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专题23 化学平衡的移动和化学反应进行的方向 常考点归纳与变式演练 作业 高中化学 一轮复习 人教版（2022年）
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这是一份专题23 化学平衡的移动和化学反应进行的方向 常考点归纳与变式演练 作业 高中化学 一轮复习 人教版（2022年），共17页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是
A．1 ml平衡混合气体中含1 ml N原子
B．断裂2 ml NO2中的共价键所需能量小于断裂1 ml N2O4中的共价键所需能量
C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的
D．恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅
【答案】B
【解析】A．1mlNO2含有1mlN原子，1mlN2O4含有2mlN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体，1 ml平衡混合气体中所含原子大于1 ml N，A项错误；B．反应2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应，故完全断开2mlNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1mlN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确；C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C项错误；D．放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D项错误；答案选B。
2．T℃，某密闭容器中发生：，达到平衡后，下列说法正确的是
A．该反应的化学平衡常数表达式为
B．加入CaO后，c(CO2)将减小
C．升高温度，该反应平衡将向正反应方向移动
D．将密闭容器体积缩小为原来一半，再次平衡后，CO2的浓度增大为原来2倍
【答案】C
【解析】A．固体物质的浓度不变，该反应的化学平衡常数应该为K=c(CO2)，A错误；B．CaO是固体，浓度不变，加入CaO后，化学平衡不移动，因此c(CO2)不变，B错误；C．该反应的正反应是吸热反应，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡将向吸热的正反应方向移动，C正确；D．将密闭容器体积缩小为原来一半，导致压强增大，化学平衡逆向移动，但由于化学平衡常数不变，则CO2的浓度不变，D错误；故合理选项是C。
3．下列有关化学反应速率的说法中，错误的是
A．使用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，反应速率增大
B．100mL2ml/L的盐酸与锌反应时，加入少量的硫酸钠晶体，生成氢气的速率不变
C．密闭容器中反应：N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)，当温度、压强不变，充入惰性气体，反应速率减慢
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，只要使用合理的催化剂及载体，就可完全清除NO和CO而消除污染
【答案】D
【解析】A．使用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，增大有效碰撞的几率，使反应速率增大，A正确；B．加入少量硫酸钠晶体，溶液中氢离子浓度不变，反应速率不变，B正确；C．当温度、压强不变，充入惰性气体，容器的体积增大，参加反应的物质的浓度减小，则反应速率减慢，C正确；D．因为该反应为可逆反应，因此不可能完全进行到底，无法完全生成N2和CO2，D错误；故选D。
4．已知2 A(g)＋B(g)⇌2C(g) △H < 0，向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2 ml A(g)和1 ml B(g)；(乙)1 ml A(g)和0.5 ml B(g)；(丙)2 ml C。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是
A．容器内压强p：p甲=p丙>2p乙
B．C的质量m：m甲=m丙>2m乙
C．c(A)与c(B)之比k：k甲=k丙>k乙
D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲=Q丙>2Q乙
【答案】B
【解析】A．甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故压强p甲=p丙，甲等效为在乙的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，故p甲＜2p乙，故p甲=p丙＜2p乙，故A错误；B．甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故C的质量m甲=m丙，甲等效为在乙到达平衡的基础上，再加入1 ml A和0.5 ml B，增大压强，平衡向正反应移动，A转化率增大，m甲＞2m乙，故m甲=m丙＞2m乙，故B正确；C．对于甲、乙，A、B起始物质的量之比等于化学计量数之比，c(A)与c(B)之比为定值2：1，丙为分解反应，丙中c(A)与c(B)之比为2：1，故k甲=k丙=k乙=2，故C错误；D．因为甲和丙是在不同的方向建立起的等效平衡，若转化率均为50%时，反应热的数值应相等，但该反应的转化率不一定是50%，所以Q甲和Q丙不一定相等，故D错误；故选B。
5．在一定条件下，H2S能发生分解反应：2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)，利用该反应可制备氢气和硫黄。在2L恒容密闭容器中充入0.1mlH2S，不同温度下H2S的转化率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的正反应为放热反应
B．温度升高，混合气体的平均摩尔质量增大
C．950℃时，1.25s内，反应的平均速率v(H2)=0.008ml·L-1·s-1
D．根据P点坐标可求出950℃时反应的平衡常数为3.125×10-4
【答案】C
【解析】A．由题图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，A项错误；B．升高温度，平衡正向移动，混合气体的总物质的量增大，由于气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量减小，B项错误；C．950 ℃时，1.25 s内α(H2S)=20%，则有v(H2S)==0.008 ml·L-1·s-1，那么v(H2)=v(H2S)=0.008 ml·L-1·s-1，C项正确；D．由题图可知，P点后α(H2S)逐渐增大，说明P点未达到平衡状态，此时c(H2S)= =0.04ml·L-1，c(H2)=0.008 ml·L-1·s-1×1.25 s=0.01 ml·L-1，c(S2)=c(H2)=0.005 ml·L-1，浓度商Qc= =3.125×10-4，故950 ℃时反应的平衡常数大于3.125×10-4，D项错误；答案选C。
6．T°C时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mlPCl5，反应PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法正确的是
A．反应在前50s内的平均速率为v（PCl3）=0.0032ml·L-1·s-1
B．反应350s时，反应放出的Cl2的体积为4.48L
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0mlPCl5、0.20mlPCl3和0.20mlCl2达到平衡前v正D．平衡时，再充入1.0mlPCl5（g），达到新平衡时PCl5的体积分数大于原平衡PCl5的体积分数
