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2022届高三化学一轮复习考点特训化学反应速率与化学平衡1含解析
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这是一份2022届高三化学一轮复习考点特训化学反应速率与化学平衡1含解析，共24页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
化学反应速率与化学平衡
一、选择题（共8题）
1.在固定容积的密闭容器中，放入amolX，发生反应：2XY(g)＋Z(s)，并达到平衡状态，此时升高温度，气体的密度增大。下列叙述正确的是
A．平衡后移走部分Z，平衡正向移动
B．若X为非气态，则正反应为放热反应
C．若正反应为放热反应，则X一定为气态
D．若X为气态，再向容器中充入amolX，达到平衡后，X的体积分数增大
2.在密闭容器中加入CaSO4和CO，在一定温度下，发生反应：CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH＝＋218.4 kJ·mol－1
CO的反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应是吸热反应，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
B．CaO是固态，不能用CaO表示反应的快慢
C．图示中t1时改变的条件可能是减小c(CO)，同时增大c(SO2)
D．图示中t1时改变的条件可能是增大压强
3.炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法正确的是( )
A．每活化一个氧分子吸收0.29 eV的能量
B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV
C．氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程
D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的反应物
4.体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s)NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)Br2(g)＋H2(g)，2 min后，测知H2的浓度为0.5 mol·L－1，HBr的浓度为4 mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是( )
A．0.5 mol·L－1·min－1 B．2.5 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1 D．1.25 mol·L－1·min－1
5.已知4NH3+5O2 = 4NO+6H2O，若化学反应速率分别 [单位:mol/(L·s)]表示，则正确关系是( )
A． B．
C． D．
6.反应2A(s)+B(g) 2C(g)+D(g)，经2minB的浓度减少0.6mol/L。下列有关说法正确的是（ ）
A．用A表示的反应速率是
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比是1∶2∶1
C．2min末时的反应速率用反应物B来表示的是
D．在2min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
7.2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）若2 s后，A的转化率为50%，测得v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1，下列推断正确的是（ ）
A．v（C）＝v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1
B．z＝3
C．B的转化率为25%
D．C的体积分数为20%
8.常温下，2NH3(g)＋NaClO(aq)＝NaCl(aq)＋N2H4(aq)＋H2O(l)能自发进行，可用于生产N2H4。下列有关说法正确的是
A．该反应的ΔH＞0，ΔS＜0
B．每生成 1 mol N2H4 转移 2 mol 电子
C．室温下，向 0.1mol·L－1 NaClO 溶液中加水，溶液 pH 增大
D．N2H4、O2 和 KOH 溶液组成的燃料电池，负极反应为 N2H4－4e－＝N2＋4H+
二、非选择题（共9题）
9.CO和H2在工业上常作为重要的化工原料，其混合气称为合成气。工业上CH4—H2O催化重整是目前大规模制取合成气的重要方法，其原理为：
反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+210 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=﹣41 kJ/mol
（1）CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ∆H3=____ kJ/mol。
（2）反应Ⅰ达到平衡的标志是_____。
A．恒温恒容情况下，压强不再改变
B．v正(CO)=3v逆(H2)
C．平均相对分子质量不再改变
D．恒温恒容情况下，气体密度不再改变
（3）若容器容积不变，不考虑反应Ⅰ，对反应Ⅱ下列措施可增加CO转化率的是____。
A．升高温度 B．将CO2从体系分离
C．充入He，使体系总压强增大 D．按原投料比加倍投料
（4）将1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度298 K、压强100 kPa)，发生反应Ⅰ，不考虑反应Ⅱ的发生，该反应中，正反应速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O)，逆反应速率v逆=k逆×p(CO)×p3(H2)，其中k正、k逆为速率常数，p为分压(分压=总压×物质的量分数)，则该反应的压强平衡常数Kp=___(以k正、k逆表示)。若该条件下k正=4.4×104kPa-1·s-1，当CH4分解20%时，v正=__kPa·s-1（保留两位有效数字）。
10.“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气，合成气有广泛应用．试回答下列问题：
（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H＞0。已知在1100°C时，该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高，平衡移动后达到新平衡，此时平衡常数值____(填“增大”“减小”“不变”)；
②1100°C时测得高炉中，c(CO2)=0.025mol·L﹣1，c(CO)=0.1mol·L﹣1，则在这种情况下，该反应这一时刻向_______进行(填“左”或“右”)。
（2）目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇CH3OH，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，△H=﹣49.0KJmol﹣1，某温度下，向体积为1L恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示．
①反应开始至平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=______，CO2的转化率为_____；该温度下上述反应的平衡常数K=_____(分数表示)；
②反应达到平衡后，下列能使的值增大的措施是______(填符号)。
a．升高温度 b．再充入H2 c．再充入CO2 d．将H2O(g)从体系中分离 e．充入He(g)
③有人提出，可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) (△H＞0)来消除CO的污染，请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由________。
11.（I）已知在448℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应H2(g)＋I2(g)HI(g)的平衡常数K2为____________。
（II）在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如表所示：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。
（2）该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。
（5）在800℃时，发生上述反应，某时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L－1，c(H2)为1.5mol·L－1，c(CO)为1mol·L－1，c(H2O)为3mol·L－1，则下一时刻，反应将________(填“正向”或“逆向”)进行。
12.铁及铁的氧化物广泛应于生产、生活、航天、科研领域。
