 (1) 根据盖斯定律：②-③=①可得①，故△H1=△H2-△H3=-58kJ．mol-1-（+41kJ．mol-1）=-99kJ．mol-1，由反应热=反应物总键能-生成物总键能可得-99kJ．mol-1=（1076kJ．mol-1+2×436kJ．mol-1）-（3×x+343+465）kJ．mol-1，解得x=413 kJ．mol-1，故答案为：413；
（2）由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小；相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO的转化率升高，故压强P3>P2>P1，故答案为：反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；P3>P2>P1；①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高；
(3)①根据题给图象分析可知，T2先达到平衡，则T2>T1，由温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>KⅡ，故答案为：>；
②a. 反应②为气体体积减小的反应，容器中压强不变说明该反应达到化学平衡状态，故正确；
b.甲醇和水蒸气均为生成物，无论反应是否达到平衡，甲醇和水蒸气的体积比均保持不变，故错误；
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)说明正反应速率等于逆反应速率，说明该反应达到化学平衡状态，故正确；
d.2个C=0断裂代表正反应速率，6个H－H断裂也代表正反应速率，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能说明该反应达到化学平衡状态，故错误；
故选ac，故答案为：ac；
③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，由此建立如下三段式：
CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g)
起（mol/L） 0.5 1 0 0
变（mol/L） 0.3 0.9 0.3 0.3
平（mol/L） 0.2 0.1 0.3 0.3
则用CO2表示的平均反应速率为0.3 mol/L/5min=0.06mol/（L·min）,反应的化学平衡常数K=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2)= 0.3 mol/L×0.3 mol/L/(0.2mol/L)×(0.1mol/L)3=450；缩小反应容器的容积，增大压强，平衡右移，甲醇产率增大；使用合适的催化剂，平衡不移动，甲醇产率不变；恒容充入He，各物质浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变；按原比例再充入CO2和H2，相当于增大压强增大压强，平衡右移，甲醇产率增大，故选ad，故答案为：0.06mol/（L·min）；450；ad。
25．三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料，回答下列问题：
(1)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g) △H1 = +48 kJ/mol
4SiHCl3(g) = SiH4(g) + 3SiCl4(g) △H3 = +114 kJ/mol
则反应3SiH2Cl2(g) = SiH4(g) + 2SiHCl3(g)的△H=______________kJ/mol。
(2)对于反应2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)，采用合适的催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①323 K时反应的平衡转化率ɑ =______%。比较a、b处反应速率大小：υa_____υb(填“>”、“<”、“=”)
②在343 K下：要提高SiHCl3平衡转化率，可采取的措施是_______，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_______。(两问均从下列选项中选择合适的选项填空)
A、增大反应物浓度
B、增大压强
C、及时将产物从体系分离
D、使用更高效的催化剂
③某温度(T K)下，该反应可使SiHCl3的平衡转化率达到30%，则该温度下的平衡常数KT K___K343 K(填“>”、“<”、“=”)，已知反应速率υ=υ正-υ逆=k正x2(SiHCl3)-k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算在该温度下当转化率为20%的时刻，υ正/υ逆=_____________(保留1位小数)。
【答案】-30 21 > C ABD > 2.9
【解析】 (1)应用盖斯定律，欲求反应与已知反应的关系为：所求＝后式－前式×3，则△H＝△H2－△H1×3＝－30 kJ/mol。
(2)①温度323 K较低，化学反应较慢，到达平衡时间较长，应是b点所在曲线，SiHCl3的平衡转化率ɑ =21%。类似地，温度343 K是a点所在曲线。a、b两点反应物转化率相等，即反应物浓度相同，因a点温度高于b点，使反应速率υa>υb。
②A、增大反应物浓度，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；因反应中气体分子数不变，增大反应物浓度相当于加压，SiHCl3平衡转化率不变。
B、增大压强，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；但平衡不移动，SiHCl3平衡转化率不变。
C、及时将产物从体系分离，不影响正反应速率，但平衡右移使SiHCl3平衡转化率增大。
D、更高效的催化剂，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；但催化剂不能使平衡移动，不能改变SiHCl3平衡转化率。
综上，要提高SiHCl3平衡转化率，可采取的措施是C；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有ABD。
③第一空：图中343 K时SiHCl3的平衡转化率为22%，已知温度(T K)时SiHCl3的平衡转化率30%。即从343 K到T K，平衡右移，平衡常数KT K>K343 K。
第二空： T K时， 2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
假设起始时/mol： 1 0 0
转化20%时/mol： 0.8 0.1 0.1
转化30%时(平衡)/mol：0.7 0.15 0.15
化学平衡时υ正＝υ逆，则k正x2(SiHCl3)＝k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，求得k正/k逆＝x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)/x2(SiHCl3)＝0.152/0.72＝0.046。该温度下当SiHCl3的转化率为20%时，υ正＝k正x2(SiHCl3)，υ逆=k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，则υ正/υ逆=(k正/k逆)×{x2(SiHCl3)/[x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)]}＝0.046×0.82/0.12＝2.9 。