【答案】D
【解析】A．由题给数据可知，反应在前50s内的平均速率为v（PCl3）=0.0016ml·L-1·s-1，故A错误；B．由题给数据知，反应350s时，反应已达到平衡，缺标准状况，无法计算生成0.20ml三氯化磷时，生成氯气的体积，故B错误；C．由题给数据知，反应250s时，反应已达到平衡，由方程式可知，平衡时五氯化磷、三氯化磷和氯气的物质的量分别为1.0ml—0.20ml=0.80ml、0.20ml、0.20ml，反应的平衡常数为K==0.025，相同温度下，起始时向容器中充入1.0mlPCl5、0.20mlPCl3和0.20mlCl2时，浓度熵Qc==0.02＜K，则反应向正反应方向移动，反应速率v正＞v逆，故C错误；D．该反应为气体体积增大的反应，若平衡时，恒容密闭容器中再充入1.0mlPCl5（g），相当于增大压强，增大压强，平衡向逆反应方向移动，五氯化磷的体积分数增大，故D正确；故选D。
7．已知。在温度和容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容测得反应达到平衡时有关的数据如下：
下列说法正确的是
A．B．且 C．D．
【答案】D
【解析】A．甲中投入1ml N2、3ml H2相当于乙中投入2mlNH3，丙投入4mlNH3，如果丙的体积是甲的2倍，则甲、丙等效平衡，其平衡浓度相等，然后将丙容器体积缩小与甲相等时，相当于增大丙的压强，如果平衡不移动，则2c1=c3，实际上平衡向正反应方向移动，所以2c1＜c3，故A错误；B．甲中投入1ml N2、3ml H2相当于乙中投入2mlNH3，甲、乙是等效平衡，则甲放出的热量与乙放出的热量之和为92.4，但由于氨气的转化率不一定是50%，故a不一定等于b，故B错误；C．丙投料是乙的2倍，如果丙的体积是乙的2倍，则乙、丙等效平衡，其压强相等，然后将丙容器体积缩小与乙相等时，相当于增大丙的压强，如果平衡不移动，则，实际上平衡向正反应方向移动，所以，故C错误；D．甲中投入1ml N2、3ml H2相当于乙中投入2mlNH3，丙投入4mlNH3，如果丙的体积是甲的2倍，则甲、丙等效平衡，其平衡浓度相等，转化率α1+α3=1，然后将丙容器体积缩小与甲相等时，相当于增大丙的压强，导致平衡向正反应方向移动，抑制氨气转化，所以a1+a3＜1，故D正确；选D。
8．在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)⇌zC(g)，图Ⅰ表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示200 ℃和100 ℃下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是
A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.02 ml·L－1·min－1
B．图Ⅱ可知反应xA(g)＋yB(g)⇌zC(g)的 ΔH<0，且a＝2
C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v正＞v逆
D．200 ℃时，向容器中充入2 ml A和1 ml B，达到平衡时，A的体积分数大于0.5
【答案】A
【解析】A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)= ，A项正确；B．根据分析可知，该反应为吸热反应，B项错误；C．恒容容器，向体系中充入He，平衡不移动，C项错误；D．向容器中再充入2 ml A和1 ml B，新平衡等效于原平衡正移，所以A的体积分数小于0.5，D项错误；故答案为A。
9．某科研小组研究臭氧氧化-碱吸收法脱除NO工艺，相关反应如下：
①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH=-200.9 kJ·ml-1
②2O3(g)=3O2(g) ΔH=-288.8kJ·ml-1
③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=akJ·ml-1
已知反应①正=k正c(NO)·c(O3)，逆=k逆c(NO2)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。其它条件不变，每次向反应器中充入0.5mlNO和1.0mlO3，在不同温度下反应。测得相同时间内，体系中NO的体积分数［φ(NO)]随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．a=113
B．升高温度，k正、k逆增大，减小
C．延长反应时间，可使φ(NO)由M点移到N点
D．用碱液吸收、增大反应器的容积均可提高NO的转化率
【答案】B
【解析】A．根据勒夏特列原理可知，反应③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)可由2反应①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)减去反应②2O3(g)=3O2(g)，故ΔH3 =2×(-200.9 kJ·ml-1)-( -288.8kJ·ml-1)=-113 kJ·ml-1，即a=-113，A错误；B．升高温度，正逆反应速率均增大，故k正、k逆增大，反应达到平衡时，正=逆，即k正c(NO)·c(O3)=k逆c(NO2)·c(O2)，则==K，由图像可知，升高温度，NO的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应是一个放热反应，故升高温度，K减小，B正确；C．延长反应时间，化学平衡不移动，故延长时间，不可使φ(NO)由M点移到N点，C错误；D．用碱液吸收NO2能使平衡正向移动，NO的转化率增大，由于反应前后气体的体积不变，故增大反应器的容积，平衡不移动，不可提高NO的转化率，D错误；故答案为：B。
二、多选题（每小题有一个或两个选项符合题意）
10．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)+xB(g)⇌2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别改变影响反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示：
下列说法中正确的是
A．30～40min内该反应使用了催化剂
B．化学方程式中的x=1，正反应为吸热反应
C．30min时减小压强，40min时升高温度
D．8min前A的平均反应速率为0.08ml·L-1·min-1
【答案】CD
【解析】A．30～40min内反应速率减小，若使用催化剂，则化学反应速率增大，A错误；B．由浓度时间图像可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由反应速率时间图像可知，30 min时改变的条件为减小压强，40 min时改变的条件为升高温度，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，B错误、
C．结合选项AB可知，C正确；D．前8 min内A的平均反应速率为=0.08 ml·L-1·min-1，D正确；答案选CD。
11．焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)+O2(g)=2CO(g)；反应②：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是
A．反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0
B．983K是两个反应主次趋势变化的转折点
C．L1对应反应①
D．当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主
【答案】C