（1）铁氧化合物循环分解水制H2
已知：H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋285.5 kJ/mol
6FeO(s)＋O2(g) ===2Fe3O4(s) ΔH2＝－313.2 kJ/mol
则：3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH3＝___________
（2）Fe2O3与CH4反应可制备“纳米级”金属铁，其反应为： 3CH4(g) ＋ Fe2O3(s) 2Fe(s) ＋6H2(g) ＋3CO(g) ΔH4
①此反应的化学平衡常数表达式为_________________________________。
②在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量“纳米级”金属铁，然后分别充入a molCO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别保持T1、T2、T3，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图1所示，此时I、II、III三个容器中一定处于化学平衡状态的是___________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)；制备“纳米级”金属铁的反应：ΔH4 _____ 0(填“＞”或“＜”)。
③在T℃下，向某恒容密闭容器中加入3molCH4(g)和2mol Fe2O3(s)进行上述反应，反应起始时压强为P0，反应进行至10min时达到平衡状态，测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍。10 min内用Fe2O3(s)表示的平均反应速率为_______g·min－1； T℃下该反应的Kp = _____________________；T℃下若起始时向该容器中加入2molCH4(g)、4mol Fe2O3(s)、1molFe(s)、2mol H2(g)、2molCO(g)，则起始时v (正)______v (逆) (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）纳米铁粉与水中NO3－反应的离子方程式为 4Fe+ NO3－+10H+=4Fe2++NH4++3H2O
①研究发现，若pH偏低将会导致NO3－的去除率下降，其原因是_________________。
②相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO3－的速率有较大差异，图2中所产生的差异的可能原因是__________________________________________________(答一条)。
13.Cu及化合物在生产、国防中有重要的应用。
I.纳米级Cu2O既是航母舰艇底部的防腐蚀涂料，也是优良的催化剂。
（1）已知：Cu2O(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH=-196kJ·mol－1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220.8kJ·mol－1
则工业上用碳粉与CuO粉末混合在一定条件下反应制取Cu2O(s)，同时生成CO气体的热化学方程式为___。
（2）用纳米级Cu2O作催化剂可实现甲醇脱氢制取甲醛：CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。
①该反应的ΔH___0（填“>”或“<”）；600K时，Y点甲醇的v（正）___v（逆）（填“>”或“<”）。
②在t1K时，向固定体积为1L的密闭容器中充入2molCH3OH(g)，温度保持不变，9分钟时达到平衡，则0～9min内用CH3OH(g)表示的反应速率v(CH3OH)___，温度为t1时，该反应的平衡常数K的表达式为___。
II.Cu既是常见的催化剂，又是常见的电极材料。
（3）图1表示的是利用CO2的“直接电子传递机理”。在催化剂铜的表面进行转化。当直接传递的电子物质的量为2mol时，则参加反应的CO2的物质的量为___。
（4）图2表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图，CO2在Cu电极上可以转化为CH4，该电极反应的方程式为___。
III.含铜离子的废水会造成污染，通常将其转化为硫化铜沉淀而除去。
（5）已知：Ksp(CuS)=1×10-36，要使铜离子的浓度符合排放标准（不超过6.25×10-6mol/L），溶液中的硫离子的物质的量浓度至少为___mol/L（保留至小数点后一位）。
14.已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下，830℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B。
温度
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
（1）反应达平衡后，升高温度，平衡_______移动（填“正向”或“逆向”）
（2）830℃达平衡时，A的转化率为________。
15.将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生如下反应：
3A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)，达到平衡时C的浓度为w mol/L。回答下列问题：
（1）保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P中有关物质，平衡后C的浓度仍为w mol/L的是_____。
A．6 mol A＋2 mol B B．3 mol A＋1 mol B＋2 mol C
C．2 mol C＋1 mol B＋1 mol D D．1 mol C＋2 mol D
（2）保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为w mol/L，应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质_____。
A．3 mol A＋1 mol B B．4 mol C＋2 mol D
C．1.5 mol A＋0.5 mol B＋1 mol C＋0.5 mol D D．无法判断
（3）保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器Q中发生反应，则平衡时C的浓度和w mol/L的关系是____。
A．大于w mol/L B．小于w mol/L C．等于w mol/L D．无法比较
（4）将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为v mol/L，则v和w的关系是_____。
A．v>w B．v
A．1 mol C＋0.5 mol D B．3 mol A＋2 mol B
C．3 mol A＋1 mol B＋1 mol D D．以上均不能满足条件
16.某化学兴趣小组设计实验探究反应速率的测定和比较。
[实验步骤]
Ⅰ.取一套装置(装置如下图所示)，加入40mL1mol/L的硫酸，测量收集10mLH2所需的时间。
Ⅱ.取另一套装置，加入40mL1mol/L的硫酸，测量收集10mLH2所需的时间。
（1）[实验现象]
锌跟硫酸反应产生气泡，收集10mL气体， Ⅱ所用时间比Ⅰ所用时间_____。
（2）[实验结论]
4mol/L硫酸与锌反应比1mol/L硫酸与锌反应速率____。
（3）[注意事项]
a.锌粒的颗粒(即表面积)大小_____；
b.40mL硫酸要迅速加入；
c.装置____，且计时要迅速、准确;
d.气体收集可以用排水量气装置代替。
（4）实验讨论]除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有(填两条):
a.________；b._______。
17.（1）在一定温度下，有下列反应发生：Fe2O3(s)＋3CO(g) ⇌2Fe(s)＋3CO2(g)，该反应的平衡常数表达式K＝________。
（2）在配制FeCl3溶液时，加入少许浓盐酸，其目的是：_____________；不断加热FeCl3溶液，蒸干其水分并灼烧固体，最后得到的物质是________。
（3）已知：Fe2O3(s)＋C(s)=CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝＋234.1 kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
则2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是____________________。
（4）Fe(OH)2在空气中短时间内可被氧化为Fe(OH)3，发生的反应为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，下列说法中错误的是________(填字母)。
A．该反应是能自发进行的反应
B．该反应是熵增加的反应
C．该反应是化合反应
D．该反应是氧化还原反应
【参考答案及解析】
一、选择题
1.