专题27 化学平衡图像专练
1．已知反应：CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数()与温度(T)、的关系，图乙表示反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是
A．图甲中
B．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将不变
C．温度T1、， Cl2的转化率约为33.3%
D．图乙中，线A表示正反应的平衡常数
【答案】C
【解析】A.ω增大，CH2=CHCH3的转化率增大，则φ减小，由上述分析可知：ω2＞ω1，则ω1＜1，故A错误；B.该反应在反应前后气体分子数不变，根据图甲升高温度丙烯的体积分数增大，即升高温度平衡逆向移动，正反应放热，在恒容绝热装置中进行题述反应，体系内温度升高，根据PV=nRT，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，故B错误；C.由图乙可知，T1时平衡常数为1，设起始时CH2=CHCH3和Cl2的物质的量分别为amol和2amol，达到平衡时转化的Cl2的物质的量为xmol，根据三段式进行计算：
CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
起始（mol） a 2a 0 0
转化（mol） x x x x
平衡（mol） a-x 2a-x x x
则（）2÷（×）=1，解得x=2/3a，则Cl2的转化率2/3a÷2a×100%=33.3%，
故C正确；
D.由图甲可知，ω一定时，温度升高，φ增大，说明正反应是放热反应，故温度升高，正反应平衡常数减小，故图乙中，线A表示逆反应的平衡常数，故D错误。
2．如图所示的各图中，表示2A（g）+B（g）⇌2C（g）（△H＜0）这个可逆反应的正确图象为（注：Φ（C）表示C的质量分数，P表示气体压强，C表示浓度）（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A.该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，C的质量分数减小，故A正确；B.根据反应前后的化学计量数的大小可以看出，增大压强平衡向正反应方向移动，正逆反应速率都增大，且V正＞V逆，故B错误；C.催化剂同等程度地改变正逆反应速率，平衡不发生移动，故C错误；D.该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，根据反应前后的化学计量数的大小可以看出，增大压强平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，本题温度的曲线不正确，故D错误。
3．将一定量的X加入某密闭容器中，发生反应：2X(g) 3Y(g)+Z(g)，混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示：下列推断正确的是( )。
A．升高温度，该反应平衡常数K减小
B．压强大小有P3＞P2＞P1
C．平衡后加入高效催化剂使平均摩尔质量增大
D．在该条件下M点X平衡转化率为9/11
【答案】D
【解析】A．根据图象知，升高温度，X转化率降低，说明反应向正方向移动，平衡常数增大，故A错误；
B．可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，X转化率增大，所以，压强大小关系有：P3＜P2＜P1，故B错误；C．催化剂不会使平衡发生移动，气体相对分子质量Mr不变，故C错误；
D．M点对应的平衡体系中，X的物质的量分数为0.1，则：
2X(g)3Y(g)+Z(g)
起始物质的量(mol) 1 0 0
变化物质的量(mol) 2x 3x x
平衡物质的量(mol)1-2x 3x x
=0.1=0.1，x=，X转化率为==，故D正确；
故答案为D。
4．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是
A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低
【答案】B
【解析】A项、增大氧气的浓度，平衡破坏的瞬间逆反应速率应不变，图中条件变化应为增大压强，故A错误；B项、图Ⅱ中正、逆反应速率同等程度的增大，化学平衡不移动，应为催化剂对反应速率的影响，故B正确；C项、催化剂能同等程度改变正逆反应速率，但平衡不移动，图中条件变化应为温度对平衡的影响，故C错误；D项、图像Ⅲ中乙首先到达平衡状态，则乙的温度高于甲中的温度，故D错误。
5．生产硫酸的主要反应：2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) △H =-197 kJ /mol。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是
A．X代表压强
B．推断L2>L1
C．A、B两点对应的平衡常数相同
D．当SO2(g)和SO3(g)生成速率相等时，则反应达到平衡
【答案】D
【解析】A.该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，但物质X的平衡转化率减小，所以X不能表示压强，只表示温度，A错误；B.L1、L2应为压强，压强越大，物质的转化率越大，则L2＜L1，B错误；C.A、B点温度不同，平衡常数不同，C错误；D.当SO2(g)和SO3(g)生成速率相等时，正逆反应速率相等，为平衡状态，D正确。
6．一定条件下，在密闭容器中充入CO2与H2进行反应：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH。采用催化剂甲和催化剂乙分别发生上述反应，测得反应进行相同时间时CO2的转化率α(CO2)随反应温度T的变化曲线如下图所示(忽略温度对催化剂活性的影响)：
下列叙述正确的是
A．该可逆反应的ΔH>0
B．催化剂甲作用下反应的活化能比催化剂乙作用下反应的活化能大
C．500K下达到平衡时，反应在催化剂甲作用下的转化率比在催化剂乙作用下的转化率高
D．d、e两点反应已经达到平衡
【答案】D
【解析】A．根据上述分析，该可逆反应为放热反应，ΔH＜0，故A错误；B．在建立平衡之前，相同温度条件下，催化剂甲反应速率大于催化剂乙，说明催化剂甲作用下反应的活化能比催化剂乙作用下反应的活化能小，故B错误；C．催化剂不能使平衡发生移动，因此 500K下达到平衡时，反应在催化剂甲作用下的转化率与在催化剂乙作用下的转化率相等，故C错误；D．根据上述分析，d、e两点反应都已经达到平衡，故D正确。
7．已知：2X(g)+Y(g)2Z(g)，反应中ω（Z的物质的量分数）随温度T的变化如下图所示。下列判断正确的是（ ）
A．T1时，v正＞v逆
B．正反应的ΔH＜0
C．a、b两点的反应速率v(a)=v(b)