【解析】A．生成物气体化学计量数系数之和小于反应物气体化学计量系数之和，所以ΔS＜0，则-TΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为能满足ΔG＜0，所以ΔH＜0，A正确；B．ΔG越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时两反应的ΔG相等，之后两反应的ΔG大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确；C．反应①的ΔS>0，则-ΔS＜0，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误；D．当温度低于983K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确；综上所述答案为C。
12．T0时，在2L的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)⇌Z(g)(未配平)，各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述中正确的是
A．该反应的正反应是放热反应
B．T0时，从反应开始到平衡时：v(X)=0.083ml·L-1·min-1
C．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%
D．T1时，若该反应的平衡常数K为50，则T1【答案】AD
【解析】A．根据“先拐先平，数值大”的原则可推知，T1>T2，温度越高，X的物质的量越大，则平衡向左移动，正反应是放热反应，A项正确；B．v(X)=≈0.042 ml·L-1·min-1，B项错误；C．Y的转化率为×100%=62.5%，C项错误；D．由图a可知，X、Y、Z的物质的量变化之比为1∶1∶2，则反应为X(g)＋Y(g) 2Z(g)，则T0时平衡常数为≈33.3<50，由A项分析可知，该反应为放热反应，故平衡常数越小，温度越高，D项正确；答案选AD。
13．向容积为的真空密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应 ，物质的量变化如表所示，反应在、下分别达到平衡时容器的总压强分别为、。下列说法正确的是(用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数，某组分分压=总压×该组分物质的量分数。)
A．时，内，以表示反应速率
B．时，反应的平衡常数
C．第后，温度调整到，数据变化如表所示，则
D．若时，保持不变，再加入三种气体物质各，再达到平衡时的体积分数为0.35
【答案】BD
【解析】A．时，内，=2ml-1.2ml=0.8ml，则=0.4ml，，A错误；B．T1时，反应过程中各物质物质的量变化
，转化为压强，，同理，。，B正确；C．该反应是吸热反应，由T1到T2，NO的物质的量增大，反应逆向移动，因为，故T2本题选BD。
三、填空题
14．自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氨在工农业生产中应用广泛，可由N2、H2合成NH3。
（1）甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。如t1min时达到平衡，在t2min时改变某一条件，其反应过程如图所示，下列说法正确的是____。
A．t2min时改变的条件可以是向密闭容器中加N2
B．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，NH3的体积分数：φ(Ⅰ)<φ(Ⅱ)
C．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡的标志可以是混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ（2）乙小组模拟不同条件下的合成氨反应，向容器中充入3mlN2和9mlH2，不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图。
①T1、T2、T3由大到小的排序为___。
②在T2、60MPa条件下，A点v正___v逆(填“>”“<”或“=”)，理由是___。
③计算T2、60MPa平衡体系的平衡常数Kp=___MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，结果保留两位有效数字)
【答案】（1）AC
（2） T3>T2>T1 > 在T2、60MPa时，A点NH3的体积分数小于平衡时NH3的体积分数，此时反应正向进行最终建立平衡状态，所以v正>v逆 0.037
【解析】（1）根据图像分析，时增大，不变，改变的外界条件为增大反应物浓度，故A项正确；若时改变的条件是大量通入或，则平衡时的体积分数：，故B项错误；过程Ⅰ和Ⅱ中混合气体的质量不变，但混合气体的物质的量变小，混合气体的平均相对分子质量不再发生变化可作为判断平衡状态建立的标志，故C项正确；温度不变，平衡常数K不变，故D项错误。故答案为：AC；（2）①合成氨反应的正反应为放热反应，温度越高平衡时的体积分数越小，所以。②在、条件下，A点时的体积分数小于平衡时的体积分数，此时反应正向进行，所以。③结合图像知，、平衡时的体积分数为60%，则平衡时和的总和为40%，和按1：3投料，任何时刻，故，，。故答案为：T3>T2>T1；>；在T2、60MPa时，A点NH3的体积分数小于平衡时NH3的体积分数，此时反应正向进行最终建立平衡状态，所以v正>v逆；0.037。
15．“绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-746kJ·ml-1.部分化学键的键能数据如下表(设CO以C≡O键构成)：
①由以上数据可求得NO的键能为___________kJ·ml-1。
②写出两条有利于提高NO平衡转化率的措施___________。
(2)一定条件下，向某恒容密闭容器中充入xmlCO2和ymlH2，发生的反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ·ml-1
①如图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为___________(填“a”或“b”)，其判断依据是___________。
②若x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图所示，则在该时间段内，恰好达到化学平衡时，此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为___________。
【答案】（1）513.5 增大压强、降低温度、增大CO与NO的投料比
（2）a 该反应是放热反应，升高温度不利于反应向右进行，会使平衡常数减小
17∶25
【解析】(1)①设NO的键能为x，反应，∆H=(1076×2+2x)-(745×2×2+945)=-746，解得x=513.5，NO的键能为513.5；②该反应为气体体积缩小的放热反应，若提高NO的平衡转化率，需要使平衡正向移动，采取的措施有：增大压强、降低温度、增大与的投料比等；(2)①该反应是放热反应，升高温度不利于反应向右进行，会使平衡常数减小，曲线a符合此特点；②由图可知，当温度在T2时，的转化率最高。温度越高反应速率越大，在相同时间内达到平衡状态前，H2的转化率最高，但达到平衡状态后继续升温，反应会向逆反应方向移动，导致H2的转化率降低，由图知b点为平衡状态；列三段式：
同温同体积时压强比等于物质的量比，故b点时对应的压强与反应开始时的压强比为(1.2+0.6+0.8+0.8)∶(2+3)=17∶25。
16．利用甲醇和水蒸气重整可为燃料电池提供氢气。回答下列问题：
(1)甲醇和水蒸气重整时，未使用催化剂和使用催化剂两种反应进程中能量的变化曲线a和b如图所示。
①反应的热化学方程式为___________。
②b过程第Ⅱ步反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应
(2)为探究反应条件对反应平衡的影响，将按物质的量之比为1：1充入恒容密闭容器中进行实验，代表压强或温度。的平衡转化率随的变化关系如图所示。
①X代表的物理量是___________。
②判断___________(填“>”或“<”)，理由是___________。
③在条件下，设平衡时容器内的总压强为，该反应的平衡常数___________ [对于气相反应，用某组分B的平衡分压代替物质的量浓度也可表示平衡常数，记作，其中，为平衡总压强，为平衡系统中B的物质的量分数，列出计算式即可]。