【答案】C
【解析】【分析】达到化学平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，若平衡向正反应方向移动，则X应为非气态，若平衡向逆反应方向移动，则X应为气态。
【详解】A．Z为固态，移走部分Z，平衡不移动，故A错误；
B．X为非气态，反应中只有Y为气体，升高温度，Y的质量增大，平衡应向正反应移动，故正反应为吸热反应，故B错误；
C．若正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则X应为气态才能符合，故C正确；
D．若X为气态，再向容器中充入a mol X，等效为压强增大1倍，平衡向正反应方向移动，与原平衡相比X的体积分数减小，故D错误；
答案选C。
2.
【答案】C
【解析】A．一般情况下，升高温度都会使反应速率增大，因此升高温度后，正逆反应反应速率都会增加，A项错误；
B．反应速率有多种表示方法，由于CaO是固体，所以不能用其浓度的变化表示反应速率；但是可以用其质量的变化反映反应速率的大小，B项错误；
C．图中t1时刻后，v正减小而v逆增大；根据反应速率的影响因素可知，若减小CO的浓度会导致正反应速率下降，若同时增大SO2的浓度则会导致逆反应速率上升，C项正确；
D．若增大压强，则会导致正逆反应速率都增大，这与图像中的反映的信息不符，D项错误；
答案选C。
【点睛】
对于可逆反应的v-t图，若在平衡后只改变温度，则必然发生平衡移动现象，并且v正和v逆同时增大或减小；若只改变压强，则不一定发生平衡移动现象，但是v正和v逆仍同时增大或减小。
3.
【答案】C
【解析】A．反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量，A错误；
B．化学反应过程中存在多步反应的活化能，整个反应的活化能较大者，根据能量图分析，整个反应的活化能为活化能较大者，则没有水加入的反应活化能为E=0.75 eV，有水加入的反应的活化能为E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低0.75 eV-0.57 eV=0.18 eV， B错误；
C．根据图象分析，氧分子活化过程O-O键断裂，生成C-O键，所以氧分子的活化是O-O的断裂与C-O键的生成过程，C正确；
D．活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，D错误；
故合理选项是C。
4.
【答案】B
【解析】根据反应可知，溴化铵分解生成的氨气浓度与溴化氢浓度相等，溴化铵分解生成的溴化氢的浓度为：c（HBr）+2c（H2）=4mol/L+2×0.5mol/L=5mol/L，
所以2min后溴化铵分解生成的氨气的浓度为：c（NH3）=c总（HBr）=5mol/L，
氨气的平均反应速率为：=2.5 mol/（L•min），故选B。
答案：B
【点睛】
本题考查了化学反应速率的计算，题目难度中等，解题关键是分析、理解题中可逆反应中氨气与溴化氢的浓度关系，根据2min后氢气和溴化氢的浓度计算出氨气的浓度；
5.
【答案】D
【解析】【分析】同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率之比等于对应化学计量数之比，据此计算判断。
【详解】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，对于反应4NH3+5O2⇌4NO+6H2O，
A ．v(NH3)：v(O2)=4：5，则，故A错误；
B．v(O2)：v(H2O)=5：6，则，故B错误；
C．v(NH3)：v(H2O)=4：6=2：3，则，故C错误；
D．v(O2)：v(NO)=5：4，则，故D正确。
答案选D。
6.
【答案】B
【解析】A、物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，选项A错误；
B、速率之比等于化学计量数之比，v（B）：v（C）：v（D）=1：2：1，选项B正确；
C、2min末的反应速率为即时速率，用B表示速率0.3mol/（L∙min），是2min内的平均速率，选项C错误；
D、B是反应物，浓度降低，C是生成物，浓度增大，选项D错误；
答案选B。
7.
【答案】A
【解析】【分析】根据题中2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）可知，本题考查化学反应速率和化学平衡，运用化学反应速率之比等于化学计量数之比和勒夏特列原理分析。
【详解】A. 2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）可以用单位时间内各物质的物质的量浓度变化来表示，如v（A）＝；不同物质表示的速率间有v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝a∶b∶c∶d规律。反应中A转化2 mol×50%＝1 mol，B转化1 mol×＝1.5 mol，v（C）＝v（A）＝＝0.25 mol·L－1·s－1= v（D），A项正确；
B．v（C）∶v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1∶0.25 mol·L－1·s－1＝1∶1，z＝2，B项错误；
C．B的转化率为×100%＝75%，C项错误；
D．反应中A转化2 mol×50%＝1 mol，生成1molC，总物质的量减少0.5mol，C的体积分数也就是物质的量分数，为×100%≈28.6%，D项错误；
答案选A。
8.
【答案】B
【解析】A．2NH3(g)+NaClO(aq)=NaCl(aq)+N2H4(aq)+H2O（1），△S＜0，又△H-T△S＜0的反应可自发进行，则该反应△H＜0，故A错误；
B．反应中氮元素化合价由-3升高到-2，则每生成1mol N2H4转移2mol电子，故B正确；
C．NaClO溶液由于次氯酸跟水解显碱性，则室温下，向0.1mol/L NaClO溶液中加水，溶液体积增大，碱性减弱，pH减小，故C错误；
D．N2H4、O2和KOH溶液组成的燃料电池中N2H4被氧气氧化为负极，在碱性溶液中失电子生成氮气和水，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故D错误；
故选：B。
二、非选择题
9.