D．当温度低于T1时，ω增大的原因是平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】当可逆反应达到化学平衡状态时，产物Z的生成率最大，物质的量分数最大，所以在T1时刻，化学反应达到了平衡状态。A. T1时，化学反应达到了平衡状态，v正=v逆，A项错误；B. 当温度高于T1时，Z的物质的量分数逐渐减小，所以化学平衡逆向移动，即逆反应方向是吸热的，所以正反应是一个放热反应，即△H<0，B项正确；C. 温度越高，化学反应速率越大，b点温度高于a点，所以b的速率高于a点的速率，即v(a)< v(b)，故C错误；D. 0−T1阶段是化学平衡的建立过程，反应开始向右不断进行，生成的Z的量越来越大，所以ω增大，D项错误。
8．为探究外界条件对可逆反应：2NO2(g) 2NO(g) +O2(g) ΔH＝- 1162kJ·mol－1的影响，若保持气体的总质量不变，在温度为T1、T2时，通过实验得到平衡体系中 NO体积分数随压强的变化曲线，实验结果如图所示。下列说法正确的是( )：
A．a、c两点混合气体的平均相对分子质量：Ma>Mc
B．b、c两点的平衡常数：Kb=Kc
C．从状态a到状态c，NO2气体的转化率减小
D．状态a通过升高温度可变成状态b，a、b两点气体颜色：a深、b浅
【答案】C
【解析】A．平均相对分子质量，m总不变。a、c两点所处的环境温度相同，压强不同，P2>P1。从a到c，增大压强，平衡向着气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，n总减小。根据公式平，m总不变，n总减小，可得平均相对分子质量变大，有Ma
A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B．T2下，在0--t1时间内，v(Y)=
C．M点的正反应速率小于N点的逆反应速率
D．M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率增大
【答案】D
【解析】由图可知，温度为T1先到达平衡，所以T1>T2，温度越高，平衡时X的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应；
A.进行到M点X的转化率较低，由于正向是放热反应，所以反应进行到M点放出的热量少，A错误；
B.T2下，在0～t1时间内，X的浓度变化为：c(X)=(a-b)mol/L，则Y的浓度变化为c(Y)=c(X)=mol/L，v(Y)=mol/(L·min)，B错误；C.根据图象可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态；温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1>T2；M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C错误；D.M点时再加入一定量X，达到的新平衡与原平衡比较，压强增大，增大压强平衡正移，则X的转化率增大，所以M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率增大，D正确。
10．一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时(CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的焓变△H<0
B．图中Z的大小为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中>3
D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小
【答案】C
【解析】A、由图可知，温度越高，φ (CH4)的体积分数越小，则升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的焓变△H>0，故A错误；B、起始=Z，Z越大，即H2O促进CH4转化的程度越大，φ (CH4)的体积分数越小，则图中Z的大小为b>3>a，故B错误；C、起始=Z，转化时CH4(g)、H2O(g)以等物质的量转化，则X点对应的平衡混合物中>3，故C正确；D、该反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)增大，故D错误。
11．焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g)。一定压强下，向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应，测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度变化的关系如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的∆H>0 B．C点时达到平衡状态
C．增加C的量能够增大SO2的转化率 D．T3时增大压强，能增大活化分子百分数
【答案】B
【解析】A.升高温度平衡向吸热方向移动，C点对应温度升高到D点对应温度，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比大于2∶1，说明SO2的生成速率大于其本身消耗速率，平衡逆向移动，即逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，△H＜0，故A错误；B.达到平衡状态时，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比为2∶1，根据图知，只有C点符合，故B正确；C.能够增大SO2平衡转化率说明平衡正向移动，但不能是增加C的物质的量，因为C为固体，故C错误；D. 增大压强，增大了单位体积内的活化分子数，但活化分子百分数不变，故D错误。
12．乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下（起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L）。
下列分析不正确的是
A．乙烯气相直接水合反应的∆H＜0
B．图中压强的大小关系为：p1＞p2＞p3
C．图中a点对应的平衡常数K ＝
D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b
【答案】B
【解析】A. 根据上述分析可知，乙烯气相直接水合反应为放热反应，即∆H＜0，A项正确；B. 由方程式C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1< p2< p3< p4，B项错误；C. 根据图示可知，起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L，则: C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)
开始(mol/L) 1 1 0
转化(mol/L) 0.2 0.2 0.2
平衡(mol/L) 0.8 0.8 0.2
所以K==，C项正确；
D. 增大压强，化学反应速率会加快，则反应达到平衡的时间会缩短，由上述分析可知，p2 < p3，因此达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b，D项正确。
13．一定温度下，将1molA(g)和1molB(g)充入2L密闭容器中发生反应：A(g)+B(g) xC(g)+D(s)△H<0，在 t1 时达平衡。在 t2 、t3 时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中 C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是