(3)甲醇和水蒸气重整过程中，存在副反应：。
CO易使主反应的催化剂中毒，研究温度和水/甲醇投料比对甲醇平衡转化率及重整气中CO物质的量分数的影响，结果如图所示。
①该反应适合的反应条件为___________，原因是___________。
②250℃时CO物质的量分数始终高于200℃时CO物质的量分数的原因可能是___________。
【答案】（1） 放热
（2）温度 > 该反应的正反应为气体分子数增大的反应，当温度一定时，压强增大，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小
（3）250℃，水/甲醇投料比为2
此条件下甲醇的平衡转化率高，且CO物质的量分数较小
投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大
【解析】(1) ①由图可知，反应的，故该反应的热化学方程式为，故答案为：；②b过程第Ⅱ步反应物的总能量比生成物的总能量高，故为放热反应，故答案为：放热；(2)①从图像看，在Y不变的情况下，随着X的增大，甲醇的平衡转化率逐渐增大。该反应的正反应是吸热且气体分子数增大的反应，故X应为温度，故答案为：温度；②Y为压强，增大压强，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小，故>，故答案为：>；该反应的正反应为气体分子数增大的反应，当温度一定时，压强增大，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小；③假设起始时CH3OH和H2O的物质的量均为1ml，则列三段式有：
CH3OH、H2O、CO2、H2气体的物质的量分数分别为、、、，代入平衡常数表达式：=，故答案为：；(3)①CO能使主反应的催化剂中毒，所以在选择反应条件时，应在考虑甲醇平衡转化率的同时，尽量减少CO的物质的量分数。相同水/甲醇投料比时，250℃比200℃条件下甲醇平衡转化率高，且在水/甲醇投料比为2时，CO的物质的量分数较低，所以该反应适合的反应条件为250℃，水/甲醇投料比为2，故答案为：250℃，水/甲醇投料比为2；此条件下甲醇的平衡转化率高，且CO物质的量分数较小；②主、副反应均为吸热反应，所以温度升高，有利于两反应正向移动，主反应正向移动使甲醇浓度降低，氢气浓度升高，从而抑制副反应的正向移动，使CO浓度下降；而副反应的正向移动使CO浓度增大，两个反应的影响使250℃时CO物质的量分数始终高于200℃时CO物质的量分数的原因是投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大，故答案为：投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大。
17．氮氧化物的处理是环境科学研究的热点课题。
(1)已知：Ⅰ．C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·ml-1
Ⅱ．2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·ml-1
Ⅲ．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+180.5kJ·ml-1
利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。
①该反应正反应的活化能为EakJ·ml-1，则逆反应的活化能为______ kJ·ml-1。
②该反应在下能______自发进行(填“高温”或“低温”)。
③在2L恒容密闭容器中加入3mlCO和2mlNO，测得NO的转化率与温度(T)、时间(t)间的变化关系如图所示：则T2温度下，0~5min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=______ ；T1温度下，上述反应的平衡常数K=______L·ml-1；若在T1温度下，向平衡后的容器中再加入4mlN2和amlNO，使平衡向右移动，则a的取值范围是______。
(2)有人利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)ΔH=-34.0kJ·ml-1，用活性炭对NO进行吸附。现向恒容密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应。
①若为绝热容器，下列表示该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的压强保持不变
C．NO和N2的消耗速率之比为1：2
D．混合气体中c(NO)=c(N2)
②若为恒温容器，经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图所示：由图可知最高转化率B点对应温度为440℃，则A、B、C三点中______点可能是对应温度下的平衡转化率；高于440℃时，NO的转化率降低的原因可能是平衡常数变小(即温度升高导致平衡逆向移动)，也可能是______。
（1）【答案】Ea+746.5 低温 0.16ml·L-1·min-1 0.25 a＞2
（2）AB BC 催化剂活性降低导致速率变慢
【解析】(1)①已知：Ⅰ．C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·ml-1 Ⅱ．2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·ml-1 Ⅲ．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+180.5kJ·ml-1根据盖斯定律，反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)由2Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ，故该反应的＝-746.5kJ/ml，该反应正反应的活化能为EakJ·ml-1，故逆反应的活化能为(746.5+Ea)kJ·ml-1，故答案为：746.5+Ea；②该反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)正反应为气体体积减小的方向，即＜0，又知<0，故该反应在能低温下自发进行，故答案为：低温；③根据反应速率之比等于化学计量系数比可知，T2温度下，0~5min内用CO表示的平均反应速率(CO)=(NO) =0.16ml·L-1·min-1，根据三段式分析可知： ，T1温度下，上述反应的平衡常数K==0.25 L·ml-1，若在T1温度下，向平衡后的容器中再加入4mlN2和amlNO，使平衡向右移动，即Qc=小于K，解得：a＞2，则a的取值范围是a＞2，故答案为：0.16ml·L-1·min-1；0.25；a＞2；(2) ①A．混合气体的密度保持不变，说明容器中气体的质量不变，故说明反应达到平衡状态，A符合题意；B．混合气体的压强保持不变，反应过程中气体的物质的量保持不变，由于是绝热容器中，故温度一直在改变，容器压强也在改变，现在不变了，说明反应达到平衡了，B符合题意；C．NO的消耗速率表示正反应速率，N2的消耗速率表示逆反应速率，反应速率之比等于化学计量数之比，故NO和N2的消耗速率之比为2：1时反应达到平衡，C不合题意；D．平衡的标志是体系中各物质的浓度保持不变，而不是相等，故混合气体中c(NO)=c(N2)不能说明反应达到平衡，D不合题意；故答案为：AB；②若为恒温容器，经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图所示：由图可知最高转化率B点对应温度为440℃，由于A点对应的温度比B点的低，反应速率慢，故在测量的时间内还未达到平衡，C点温度比B点高，反应速率快，在测量时间内早就已经达到平衡，故A、B、C三点中B、C点可能是对应温度下的平衡转化率；高于440℃时， NO的转化率降低的原因可能是平衡常数变小(即温度升高导致平衡逆向移动)，也可能是催化剂活性降低导致速率变慢，故答案为：BC；催化剂活性降低导致速率变慢。
t/s
0
50
150
250
350
n（PCl3）/ml
0
0.16
0.19
0.20
0.20