【答案】（1）+169
（2）AC
（3）B
（4） 4.9×107
【解析】【分析】（1）根据盖斯定律，将已知热化学方程式叠加，可得待求反应的热化学方程式；
（2）当反应达到平衡时，任何一种物质的物质的量、浓度、密度等保持不变，据此判断；
（3）若提高CO的平衡转化率，则应该使化学平衡正向移动；
（4）根据平衡时v正= v逆计算化学平衡常数；根据CH4分解20%计算平衡时各种气体的物质的量得到气体的分压，带入速率公式计算。
【详解】（1）已知：反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+210 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=﹣41 kJ/mol，
根据盖斯定律，将I+II，整理可得：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ∆H3=+169 kJ/mol；
（2）对于反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+210 kJ/mol，该反应的正反应为气体体积增大的吸热反应。
A．恒温恒容情况下，若压强不再改变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，A正确；
B．在任何条件下，3v正(CO)=v正(H2)，若v正(CO)=3v逆(H2)，则v正(H2)=9v逆(H2)，反应正向进行，未达到平衡状态，B错误；
C．反应前后气体的质量不变，若平均相对分子质量不再改变，说明气体的物质的量不再发生变化，反应达到了平衡状态，C正确；
D．反应前后气体的质量不变，容器的容积不变，则气体密度始终不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，D错误；
故合理选项是AC；
（3）对于反应II：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=﹣41 kJ/mol，该反应的正反应是气体体积不变的放热反应
A．升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，CO的转化率降低，A不符合题意；
B．将CO2从体系分离，即减小生成物浓度，平衡正向移动，达到平衡时CO的转化率提高，B符合题意；
C．充入He，反应体系总压强增大，由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此增大压强，化学平衡不移动，CO转化率不变，C不符合题意；
D．按原投料比加倍投料，即增大压强，化学平衡不移动，物质转化率不变，D不符合题意；
故合理选项是B；
（4）对于反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，由于v正=k正×p(CH4)×p(H2O)，v逆=k逆×p(CO)×p3(H2)，当反应达到平衡时，v正= v逆，则k正×p(CH4)×p(H2O)=k逆×p(CO)×p3(H2)，，该反应的压强平衡常数Kp==；
将1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中，发生该反应，若CH4分解20%，此时各种气体的物质的量为n(CH4)=n(H2O)=(1-20%)mol=0.8 mol，n(CO)=0.2 mol，n(H2)=0.6 mol，气体总物质的量为n(总)=0.8 mol+0.8 mol+0.2 mol+0.6 mol=2.8 mol。在恒温恒压下，气体的物质的量比等于气体的压强之比，所以平衡时各种气体所占分压：p(CH4)=p(H2O)=；p(CO)=；p(H2)=，气体总压强为100 kPa，根据此时k正=4.4×104kPa-1·s-1，则该条件下正反应速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O)=4.4×104 kPa-1·s-1×(×100 kPa)×(×100 kPa)= 4.9×107 kPa·s-1。
【点睛】
本题考查了反应热的计算、化学平衡状态的判断及化学平衡移动和化学反应速率及平衡常数的有关计算。掌握有关概念和盖斯定律、平衡移动原理及平衡状态特征是本题解答关键。题目考查了学生对知识的掌握与应用能力。
10.
【答案】（1）增大 右
（2）0.225 mol·（L·min）-1 75% L2/mol2 bd 不能，因为该反应的△H＞0，△S
（2）①根据图像可知：从反应开始到衡，V(CO2)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L·min)，V(H2)=3V(CO2)= 0.225mol/(L·min)；CO2的转化率为 ×100%＝75%；平衡时氢气、二氧化碳、甲醇和水蒸气的物质的量浓度分别是0.75mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L、0.75mol/L，所以该温度下上述反应的平衡常数K＝；故答案为：0.225 mol·（L·min）-1；；75%；L2/mol2；
②a．升高温度，平衡逆向移动，减小，a错误；b．再充入H2使平衡正向移动， 增大，b正确；c．再充入CO2 平衡正向移动，但是Δc(CO2) 大于Δc(CH3OH)， 比值减小，c错误；d．将H2O（g）从体系中分离，平衡正向移动，比值增大，d正确；E．充入He（g），平衡不移动，比值不改变，e错误，答案选bd。
③由于该反应的△H＞0，△S＜O，△H-T△S＞0，所以不能自发进行。故答案为：不能，因为该反应的△H＞0，△S
【答案】（Ⅰ）7
（Ⅱ）（1） （2）吸热 （3）BC （4）830 （5）逆向
【解析】【分析】（Ⅰ）化学计量数为倍数关系时平衡常数为平方关系；
（Ⅱ）平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，根据温度升高，平衡常数变大来判断热效应，利用平衡的特征“等”和“定”来判断是否达平衡状态，根据浓度和平衡常数来计算平衡常数，从而确定温度，根据800℃时，Qc与K比较判断反应的方向。
【详解】（I）．448℃时，反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的平衡常数K1为49，反应H2(g)＋I2(g)HI(g)的平衡常数K2为，故答案为：7；
（II）（1）平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=，故答案为：；
（2）由温度升高，平衡常数变大可知，升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，故答案为：吸热；
（3）A．该反应为气体的物质的量不变的反应，则容器中压强始终不变，不能作为判定平衡的方法，故A错误；
B．混合气体中c(CO)不变，则达到化学平衡，故B正确；
C．v(H2)正=v(H2O)逆，则对于氢气来说正逆反应速率相等，则达到平衡，故C正确；
D．c(CO2)=c(CO)，该反应不一定达到平衡，浓度关系取决于反应物的起始量和转化率，故D错误；故答案为：BC；
（4）c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)时，平衡常数K=1，则该温度为830℃，故答案为：830；
（5）在800℃时，K=0.9，Qc===1>K，所以化学反应向逆反应方向进行，故答案为：逆向。
【点睛】
考查化学平衡的计算，明确平衡常数的计算方法及平衡常数与反应方程式的关系、平衡的判定等即可解答。
12.