A．t2 时刻改变的条件是使用催化剂
B．t3时刻v(逆)可能小于t2 时刻v(逆)
C．t3时刻改变的条件一定是增大反应物的浓度
D．t1～t2、t2～t3平衡常数均为0.25
【答案】B
【解析】A.催化剂只能加快反应速率，对平衡无影响，不能影响C的物质的量浓度，由图可知，t2时刻C的浓度增大，但平衡不移动，因此改变的条件不是催化剂，故A错误；B.由图象可知，t3时刻后C的物质的量浓度增大，说明平衡正向移动，t3时刻v(逆)可能小于t2时刻v(逆)，故B正确；C.由图象可知，t3时刻后C的物质的量浓度增大，说明平衡正向移动，改变的条件可能是增大反应物的浓度、降低温度等，故C错误；D.根据图可知，在t2时刻，平衡不移动，但C的浓度变大，说明在在t2时刻改变的条件是缩小容器的体积，且该反应前后气体体积不变，所以可知x=2，反应方程式为：A（g）+B（g）2C（g）+D（s），t1～t3间温度相同，平衡常数相同，由图可知平衡时C的浓度为0.5mol/L，则：
A（g）+B（g）2C（g）+D（s）
起始浓度（mol/L）0.5 0.5 0
转化浓度（mol/L）0.25 0.25 0.5
平衡浓度（mol/L）0.25 0.25 0.5
所以平衡常数K＝＝4，故D错误。
14．恒容条件下，1 mol SiHCl3发生如下反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)。已知：v正＝v消耗(SiHCl3)＝k正x2(SiHCl3)，v逆＝2v消耗(SiH2Cl2)＝k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数(仅与温度有关)，x为物质的量分数。如图是不同温度下x(SiHCl3)随时间的变化。下列说法正确的是
A．该反应为放热反应，v正，a＜v逆，b
B．化学平衡状态时2v消耗(SiHCl3)＝v消耗(SiCl4)
C．当反应进行到a处时，v正/v逆=16/9
D．T2 K时平衡体系中再充入1 mol SiHCl3，平衡正向移动，x(SiH2Cl2)增大
【答案】C
【解析】A.因两曲线对应的状态只是温度不同，由图像知达到平衡所需时间T2K小于T1K，温度越高反应速率越快，所以温度T2>T1。又T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数比T1K平衡时小，说明升温平衡向正反应方向移动，由此推知该反应为吸热反应，选项A错误；B. 化学平衡状态时v消耗(SiHCl3)＝2v消耗(SiCl4)，选项B错误；C. 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)反应前后分子数不变，即反应开始至达平衡的过程中混合气体总物质的量始终为1mol，由图像知T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数为0.75，则此时SiH2Cl2和SiCl4的物质的量分数均为0.125，因为平衡时V正=V逆，V正=k正x2(SiHCl3)=0.752k正，V逆=k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.1252k逆，则0.752k正=0.1252k逆， =，因k正和k逆只与温度有关，反应进行到a点处时V正= k正x2(SiHCl3)=0.82k正，V逆= k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.12k逆。×=×=。选项C正确；D.恒容条件下再充入1molSiHCl3，相当于增大压强，而2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，x(SiH2Cl2)不变，选项D错误。
15．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律（图中T表示温度，n表示物质的量），根据如图可得出的判断结论正确的是
A．a、b、c三个状态只有b是平衡状态
B．达到平衡时A2的转化率大小为：b＞a＞c
C．若T2
【答案】D
【解析】A.图像揭示了T2温度下可逆反应A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)，改变B的初始物质的量，分别达到平衡状态时生成物AB3的体积分数的变化曲线，所以曲线上的点对应的状态都是平衡状态。A项错误；B.由图像可知a→b→c过程中B2的初始物质的量逐渐增大，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，因A2的初始量不变，所以A2的转化率逐渐增大，即a
A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加
B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加
C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加
D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数减小
【答案】B
【解析】A.催化剂同程度影响化学反应速率，对平衡移动无影响，同温同压同Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数不变，故A错误；B.对比（1）（2）两个图象，温度升高，M的体积分数减小，说明正反应为吸热反应，同压同ｚ时，升高温度，平衡向正反应方向移动，则平衡时Q的体积分数增加，故B正确；C.同温同ｚ时，增加压强，M的体积分数增大，说明a+b＜c+d，平衡向逆反应方向移动，则Q的体积分数减小，故C错误；D.由图中信息可知，同温同压时，增加ｚ，平衡时M的体积分数减小，则N的体积分数增大，但是ca(M)•cb(N)不一定发生改变，由于平衡常数保持不变，故Q的体积分数不一定减小，故D错误。
17．向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是
A．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 B．反应在c点达到平衡状态
C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．反应物浓度：a点小于b
【答案】A
【解析】A、随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，则SO2的转化率将逐渐增大，选项A正确；B、化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，选项B错误；C、从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，选项C错误；D、a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，选项D错误。
18．在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的正反应为放热反应
B．压强大小关系：p1
D．在p2及512 K时，图中N点v(正)