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
、
的浓度
反应的能量变化
放出
吸收
吸收
体系压强
反应物转化率
物质的量
()
0
2.0
1.2
0.5
0.5
0.6
0.7
0.7
化学键
C≡O
N≡N
C=O
E/(kJ·ml-1)
1076
945
745
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是
A．1 ml平衡混合气体中含1 ml N原子
B．断裂2 ml NO2中的共价键所需能量小于断裂1 ml N2O4中的共价键所需能量
C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的
D．恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅
【答案】B
【解析】A．1mlNO2含有1mlN原子，1mlN2O4含有2mlN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体，1 ml平衡混合气体中所含原子大于1 ml N，A项错误；B．反应2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应，故完全断开2mlNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1mlN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确；C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C项错误；D．放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D项错误；答案选B。
2．T℃，某密闭容器中发生：，达到平衡后，下列说法正确的是
A．该反应的化学平衡常数表达式为
B．加入CaO后，c(CO2)将减小
C．升高温度，该反应平衡将向正反应方向移动
D．将密闭容器体积缩小为原来一半，再次平衡后，CO2的浓度增大为原来2倍
【答案】C
【解析】A．固体物质的浓度不变，该反应的化学平衡常数应该为K=c(CO2)，A错误；B．CaO是固体，浓度不变，加入CaO后，化学平衡不移动，因此c(CO2)不变，B错误；C．该反应的正反应是吸热反应，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡将向吸热的正反应方向移动，C正确；D．将密闭容器体积缩小为原来一半，导致压强增大，化学平衡逆向移动，但由于化学平衡常数不变，则CO2的浓度不变，D错误；故合理选项是C。
3．下列有关化学反应速率的说法中，错误的是
A．使用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，反应速率增大
B．100mL2ml/L的盐酸与锌反应时，加入少量的硫酸钠晶体，生成氢气的速率不变
C．密闭容器中反应：N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)，当温度、压强不变，充入惰性气体，反应速率减慢
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，只要使用合理的催化剂及载体，就可完全清除NO和CO而消除污染
【答案】D
【解析】A．使用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，增大有效碰撞的几率，使反应速率增大，A正确；B．加入少量硫酸钠晶体，溶液中氢离子浓度不变，反应速率不变，B正确；C．当温度、压强不变，充入惰性气体，容器的体积增大，参加反应的物质的浓度减小，则反应速率减慢，C正确；D．因为该反应为可逆反应，因此不可能完全进行到底，无法完全生成N2和CO2，D错误；故选D。
4．已知2 A(g)＋B(g)⇌2C(g) △H < 0，向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2 ml A(g)和1 ml B(g)；(乙)1 ml A(g)和0.5 ml B(g)；(丙)2 ml C。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是
A．容器内压强p：p甲=p丙>2p乙
B．C的质量m：m甲=m丙>2m乙
C．c(A)与c(B)之比k：k甲=k丙>k乙
D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲=Q丙>2Q乙
【答案】B
【解析】A．甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故压强p甲=p丙，甲等效为在乙的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，故p甲＜2p乙，故p甲=p丙＜2p乙，故A错误；B．甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故C的质量m甲=m丙，甲等效为在乙到达平衡的基础上，再加入1 ml A和0.5 ml B，增大压强，平衡向正反应移动，A转化率增大，m甲＞2m乙，故m甲=m丙＞2m乙，故B正确；C．对于甲、乙，A、B起始物质的量之比等于化学计量数之比，c(A)与c(B)之比为定值2：1，丙为分解反应，丙中c(A)与c(B)之比为2：1，故k甲=k丙=k乙=2，故C错误；D．因为甲和丙是在不同的方向建立起的等效平衡，若转化率均为50%时，反应热的数值应相等，但该反应的转化率不一定是50%，所以Q甲和Q丙不一定相等，故D错误；故选B。
5．在一定条件下，H2S能发生分解反应：2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)，利用该反应可制备氢气和硫黄。在2L恒容密闭容器中充入0.1mlH2S，不同温度下H2S的转化率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的正反应为放热反应
B．温度升高，混合气体的平均摩尔质量增大
C．950℃时，1.25s内，反应的平均速率v(H2)=0.008ml·L-1·s-1
D．根据P点坐标可求出950℃时反应的平衡常数为3.125×10-4
【答案】C
【解析】A．由题图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，A项错误；B．升高温度，平衡正向移动，混合气体的总物质的量增大，由于气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量减小，B项错误；C．950 ℃时，1.25 s内α(H2S)=20%，则有v(H2S)==0.008 ml·L-1·s-1，那么v(H2)=v(H2S)=0.008 ml·L-1·s-1，C项正确；D．由题图可知，P点后α(H2S)逐渐增大，说明P点未达到平衡状态，此时c(H2S)= =0.04ml·L-1，c(H2)=0.008 ml·L-1·s-1×1.25 s=0.01 ml·L-1，c(S2)=c(H2)=0.005 ml·L-1，浓度商Qc= =3.125×10-4，故950 ℃时反应的平衡常数大于3.125×10-4，D项错误；答案选C。
6．T°C时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mlPCl5，反应PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法正确的是
A．反应在前50s内的平均速率为v（PCl3）=0.0032ml·L-1·s-1
B．反应350s时，反应放出的Cl2的体积为4.48L
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0mlPCl5、0.20mlPCl3和0.20mlCl2达到平衡前v正
【答案】D