【答案】（1）＋128.9 kJ/mol
（2） Ⅲ ＞ 8 P06 ＞
（3）纳米铁粉与H＋反应生成H2 Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3－的反应(或形成的Fe－Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3－的反应速率)
【解析】【分析】（1）依据题干热化学方程式，结合盖斯定律进行计算；
（2）①化学平衡常数=；
②2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)⇌3CH4(g)＋Fe2O3(s)，根据图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ图象，CO百分含量由小到大的顺序为Ⅱ＜Ⅰ＜Ⅲ，结合化学平衡移动分析解答；根据温度对平衡的影响来判断，升高温度平衡逆向移动，CO的转化率减小，据此判断ΔH4大小；
③在T℃下，向某恒容密闭容器中加入3molCH4(g)和2mol Fe2O3(s)进行反应：3CH4(g)＋Fe2O3(s)⇌2Fe(s)＋H2(g)＋3CO(g)；反应起始时压强为P0，反应进行至10min时达到平衡状态，测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍，列出三段式，求用Fe2O3(s)表示的平均反应速率；Kp＝；若起始时向该容器中加入2molCH4(g)、4mol Fe2O3(s)、1molFe(s)、2mol H2(g)、2molCO(g)，根据QC与K的关系判断反应进行的方向；
（3）①pH偏低，氢离子浓度偏大，则铁可与氢离子反应生成氢气；
②由图2可知铜离子浓度越大，去除率越大，铜离子可起到催化作用，也可能形成原电池反应。
【详解】（1）已知：①H2O(l)=H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋285.5 kJ/mol；②6FeO(s)＋O2(g)=2Fe3O4(s) ΔH2＝－313.2 kJ/mol；③3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH3；由盖斯定律可得：③=①+×②，则ΔH3=ΔH1+×ΔH2=＋285.5 kJ/mol+×(－313.2 kJ/mol)=＋128.9 kJ/mol；
（2）①3CH4(g)＋Fe2O3(s)⇌2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)的化学平衡常数表达式为；
②在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量“纳米级”金属铁，然后分别充入a molCO和2a mol H2，发生反应2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)⇌3CH4(g)＋Fe2O3(s)，根据图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ图象，CO百分含量由小到大依次为：Ⅱ＜Ⅰ＜Ⅲ，T1中的状态转变成T2中的状态，CO百分含量减小，说明平衡正向移动，说明T1未达平衡状态，T2中的状态转变成T3中的平衡状态，CO百分含量增大，说明平衡逆向移动，说明T2可能达平衡状态，一定达到化学平衡状态的是Ⅲ；2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)⇌3CH4(g)＋Fe2O3(s)，该反应正反应为放热反应，则上述反应3CH4(g)＋Fe2O3(s)⇌2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)的ΔH4大于0；
③在T℃下，向某恒容密闭容器中加入3molCH4(g)和2mol Fe2O3(s)进行上述反应，反应起始时压强为P0，反应进行至10min时达到平衡状态，测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍，设消耗甲烷的物质的量为xmol，则：
压强之比为气体物质的量之比，则平衡时气体物质的量为6mol，列式为3−x+2x+x＝6，解得x＝1.5mol，10 min内用Fe2O3(s)表示的平均反应速率为=8g/min，T℃下该反应的Kp ====P06；假设容器的体积为1L，则在T℃下，平衡时有1.5molCH4(g)，3molH2(g)，1.5molCO(g)，该反应的平衡常数K= ==36；若起始时向该容器中加入2molCH4(g)、4mol Fe2O3(s)、1molFe(s)、2mol H2(g)、2molCO(g)，QC= ==26v (逆)；
（3）①pH偏低，氢离子浓度偏大，则铁可与氢离子反应生成氢气，可导致NO3-的去除率下降；
②由图2可知铜离子浓度越大，去除率越大，铜离子可起到催化作用，也可能形成原电池反应。
【点睛】本题（2）判断正逆反应速率相对大小时，要注意应用等效平衡的思想判断正逆反应进行的方向。
13.