【解析】A. 由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，A项正确；B. 由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以p1>p2>p3，B项错误；
C. 由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol) 1 2.75 0 0
转化量(mol) 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡量(mol) 0.75 2 0.25 0.25
又体积为1.0L，所以K= = 1.04×10−2，C项正确；
D. 由图可知，在p2及512 K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v(正)>v(逆)，D项错误。
19．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是
A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0
B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000
【答案】BD
【解析】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；B.根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C.Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D.设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=>=2000，故D正确。
20．氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为
N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g) △H。
（1）已知每破坏1mol有关化学键需要的能量如下表：
H-H
N-H
N-N
NN
435.9KJ
390.8KJ
192.8KJ
945.8KJ
则△H=_____________。
（2）在恒温、恒压容器中，氨体积比1：3加入N2和H2进行合成氨反应，达到平衡后，再向容器中充入适量氨气，达到新平衡时，c(H2)将_________（填“增大”“减小”或“不变”）
（3）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数（φ）如图所示。
①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是________，其原因是__________。
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA(N2)______ vB(N2)（填“>”“<”或“=”）
③若在250℃、p1条件下，反应达到平衡时容器的体积为1L，则该条件下合成氨的平衡常数K=___（保留一位小数）。
（4）H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应：H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，能说明该反应达到平衡状态的是_____（填序号）。
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的总物质的量不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤NH3的体积分数不变
【答案】-91.3KJ/mol 不变 p1>p2>p3 温度相同时，加压平衡正向移动，故压强越大平衡混合物中氨的体积分数越大 < 5925.9L2/mol2 ①②③
【解析】（1）反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则该反应的反应热△H=945.8kJ/mol＋3×435.9kJ/mol－2×3×390.8kJ/mol＝-91.3kJ/mol；
（2）在恒温、恒压容器中，氨体积比1：3加入N2和H2进行合成氨反应，达到平衡后，再向容器中充入适量氨气，由于只有一种生成物，所以平衡等效，则达到新平衡时，c(H2)不变。
（3）①合成氨反应是体积减小的，增大压强平衡向正反应方向进行，氨气的含量增加，所以根据图像可知p1、p2和p3由大到小的顺序是p1>p2>p3。
②根据图像可知A点温度和压强均小于B点，温度越高，压强越大，反应速率越大，所以反应速率vA(N2)
N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)
起始量（mol） 0.1 0.3 0
转化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 0.1-x 0.3-3x 2x
所以
解得x＝0.08
因此该条件下合成氨的平衡常数K=5925.9L2/mol2。
（4）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。①正反应是体积减小的，则混合气体的压强不变说明达到平衡状态；②密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但气体的质量是变化的，则混合气体的密度不变说明达到平衡状态；③正反应是体积减小的，混合气体的总物质的量不变说明达到平衡状态；④混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，由于气体只有氨气和二氧化碳，且二者的体积比始终是2：1，所以混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能说明达到平衡状态；⑤由于气体只有氨气和二氧化碳，且二者的体积比始终是2：1，所以NH3的体积分数始终不变，不能说明达到平衡状态。答案选①②③。
21．近日IPCC发布了由来自40个国家的91位科学家编写的《全球升温1.5℃特别报告》，温室效应引发的环境问题日益严重，物种灭绝，洪灾、旱灾、粮食欠收等自然灾害发生频率不断增加，CO2的减排和综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。
(1)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
① 从3 min到9 min，v(H2)＝_____mol·L－1·min－1。
② 该反应的平衡常数为_______。
③ 下列说法正确的的是____(填字母)。
A．混合气体的密度不随时间的变化而变化，则说明上述反应达到平衡状态
B．平衡时CO2的转化率为75%
C．平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是30%
D．该条件下，第9 min时v逆(CH3OH)大于第3 min时v正(CH3OH)。
(2)工业中，CO2和H2在催化剂Cu/ZnO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)
反应B：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。