【解析】A．由题给数据可知，反应在前50s内的平均速率为v（PCl3）=0.0016ml·L-1·s-1，故A错误；B．由题给数据知，反应350s时，反应已达到平衡，缺标准状况，无法计算生成0.20ml三氯化磷时，生成氯气的体积，故B错误；C．由题给数据知，反应250s时，反应已达到平衡，由方程式可知，平衡时五氯化磷、三氯化磷和氯气的物质的量分别为1.0ml—0.20ml=0.80ml、0.20ml、0.20ml，反应的平衡常数为K==0.025，相同温度下，起始时向容器中充入1.0mlPCl5、0.20mlPCl3和0.20mlCl2时，浓度熵Qc==0.02＜K，则反应向正反应方向移动，反应速率v正＞v逆，故C错误；D．该反应为气体体积增大的反应，若平衡时，恒容密闭容器中再充入1.0mlPCl5（g），相当于增大压强，增大压强，平衡向逆反应方向移动，五氯化磷的体积分数增大，故D正确；故选D。
7．已知。在温度和容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容测得反应达到平衡时有关的数据如下：
下列说法正确的是
A．B．且 C．D．
【答案】D
【解析】A．甲中投入1ml N2、3ml H2相当于乙中投入2mlNH3，丙投入4mlNH3，如果丙的体积是甲的2倍，则甲、丙等效平衡，其平衡浓度相等，然后将丙容器体积缩小与甲相等时，相当于增大丙的压强，如果平衡不移动，则2c1=c3，实际上平衡向正反应方向移动，所以2c1＜c3，故A错误；B．甲中投入1ml N2、3ml H2相当于乙中投入2mlNH3，甲、乙是等效平衡，则甲放出的热量与乙放出的热量之和为92.4，但由于氨气的转化率不一定是50%，故a不一定等于b，故B错误；C．丙投料是乙的2倍，如果丙的体积是乙的2倍，则乙、丙等效平衡，其压强相等，然后将丙容器体积缩小与乙相等时，相当于增大丙的压强，如果平衡不移动，则，实际上平衡向正反应方向移动，所以，故C错误；D．甲中投入1ml N2、3ml H2相当于乙中投入2mlNH3，丙投入4mlNH3，如果丙的体积是甲的2倍，则甲、丙等效平衡，其平衡浓度相等，转化率α1+α3=1，然后将丙容器体积缩小与甲相等时，相当于增大丙的压强，导致平衡向正反应方向移动，抑制氨气转化，所以a1+a3＜1，故D正确；选D。
8．在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)⇌zC(g)，图Ⅰ表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示200 ℃和100 ℃下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是
A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.02 ml·L－1·min－1
B．图Ⅱ可知反应xA(g)＋yB(g)⇌zC(g)的 ΔH<0，且a＝2
C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v正＞v逆
D．200 ℃时，向容器中充入2 ml A和1 ml B，达到平衡时，A的体积分数大于0.5
【答案】A
【解析】A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)= ，A项正确；B．根据分析可知，该反应为吸热反应，B项错误；C．恒容容器，向体系中充入He，平衡不移动，C项错误；D．向容器中再充入2 ml A和1 ml B，新平衡等效于原平衡正移，所以A的体积分数小于0.5，D项错误；故答案为A。
9．某科研小组研究臭氧氧化-碱吸收法脱除NO工艺，相关反应如下：
①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH=-200.9 kJ·ml-1
②2O3(g)=3O2(g) ΔH=-288.8kJ·ml-1
③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=akJ·ml-1
已知反应①正=k正c(NO)·c(O3)，逆=k逆c(NO2)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。其它条件不变，每次向反应器中充入0.5mlNO和1.0mlO3，在不同温度下反应。测得相同时间内，体系中NO的体积分数［φ(NO)]随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．a=113
B．升高温度，k正、k逆增大，减小
C．延长反应时间，可使φ(NO)由M点移到N点
D．用碱液吸收、增大反应器的容积均可提高NO的转化率
【答案】B
【解析】A．根据勒夏特列原理可知，反应③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)可由2反应①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)减去反应②2O3(g)=3O2(g)，故ΔH3 =2×(-200.9 kJ·ml-1)-( -288.8kJ·ml-1)=-113 kJ·ml-1，即a=-113，A错误；B．升高温度，正逆反应速率均增大，故k正、k逆增大，反应达到平衡时，正=逆，即k正c(NO)·c(O3)=k逆c(NO2)·c(O2)，则==K，由图像可知，升高温度，NO的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应是一个放热反应，故升高温度，K减小，B正确；C．延长反应时间，化学平衡不移动，故延长时间，不可使φ(NO)由M点移到N点，C错误；D．用碱液吸收NO2能使平衡正向移动，NO的转化率增大，由于反应前后气体的体积不变，故增大反应器的容积，平衡不移动，不可提高NO的转化率，D错误；故答案为：B。
二、多选题（每小题有一个或两个选项符合题意）
10．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)+xB(g)⇌2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别改变影响反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示：
下列说法中正确的是
A．30～40min内该反应使用了催化剂
B．化学方程式中的x=1，正反应为吸热反应
C．30min时减小压强，40min时升高温度
D．8min前A的平均反应速率为0.08ml·L-1·min-1
【答案】CD
【解析】A．30～40min内反应速率减小，若使用催化剂，则化学反应速率增大，A错误；B．由浓度时间图像可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由反应速率时间图像可知，30 min时改变的条件为减小压强，40 min时改变的条件为升高温度，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，B错误、
C．结合选项AB可知，C正确；D．前8 min内A的平均反应速率为=0.08 ml·L-1·min-1，D正确；答案选CD。
11．焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)+O2(g)=2CO(g)；反应②：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是
A．反应②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的ΔS<0，ΔH<0
B．983K是两个反应主次趋势变化的转折点
C．L1对应反应①
D．当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产物以反应②生成CO2为主
【答案】C
【解析】A．生成物气体化学计量数系数之和小于反应物气体化学计量系数之和，所以ΔS＜0，则-TΔS＞0，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为能满足ΔG＜0，所以ΔH＜0，A正确；B．ΔG越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时两反应的ΔG相等，之后两反应的ΔG大小关系发生变化，则反应主次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确；C．反应①的ΔS>0，则-ΔS＜0，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C错误；D．当温度低于983K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确；综上所述答案为C。