【答案】（1）C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+85.6kJ/mol
（2）＞ ＜ 0.13mol·L-1·min-1
（3）0.33mol
（4）CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
（5）1.6×10-31
【解析】【分析】（2）分析题中所给的甲醇转化率随温度变化曲线图，可以看出随着温度升高，甲醇的转化率逐渐增大。根据温度与转化率的关系，可以判断出反应是吸热反应还是放热反应。根据曲线上的点都达平衡状态，Y点时的转化率高于X点，在相同温度下，要达到平衡，分析可逆反应的反应方向，进而可判断Y点的正逆反应速率的大小。
（5）一般认为溶液中某离子浓度小于10-5mol·L－1，即认为该离子已沉淀完全。根据该理论，结合题中具体数值，进行计算。注意题中单位的转化。
【详解】I.（1）根据已知条件：Cu2O(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH=-196kJ·mol－1 ①
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220.8kJ·mol－1 ②
分析目标热化学方程式，可知由可得目标热化学方程式：C(s)+ 2CuO(s)= Cu2O(s)+ CO(g) ΔH=。答案为：C(s)+ 2CuO(s)= Cu2O(s)+ CO(g) ΔH=+85.6 kJ·mol－1；
（2）①分析题给信息，可以看出随着温度的增大，甲醇的平衡转化率逐渐增大，说明该反应的正反应为吸热反应，ΔH＞0；600K时，Y的转化率大于X点的平衡转化率，Y→X点，甲醇的转化率降低，说明反应向逆反应方向进行，即v（正）＜v（逆）。答案为：＞；＜；
②由图可知，在t1K时，甲醇的平衡转化率为60%。向固定体积为1L的密闭容器中充入2molCH3OH(g)，温度保持不变，9分钟时达到平衡，平衡时，甲醇的物质的量为0.8mol，甲醛的物质的量为1.2mol，H2的物质的量为1.2mol，则平衡时甲醇的物质的量浓度为0.8mol·L－1，甲醛的物质的量浓度为1.2 mol·L－1，H2的物质的量浓度为1.2mol·L－1，0～9min内用CH3OH(g)表示的反应速率v(CH3OH)=。根据平衡常数的定义，温度为t1时，该反应的平衡常数K=；故答案为：0.13mol·L-1·min-1；；
II.（3）由图1可知，CO2在催化剂铜的表面进行转化最终生成的产物是C2H4，根据发生的氧化还原反应的关系，有：2CO2～C2H4～12e-，当直接传递的电子物质的量为2mol，则参加反应的CO2的物质的量为0.33mol。答案为：0.33mol；
（4）由图2可知，Cu与电源的负极相连，Cu电极为电解池的阴极，发生还原反应，CO2得电子生成CH4，电极反应方程式为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。答案为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-；
III.（5）铜离子达排放标准的物质的量浓度为，根据Ksp(CuS)=1×10-36，可知要使铜离子的浓度符合排放标准，溶液中的硫离子的物质的量浓度为mol·L－1。答案为：。
14.
【答案】（1）逆向 （2）80%
【解析】【分析】（1）根据平衡移动原理，结合温度与平衡常数的关系分析判断；
（2）假设A转化浓度为x，根据物质反应转化关系，可得平衡时各种物质的浓度，带入平衡常数表达式可得x的数值，然后利用转化率=×100%计算。
【详解】（1）根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。由表格数据可知，升高温度，该反应的化学平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应方向为吸热反应；
（2）在2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，发生反应：A(g)+B(g)C(g)+D(g)，反应开始时c(A)=0.2 mol÷2 L=0.1 mol/L，c(B)=0.8 mol÷2 L=0.4 mol/L，c(C)=c(D)=0，假设反应达到平衡时A转化浓度为x，根据物质反应转化关系可知平衡时：c(C)=c(D)=x mol/L，c(A)=(0.1-x) mol/L，c(B)=(0.4-x) mol/L，由于在830℃时平衡常数为1.0，所以=1.0，解得x=0.08 mol/L，所以830℃达平衡时，A的转化率=×100%=80%。
【点睛】
本题考查了平衡移动原理的应用。涉及化学平衡常数的应用及反应转化率的计算注意温度对吸热反应影响更大，温度不变时，化学平衡常数不变，化学方程式相反时，平衡常数则互为倒数。
15.
【答案】（1）A （2）D （3）B （4）B （5）C
【解析】【分析】（1）在恒温等压条件下，两个平衡中C的浓度，说明两个反应为等效平衡，将投料“一边倒”后只要n(A)：n(B)＝3：1或n(C)：n(D)＝2：1，该反应一定与原反应互为等效平衡，平衡时C的浓度一定为w mol/L；
（5）该反应前后气体系数之和不相等，所以若要在恒温等体积的条件达到等效平衡，需要将物料“一边倒”之后有完全一样的投料。
【详解】（1）A．6mol A+2mol B，n(A)：n(B)=6mol：2mol=3：1，所以该反应与原反应为等效平衡，平衡后C的浓度仍为w mol/L，故A正确；
B． 3mol A+1mol B+2mol C，相当于加入了4molC、1molD，n(C)：n(D)=4：1，两个反应不是等效平衡，所以达到平衡时C的浓度一定不是w mol/L，故B错误；
C．2mol C+1mol B+1mol D，相当于加入了3molA、2molB，n(A)：n(B)=3mol：2mol=3：2，该反应与原反应不是等效平衡，故C错误；
D．1mol C+2mol D，n(C)：n(D)=1：2，与原平衡不是等效平衡，达到平衡时C的浓度不是w mol/L，故D错误；
故答案为：A；
（2）该反应为气体体积减小的反应，原容器P的体积可变，随着反应进行，容器体积缩小，相当于加压，而容器Q的体积不变，二者条件不一样，所以无法判断应如何充入起始反应组分；
故答案为D；
（3）容器Q体积不变，所以反应正向进行时容器内压强减小，P容器恒压，所以对于Q来说，容器P相当于缩小体积加压，加压会使该反应正向移动，C的浓度增大，所以容器Q中的平衡时C的浓度小于w mol/L；
故答案为B；
（4）2 mol C和1 mol D反应与3 mol A和1 mol B相当，根据（3）可知此时达到平衡时C的浓度小于w mol/L，再加1molD促使反应向左进行，C的浓度进一步减小，所以v＜w；
故答案为：B；
（5）A．1 mol C＋0.5 mol D与2 mol C和2mol D投料不同，故A不符合题意；
B．3 mol A＋2 mol B相当于2molC+1molD+1molB，与2 mol C和2mol D投料不同，故B不符合题意；
C．3 mol A＋1 mol B相当于2molC+1molD再加1molD即2 mol C和2mol D，投料相同，故C符合题意；
D．C选项符合题意，故D错误；
故答案为C。
【点睛】
对于反应前后气体系数之和不相等的可逆反应，等温等压条件下，只要将投料“一边倒”之后，各物质比例相同(不一定等于计量数之比)，即可达到等效平衡；等温等容条件下，只有将投料“一边倒”之后，各物质的投料完全相同，才能达到等效平衡。
16.