① 由图可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是________。
② 由图可知获取CH3OH最适宜的温度是________。下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有___________(填字母)。
A．使用催化剂 B．增大体系压强
C．增大CO2和H2的初始投料比 D．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度
(3)250 ℃下CH3OH物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出280 ℃下0～t2时刻CH3OH物质的量随时间的变化曲线示意图__________。
【答案】0.125 5.3 B C 反应B是吸热反应 250℃ B D
【解析】 (1)①3min到9min，CO2浓度变化为0.5mol/L-0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反应速率==mol/(L•min)，υ(H2)=3×υ(CO2)=0.125mol/(L•min)，故答案为：0.125；
② CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L) 1 3 0 0
转化(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75
该反应的平衡常数K= ≈5.3，故答案为：5.3；
③A．该反应前后都是气体，气体总质量始终不变，容器容积不变，则密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故A错误；B．平衡时CO2的转化率=×100%=75%，故B正确；C．平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数=×100%=30%，故C正确；D．从反应开始到平衡过程中正反应速率逐渐减小，直至达到平衡状态，则第9min时达到平衡状态υ逆(CH3OH)=υ正（CH3OH），则9min时υ逆（CH3OH）一定小于第3min时υ正(CH3OH)，故D错误；故答案为：BC；
(2)①由图示可知，温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是反应B正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产率升高，故答案为：反应B正反应是吸热反应；
②据图示可知，250℃甲醇产率最高，故获取CH3OH最适宜的温度是250℃；A．使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，故A错误；B．增大体系压强，平衡向正方向移动，提高CO2转化率，故B正确；C．增大CO2和H2的初始投料比，可增大氢气的转化率，二氧化碳的转化率减小，故C错误；D．投料比不变，增加反应物的浓度，相当于增大压强，平衡正向移动，可增大转化率，故D正确；故答案为：250℃；BD；
(3)温度升高，反应速率加快，则反应达到平衡的时间小于t1；280℃时甲醇的产率小于250℃时，所以达到平衡后，体系中甲醇的量变小，据此画出280℃下0～t2时刻CH3OH物质的量随时间的变化曲线：，故答案为：。
22．十九大报告指出：“坚持全民共治、源头防治，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战！”以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
Ⅰ．汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生如下反应：
反应①2NO(g)+ 2CO(g) ⇌ N2(g) + 2CO2(g) ΔH1。
(1)已知：反应②N2(g)+O2(g) ⇌ 2NO(g) ΔH2= +180.5 kJ·mol-1，CO的燃烧热为283.0 kJ·mol-1，则ΔH1=____。
(2)在密闭容器中充入5molCO和4molNO，发生上述反应①，图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
①温度：T1____T2(填“＜”或“＞”) 。
②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的____点。
(3)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图2所示。若低于200℃，图2中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为______；a点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率，说明其理由______。
II．N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：
第一步I2(g) ⇌ 2I(g) (快反应)
第二步I(g)+N2O(g) → N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g) → N2(g)+O2(g)+I2(g) (快反应)
实验表明，含碘时N2O分解速率方程v = k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是____。
A．I2浓度与N2O分解速无关 B．第二步对总反应速率起决定作用
C．第二步活化能比第三步小 D．IO为反应的中间产物
【答案】-746.5kJ/mol ＞ A 温度较低时，催化剂的活性偏低 不是 该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高 BD
【解析】 (1)CO燃烧热的△H1=-283.0kJ•mol-l，热化学方程式为：①CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJ•mol-l，②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H2=+180.5kJ•mol-1，根据盖斯定律，将①×2-②得：2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/mol，故答案为：-746.5kJ/mol；
(2)①根据反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1，升高温度，平衡逆向移动，所以NO的体积分数会增大，即T1＞T2，故答案为：＞；
②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，则平衡会逆向移动，NO的体积分数增加，重新达到的平衡状态可能是图中A点，故答案为：A。
(3)根据图像可知，温度较低时，催化剂的活性偏低，因此温度低于200℃，曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大；a点不是对应温度下的平衡脱氮率，因为该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高，故答案为：温度较低时，催化剂的活性偏低；不是；该反应为放热反应，根据线II可知，a点对温度的平衡脱氮率应该更高；