12．T0时，在2L的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)⇌Z(g)(未配平)，各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述中正确的是
A．该反应的正反应是放热反应
B．T0时，从反应开始到平衡时：v(X)=0.083ml·L-1·min-1
C．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%
D．T1时，若该反应的平衡常数K为50，则T1
【解析】A．根据“先拐先平，数值大”的原则可推知，T1>T2，温度越高，X的物质的量越大，则平衡向左移动，正反应是放热反应，A项正确；B．v(X)=≈0.042 ml·L-1·min-1，B项错误；C．Y的转化率为×100%=62.5%，C项错误；D．由图a可知，X、Y、Z的物质的量变化之比为1∶1∶2，则反应为X(g)＋Y(g) 2Z(g)，则T0时平衡常数为≈33.3<50，由A项分析可知，该反应为放热反应，故平衡常数越小，温度越高，D项正确；答案选AD。
13．向容积为的真空密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应 ，物质的量变化如表所示，反应在、下分别达到平衡时容器的总压强分别为、。下列说法正确的是(用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数，某组分分压=总压×该组分物质的量分数。)
A．时，内，以表示反应速率
B．时，反应的平衡常数
C．第后，温度调整到，数据变化如表所示，则
D．若时，保持不变，再加入三种气体物质各，再达到平衡时的体积分数为0.35
【答案】BD
【解析】A．时，内，=2ml-1.2ml=0.8ml，则=0.4ml，，A错误；B．T1时，反应过程中各物质物质的量变化
，转化为压强，，同理，。，B正确；C．该反应是吸热反应，由T1到T2，NO的物质的量增大，反应逆向移动，因为，故T2
三、填空题
14．自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氨在工农业生产中应用广泛，可由N2、H2合成NH3。
（1）甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。如t1min时达到平衡，在t2min时改变某一条件，其反应过程如图所示，下列说法正确的是____。
A．t2min时改变的条件可以是向密闭容器中加N2
B．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，NH3的体积分数：φ(Ⅰ)<φ(Ⅱ)
C．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡的标志可以是混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ
①T1、T2、T3由大到小的排序为___。
②在T2、60MPa条件下，A点v正___v逆(填“>”“<”或“=”)，理由是___。
③计算T2、60MPa平衡体系的平衡常数Kp=___MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，结果保留两位有效数字)
【答案】（1）AC
（2） T3>T2>T1 > 在T2、60MPa时，A点NH3的体积分数小于平衡时NH3的体积分数，此时反应正向进行最终建立平衡状态，所以v正>v逆 0.037
【解析】（1）根据图像分析，时增大，不变，改变的外界条件为增大反应物浓度，故A项正确；若时改变的条件是大量通入或，则平衡时的体积分数：，故B项错误；过程Ⅰ和Ⅱ中混合气体的质量不变，但混合气体的物质的量变小，混合气体的平均相对分子质量不再发生变化可作为判断平衡状态建立的标志，故C项正确；温度不变，平衡常数K不变，故D项错误。故答案为：AC；（2）①合成氨反应的正反应为放热反应，温度越高平衡时的体积分数越小，所以。②在、条件下，A点时的体积分数小于平衡时的体积分数，此时反应正向进行，所以。③结合图像知，、平衡时的体积分数为60%，则平衡时和的总和为40%，和按1：3投料，任何时刻，故，，。故答案为：T3>T2>T1；>；在T2、60MPa时，A点NH3的体积分数小于平衡时NH3的体积分数，此时反应正向进行最终建立平衡状态，所以v正>v逆；0.037。
15．“绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-746kJ·ml-1.部分化学键的键能数据如下表(设CO以C≡O键构成)：
①由以上数据可求得NO的键能为___________kJ·ml-1。
②写出两条有利于提高NO平衡转化率的措施___________。
(2)一定条件下，向某恒容密闭容器中充入xmlCO2和ymlH2，发生的反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ·ml-1
①如图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为___________(填“a”或“b”)，其判断依据是___________。
②若x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图所示，则在该时间段内，恰好达到化学平衡时，此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为___________。
【答案】（1）513.5 增大压强、降低温度、增大CO与NO的投料比
（2）a 该反应是放热反应，升高温度不利于反应向右进行，会使平衡常数减小
17∶25
【解析】(1)①设NO的键能为x，反应，∆H=(1076×2+2x)-(745×2×2+945)=-746，解得x=513.5，NO的键能为513.5；②该反应为气体体积缩小的放热反应，若提高NO的平衡转化率，需要使平衡正向移动，采取的措施有：增大压强、降低温度、增大与的投料比等；(2)①该反应是放热反应，升高温度不利于反应向右进行，会使平衡常数减小，曲线a符合此特点；②由图可知，当温度在T2时，的转化率最高。温度越高反应速率越大，在相同时间内达到平衡状态前，H2的转化率最高，但达到平衡状态后继续升温，反应会向逆反应方向移动，导致H2的转化率降低，由图知b点为平衡状态；列三段式：
同温同体积时压强比等于物质的量比，故b点时对应的压强与反应开始时的压强比为(1.2+0.6+0.8+0.8)∶(2+3)=17∶25。
16．利用甲醇和水蒸气重整可为燃料电池提供氢气。回答下列问题：
(1)甲醇和水蒸气重整时，未使用催化剂和使用催化剂两种反应进程中能量的变化曲线a和b如图所示。
①反应的热化学方程式为___________。
②b过程第Ⅱ步反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应
(2)为探究反应条件对反应平衡的影响，将按物质的量之比为1：1充入恒容密闭容器中进行实验，代表压强或温度。的平衡转化率随的变化关系如图所示。
①X代表的物理量是___________。
②判断___________(填“>”或“<”)，理由是___________。
③在条件下，设平衡时容器内的总压强为，该反应的平衡常数___________ [对于气相反应，用某组分B的平衡分压代替物质的量浓度也可表示平衡常数，记作，其中，为平衡总压强，为平衡系统中B的物质的量分数，列出计算式即可]。
(3)甲醇和水蒸气重整过程中，存在副反应：。
CO易使主反应的催化剂中毒，研究温度和水/甲醇投料比对甲醇平衡转化率及重整气中CO物质的量分数的影响，结果如图所示。
①该反应适合的反应条件为___________，原因是___________。
②250℃时CO物质的量分数始终高于200℃时CO物质的量分数的原因可能是___________。
【答案】（1） 放热