【答案】（1）短
（2）大
（3）基本相同 气密性良好
（4）测定一段时间内产生的H2体积 测定一段时间内H+的农度变化或测定一段时间内锌粒质量的变化
【解析】【分析】反应物浓度越大、温度越高反应速率越快，对比实验要用控制变量的思想进行分析。
【详解】（1 ）实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体，②所用时间比①所用时间短，故答案为：短。
（2）实验结论：4mol•L-1硫酸与锌反应比1mol•L-1硫酸与锌反应速率大，故答案为：大。
（3）注意事项：
a．锌粒的颗粒（即表面积）大小相同，故答案为：基本相同。
c．装置不漏气，且计时要迅速准确，故答案为：气密性良好。
（4）实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有：测定一段时间内产生的H2体积；测定一段时间内H+的农度变化或测定一段时间内锌粒质量的变化等，故答案为：测定一段时间内产生的H2体积；测定一段时间内H+的农度变化或测定一段时间内锌粒质量的变化。
17.
【答案】（1）
（2）抑制Fe3＋水解 Fe2O3
（3）－824.35 kJ/mol
（4）B
【解析】【分析】（1）固体、纯液体不计入平衡常数表达式；
（2）FeCl3是强酸弱碱盐，水解呈酸性；加热促进氯化铁水解，氯化铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和盐酸，蒸发溶液，氯化氢挥发；
（3）根据盖斯定律计算2Fe(s)＋O2(g)== Fe2O3(s)的ΔH；
（4）该反应在常温下易于进行，反应是自发进行的氧化还原反应，该反应是反应前后气体体积减小的化合反应；
【详解】（1）平衡常数是各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，固体、纯液体不计入平衡常数表达式，Fe2O3(s)＋3CO(g) ⇌2Fe(s)＋3CO2(g)，该反应的平衡常数表达式K＝ ；
（2）铁离子水解Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，实验室配制FeCl3溶液时，应向其中加入少量浓盐酸抑制铁离子水解；
氯化铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和盐酸，蒸发溶液，氯化氢挥发，得到水解产物氢氧化铁，灼烧得到氧化铁；
（3）①Fe2O3(s)＋C(s)=CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1 kJ/mol
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
根据盖斯定律，②×- ①得2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH=－393.5 kJ/mol ×-234.1 kJ/mol=－824.35 kJ/mol；
（4）A．Fe(OH)2在空气中短时间内可被氧化为Fe(OH)3，该反应是能自发进行的反应，故A正确；
B．反应后气体体积减小，该反应是熵减小的反应，故B错误；
C．该反应由三种物质生成一种物质，是化合反应，故C正确；
D．反应前后铁元素、氧元素化合价发生变化，该反应是氧化还原反应，故D正确；
【点睛】
本题考查了化学平衡常数、化学反应速率的计算，盐的水解应用等，注意固体、纯液体不计入平衡常数表达式；明确辨析概念是解题关键。
化学反应速率与化学平衡
一、选择题（共8题）
1.在固定容积的密闭容器中，放入amolX，发生反应：2XY(g)＋Z(s)，并达到平衡状态，此时升高温度，气体的密度增大。下列叙述正确的是
A．平衡后移走部分Z，平衡正向移动
B．若X为非气态，则正反应为放热反应
C．若正反应为放热反应，则X一定为气态
D．若X为气态，再向容器中充入amolX，达到平衡后，X的体积分数增大
2.在密闭容器中加入CaSO4和CO，在一定温度下，发生反应：CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH＝＋218.4 kJ·mol－1
CO的反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应是吸热反应，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
B．CaO是固态，不能用CaO表示反应的快慢
C．图示中t1时改变的条件可能是减小c(CO)，同时增大c(SO2)
D．图示中t1时改变的条件可能是增大压强
3.炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法正确的是( )
A．每活化一个氧分子吸收0.29 eV的能量
B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV
C．氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程
D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的反应物
4.体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s)NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)Br2(g)＋H2(g)，2 min后，测知H2的浓度为0.5 mol·L－1，HBr的浓度为4 mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是( )
A．0.5 mol·L－1·min－1 B．2.5 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1 D．1.25 mol·L－1·min－1
5.已知4NH3+5O2 = 4NO+6H2O，若化学反应速率分别 [单位:mol/(L·s)]表示，则正确关系是( )
A． B．
C． D．
6.反应2A(s)+B(g) 2C(g)+D(g)，经2minB的浓度减少0.6mol/L。下列有关说法正确的是（ ）
A．用A表示的反应速率是
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比是1∶2∶1
C．2min末时的反应速率用反应物B来表示的是
D．在2min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
7.2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）若2 s后，A的转化率为50%，测得v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1，下列推断正确的是（ ）
A．v（C）＝v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1
B．z＝3
C．B的转化率为25%
D．C的体积分数为20%
8.常温下，2NH3(g)＋NaClO(aq)＝NaCl(aq)＋N2H4(aq)＋H2O(l)能自发进行，可用于生产N2H4。下列有关说法正确的是
A．该反应的ΔH＞0，ΔS＜0
B．每生成 1 mol N2H4 转移 2 mol 电子
C．室温下，向 0.1mol·L－1 NaClO 溶液中加水，溶液 pH 增大
D．N2H4、O2 和 KOH 溶液组成的燃料电池，负极反应为 N2H4－4e－＝N2＋4H+
二、非选择题（共9题）
9.CO和H2在工业上常作为重要的化工原料，其混合气称为合成气。工业上CH4—H2O催化重整是目前大规模制取合成气的重要方法，其原理为：
反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+210 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=﹣41 kJ/mol
（1）CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ∆H3=____ kJ/mol。
（2）反应Ⅰ达到平衡的标志是_____。
A．恒温恒容情况下，压强不再改变
B．v正(CO)=3v逆(H2)
C．平均相对分子质量不再改变
D．恒温恒容情况下，气体密度不再改变
（3）若容器容积不变，不考虑反应Ⅰ，对反应Ⅱ下列措施可增加CO转化率的是____。