(4)A．N2O分解反应中，实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•[c(I2)]0.5(k为速率常数)，和碘蒸气有关，故A错误；B．第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)，在整个反应过程中起到决定性作用，故B正确；C．第二步反应慢说明活化能比第三步大，故C错误；D．第一步I2(g)⇌2I(g)(快反应)，第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)，第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+H(g)(快反应)，过程中IO为反应的中间产物，故D正确；故答案为：BD。
23．(1)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益、减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl~T曲线如图，则总反应的ΔH__0(填“>”、“=”或“<”)；A、B两点的反应速率中较大的是__。
②下列措施有利于提高αHCl的有____(填字母)。
A.增大n(HCl) B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂 D．移去H2O
(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： +H2(g)，工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应温度600 ℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图。
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实：_________。
②控制反应温度为600 ℃的理由是_______。
【答案】< B BD 正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积增大，平衡向正反应方向移动 600 ℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，乙苯的转化率较低，温度过高，苯乙烯的选择性下降，高温下催化剂可能失去活性，且消耗能量较大
【解析】（1）①由图可知，温度越高，平衡时HCl的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即△H<0；升高温度化学反应速率增大，则A、B两点的反应速率中较大的是B，故答案为：<；B；
②A．增大n（HCl），HCl浓度增大，平衡右移，但HCl的转化率降低，A项错误；
B．增大n（O2），氧气浓度增大，平衡右移，HCl的转化率提高，B项正确；
C．使用更好的催化剂，加快反应速率，缩短到达平衡的时间，不影响平衡移动，HCl的转化率不变，C项错误；
D．移去生成物H2O，有利于平衡右移，HCl的转化率增大，D项正确，
故选：BD；
(2) ①正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率；
②600 ℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，乙苯的转化率较低，温度过高，苯乙烯的选择性下降，高温下催化剂可能失去活性，且消耗能量较大。
故选择600℃左右。
24．甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) △H1；
②CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=－58kJ/mol；
③CO2 (g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H==+41k J/ mol。
回答下列问题：
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下表：
化学键
H—H
C－O
C≡O
H－O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
343
1076
465
x
则x=___________。
(2)合成气组成n(H2)/n(CO+ CO2)=2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图甲所示。α(CO)值随温度升高而___________(填“增大”或“减小”)，其原因是_____；图中的压强由大到小为___________，其判断理由是_____________。
(3)若将1mol CO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K1___________KⅡ(填“＞”“=”或“＜”)。
②一定温度下，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。
a.容器中压强不变 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2个C=0断裂的同时有6个H－H断裂
③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为____，该温度下的平衡常数为___________；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是___________。(填序号)。
a.缩小反应容器的容积 b.使用合适的催化剂
c.充入He d.按原比例再充入CO2和H2
【答案】413 减小 反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动 ①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高 > ac 0.06mol/（L·min） 450 ad
【解析】 (1) 根据盖斯定律：②-③=①可得①，故△H1=△H2-△H3=-58kJ．mol-1-（+41kJ．mol-1）=-99kJ．mol-1，由反应热=反应物总键能-生成物总键能可得-99kJ．mol-1=（1076kJ．mol-1+2×436kJ．mol-1）-（3×x+343+465）kJ．mol-1，解得x=413 kJ．mol-1，故答案为：413；
（2）由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小；相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO的转化率升高，故压强P3>P2>P1，故答案为：反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；P3>P2>P1；①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高；
(3)①根据题给图象分析可知，T2先达到平衡，则T2>T1，由温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>KⅡ，故答案为：>；