（2）温度 > 该反应的正反应为气体分子数增大的反应，当温度一定时，压强增大，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小
（3）250℃，水/甲醇投料比为2
此条件下甲醇的平衡转化率高，且CO物质的量分数较小
投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大
【解析】(1) ①由图可知，反应的，故该反应的热化学方程式为，故答案为：；②b过程第Ⅱ步反应物的总能量比生成物的总能量高，故为放热反应，故答案为：放热；(2)①从图像看，在Y不变的情况下，随着X的增大，甲醇的平衡转化率逐渐增大。该反应的正反应是吸热且气体分子数增大的反应，故X应为温度，故答案为：温度；②Y为压强，增大压强，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小，故>，故答案为：>；该反应的正反应为气体分子数增大的反应，当温度一定时，压强增大，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小；③假设起始时CH3OH和H2O的物质的量均为1ml，则列三段式有：
CH3OH、H2O、CO2、H2气体的物质的量分数分别为、、、，代入平衡常数表达式：=，故答案为：；(3)①CO能使主反应的催化剂中毒，所以在选择反应条件时，应在考虑甲醇平衡转化率的同时，尽量减少CO的物质的量分数。相同水/甲醇投料比时，250℃比200℃条件下甲醇平衡转化率高，且在水/甲醇投料比为2时，CO的物质的量分数较低，所以该反应适合的反应条件为250℃，水/甲醇投料比为2，故答案为：250℃，水/甲醇投料比为2；此条件下甲醇的平衡转化率高，且CO物质的量分数较小；②主、副反应均为吸热反应，所以温度升高，有利于两反应正向移动，主反应正向移动使甲醇浓度降低，氢气浓度升高，从而抑制副反应的正向移动，使CO浓度下降；而副反应的正向移动使CO浓度增大，两个反应的影响使250℃时CO物质的量分数始终高于200℃时CO物质的量分数的原因是投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大，故答案为：投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大。
17．氮氧化物的处理是环境科学研究的热点课题。
(1)已知：Ⅰ．C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·ml-1
Ⅱ．2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·ml-1
Ⅲ．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+180.5kJ·ml-1
利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。
①该反应正反应的活化能为EakJ·ml-1，则逆反应的活化能为______ kJ·ml-1。
②该反应在下能______自发进行(填“高温”或“低温”)。
③在2L恒容密闭容器中加入3mlCO和2mlNO，测得NO的转化率与温度(T)、时间(t)间的变化关系如图所示：则T2温度下，0~5min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=______ ；T1温度下，上述反应的平衡常数K=______L·ml-1；若在T1温度下，向平衡后的容器中再加入4mlN2和amlNO，使平衡向右移动，则a的取值范围是______。
(2)有人利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)ΔH=-34.0kJ·ml-1，用活性炭对NO进行吸附。现向恒容密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应。
①若为绝热容器，下列表示该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的压强保持不变
C．NO和N2的消耗速率之比为1：2
D．混合气体中c(NO)=c(N2)
②若为恒温容器，经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图所示：由图可知最高转化率B点对应温度为440℃，则A、B、C三点中______点可能是对应温度下的平衡转化率；高于440℃时，NO的转化率降低的原因可能是平衡常数变小(即温度升高导致平衡逆向移动)，也可能是______。
（1）【答案】Ea+746.5 低温 0.16ml·L-1·min-1 0.25 a＞2
（2）AB BC 催化剂活性降低导致速率变慢
【解析】(1)①已知：Ⅰ．C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·ml-1 Ⅱ．2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·ml-1 Ⅲ．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+180.5kJ·ml-1根据盖斯定律，反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)由2Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ，故该反应的＝-746.5kJ/ml，该反应正反应的活化能为EakJ·ml-1，故逆反应的活化能为(746.5+Ea)kJ·ml-1，故答案为：746.5+Ea；②该反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)正反应为气体体积减小的方向，即＜0，又知<0，故该反应在能低温下自发进行，故答案为：低温；③根据反应速率之比等于化学计量系数比可知，T2温度下，0~5min内用CO表示的平均反应速率(CO)=(NO) =0.16ml·L-1·min-1，根据三段式分析可知： ，T1温度下，上述反应的平衡常数K==0.25 L·ml-1，若在T1温度下，向平衡后的容器中再加入4mlN2和amlNO，使平衡向右移动，即Qc=小于K，解得：a＞2，则a的取值范围是a＞2，故答案为：0.16ml·L-1·min-1；0.25；a＞2；(2) ①A．混合气体的密度保持不变，说明容器中气体的质量不变，故说明反应达到平衡状态，A符合题意；B．混合气体的压强保持不变，反应过程中气体的物质的量保持不变，由于是绝热容器中，故温度一直在改变，容器压强也在改变，现在不变了，说明反应达到平衡了，B符合题意；C．NO的消耗速率表示正反应速率，N2的消耗速率表示逆反应速率，反应速率之比等于化学计量数之比，故NO和N2的消耗速率之比为2：1时反应达到平衡，C不合题意；D．平衡的标志是体系中各物质的浓度保持不变，而不是相等，故混合气体中c(NO)=c(N2)不能说明反应达到平衡，D不合题意；故答案为：AB；②若为恒温容器，经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图所示：由图可知最高转化率B点对应温度为440℃，由于A点对应的温度比B点的低，反应速率慢，故在测量的时间内还未达到平衡，C点温度比B点高，反应速率快，在测量时间内早就已经达到平衡，故A、B、C三点中B、C点可能是对应温度下的平衡转化率；高于440℃时， NO的转化率降低的原因可能是平衡常数变小(即温度升高导致平衡逆向移动)，也可能是催化剂活性降低导致速率变慢，故答案为：BC；催化剂活性降低导致速率变慢。
t/s
0
50
150
250
350
n（PCl3）/ml
0
0.16
0.19
0.20
0.20
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
、
的浓度
反应的能量变化
放出
吸收
吸收
体系压强
反应物转化率
物质的量
()
0
2.0
1.2
0.5
0.5
0.6
0.7
0.7
化学键
C≡O
N≡N
C=O
E/(kJ·ml-1)
1076
945
745
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