②a. 反应②为气体体积减小的反应，容器中压强不变说明该反应达到化学平衡状态，故正确；
b.甲醇和水蒸气均为生成物，无论反应是否达到平衡，甲醇和水蒸气的体积比均保持不变，故错误；
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)说明正反应速率等于逆反应速率，说明该反应达到化学平衡状态，故正确；
d.2个C=0断裂代表正反应速率，6个H－H断裂也代表正反应速率，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能说明该反应达到化学平衡状态，故错误；
故选ac，故答案为：ac；
③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，由此建立如下三段式：
CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g)
起（mol/L） 0.5 1 0 0
变（mol/L） 0.3 0.9 0.3 0.3
平（mol/L） 0.2 0.1 0.3 0.3
则用CO2表示的平均反应速率为0.3 mol/L/5min=0.06mol/（L·min）,反应的化学平衡常数K=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2)= 0.3 mol/L×0.3 mol/L/(0.2mol/L)×(0.1mol/L)3=450；缩小反应容器的容积，增大压强，平衡右移，甲醇产率增大；使用合适的催化剂，平衡不移动，甲醇产率不变；恒容充入He，各物质浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变；按原比例再充入CO2和H2，相当于增大压强增大压强，平衡右移，甲醇产率增大，故选ad，故答案为：0.06mol/（L·min）；450；ad。
25．三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料，回答下列问题：
(1)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g) △H1 = +48 kJ/mol
4SiHCl3(g) = SiH4(g) + 3SiCl4(g) △H3 = +114 kJ/mol
则反应3SiH2Cl2(g) = SiH4(g) + 2SiHCl3(g)的△H=______________kJ/mol。
(2)对于反应2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)，采用合适的催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①323 K时反应的平衡转化率ɑ =______%。比较a、b处反应速率大小：υa_____υb(填“>”、“<”、“=”)
②在343 K下：要提高SiHCl3平衡转化率，可采取的措施是_______，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_______。(两问均从下列选项中选择合适的选项填空)
A、增大反应物浓度
B、增大压强
C、及时将产物从体系分离
D、使用更高效的催化剂
③某温度(T K)下，该反应可使SiHCl3的平衡转化率达到30%，则该温度下的平衡常数KT K___K343 K(填“>”、“<”、“=”)，已知反应速率υ=υ正-υ逆=k正x2(SiHCl3)-k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算在该温度下当转化率为20%的时刻，υ正/υ逆=_____________(保留1位小数)。
【答案】-30 21 > C ABD > 2.9
【解析】 (1)应用盖斯定律，欲求反应与已知反应的关系为：所求＝后式－前式×3，则△H＝△H2－△H1×3＝－30 kJ/mol。
(2)①温度323 K较低，化学反应较慢，到达平衡时间较长，应是b点所在曲线，SiHCl3的平衡转化率ɑ =21%。类似地，温度343 K是a点所在曲线。a、b两点反应物转化率相等，即反应物浓度相同，因a点温度高于b点，使反应速率υa>υb。
②A、增大反应物浓度，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；因反应中气体分子数不变，增大反应物浓度相当于加压，SiHCl3平衡转化率不变。
B、增大压强，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；但平衡不移动，SiHCl3平衡转化率不变。
C、及时将产物从体系分离，不影响正反应速率，但平衡右移使SiHCl3平衡转化率增大。
D、更高效的催化剂，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；但催化剂不能使平衡移动，不能改变SiHCl3平衡转化率。
综上，要提高SiHCl3平衡转化率，可采取的措施是C；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有ABD。
③第一空：图中343 K时SiHCl3的平衡转化率为22%，已知温度(T K)时SiHCl3的平衡转化率30%。即从343 K到T K，平衡右移，平衡常数KT K>K343 K。
第二空： T K时， 2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
假设起始时/mol： 1 0 0
转化20%时/mol： 0.8 0.1 0.1
转化30%时(平衡)/mol：0.7 0.15 0.15
化学平衡时υ正＝υ逆，则k正x2(SiHCl3)＝k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，求得k正/k逆＝x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)/x2(SiHCl3)＝0.152/0.72＝0.046。该温度下当SiHCl3的转化率为20%时，υ正＝k正x2(SiHCl3)，υ逆=k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，则υ正/υ逆=(k正/k逆)×{x2(SiHCl3)/[x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)]}＝0.046×0.82/0.12＝2.9 。
相关试卷
高考化学一轮复习一遍过专题28化学平衡常数反应方向性（含解析）： 这是一份高考化学一轮复习一遍过专题28化学平衡常数反应方向性（含解析），共30页。试卷主要包含了CH4与CO2催化重整反应为，I2在KI溶液中存在下列平衡，工业制氢气的一个重要反应是，钨在高温下可缓慢升华，一定条件下存在反应，高炉炼铁过程中发生反应等内容，欢迎下载使用。
高考化学一轮复习一遍过专题26化学平衡（含解析）： 这是一份高考化学一轮复习一遍过专题26化学平衡（含解析），共18页。
(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题35同分异构体专练(含解析)： 这是一份(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题35同分异构体专练(含解析)，共13页。试卷主要包含了下列说法不正确的是，某有机物，关于CCl2F2的叙述正确的是等内容，欢迎下载使用。