A．升高温度 B．将CO2从体系分离
C．充入He，使体系总压强增大 D．按原投料比加倍投料
（4）将1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度298 K、压强100 kPa)，发生反应Ⅰ，不考虑反应Ⅱ的发生，该反应中，正反应速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O)，逆反应速率v逆=k逆×p(CO)×p3(H2)，其中k正、k逆为速率常数，p为分压(分压=总压×物质的量分数)，则该反应的压强平衡常数Kp=___(以k正、k逆表示)。若该条件下k正=4.4×104kPa-1·s-1，当CH4分解20%时，v正=__kPa·s-1（保留两位有效数字）。
10.“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气，合成气有广泛应用．试回答下列问题：
（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H＞0。已知在1100°C时，该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高，平衡移动后达到新平衡，此时平衡常数值____(填“增大”“减小”“不变”)；
②1100°C时测得高炉中，c(CO2)=0.025mol·L﹣1，c(CO)=0.1mol·L﹣1，则在这种情况下，该反应这一时刻向_______进行(填“左”或“右”)。
（2）目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇CH3OH，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，△H=﹣49.0KJmol﹣1，某温度下，向体积为1L恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示．
①反应开始至平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=______，CO2的转化率为_____；该温度下上述反应的平衡常数K=_____(分数表示)；
②反应达到平衡后，下列能使的值增大的措施是______(填符号)。
a．升高温度 b．再充入H2 c．再充入CO2 d．将H2O(g)从体系中分离 e．充入He(g)
③有人提出，可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) (△H＞0)来消除CO的污染，请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由________。
11.（I）已知在448℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应H2(g)＋I2(g)HI(g)的平衡常数K2为____________。
（II）在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如表所示：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。
（2）该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。
（5）在800℃时，发生上述反应，某时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L－1，c(H2)为1.5mol·L－1，c(CO)为1mol·L－1，c(H2O)为3mol·L－1，则下一时刻，反应将________(填“正向”或“逆向”)进行。
12.铁及铁的氧化物广泛应于生产、生活、航天、科研领域。
（1）铁氧化合物循环分解水制H2
已知：H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋285.5 kJ/mol
6FeO(s)＋O2(g) ===2Fe3O4(s) ΔH2＝－313.2 kJ/mol
则：3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH3＝___________
（2）Fe2O3与CH4反应可制备“纳米级”金属铁，其反应为： 3CH4(g) ＋ Fe2O3(s) 2Fe(s) ＋6H2(g) ＋3CO(g) ΔH4
①此反应的化学平衡常数表达式为_________________________________。
②在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量“纳米级”金属铁，然后分别充入a molCO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别保持T1、T2、T3，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图1所示，此时I、II、III三个容器中一定处于化学平衡状态的是___________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)；制备“纳米级”金属铁的反应：ΔH4 _____ 0(填“＞”或“＜”)。
③在T℃下，向某恒容密闭容器中加入3molCH4(g)和2mol Fe2O3(s)进行上述反应，反应起始时压强为P0，反应进行至10min时达到平衡状态，测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍。10 min内用Fe2O3(s)表示的平均反应速率为_______g·min－1； T℃下该反应的Kp = _____________________；T℃下若起始时向该容器中加入2molCH4(g)、4mol Fe2O3(s)、1molFe(s)、2mol H2(g)、2molCO(g)，则起始时v (正)______v (逆) (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）纳米铁粉与水中NO3－反应的离子方程式为 4Fe+ NO3－+10H+=4Fe2++NH4++3H2O
①研究发现，若pH偏低将会导致NO3－的去除率下降，其原因是_________________。
②相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO3－的速率有较大差异，图2中所产生的差异的可能原因是__________________________________________________(答一条)。
13.Cu及化合物在生产、国防中有重要的应用。
I.纳米级Cu2O既是航母舰艇底部的防腐蚀涂料，也是优良的催化剂。
（1）已知：Cu2O(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH=-196kJ·mol－1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220.8kJ·mol－1
则工业上用碳粉与CuO粉末混合在一定条件下反应制取Cu2O(s)，同时生成CO气体的热化学方程式为___。
（2）用纳米级Cu2O作催化剂可实现甲醇脱氢制取甲醛：CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。
①该反应的ΔH___0（填“>”或“<”）；600K时，Y点甲醇的v（正）___v（逆）（填“>”或“<”）。
②在t1K时，向固定体积为1L的密闭容器中充入2molCH3OH(g)，温度保持不变，9分钟时达到平衡，则0～9min内用CH3OH(g)表示的反应速率v(CH3OH)___，温度为t1时，该反应的平衡常数K的表达式为___。
II.Cu既是常见的催化剂，又是常见的电极材料。
（3）图1表示的是利用CO2的“直接电子传递机理”。在催化剂铜的表面进行转化。当直接传递的电子物质的量为2mol时，则参加反应的CO2的物质的量为___。
（4）图2表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图，CO2在Cu电极上可以转化为CH4，该电极反应的方程式为___。
III.含铜离子的废水会造成污染，通常将其转化为硫化铜沉淀而除去。
（5）已知：Ksp(CuS)=1×10-36，要使铜离子的浓度符合排放标准（不超过6.25×10-6mol/L），溶液中的硫离子的物质的量浓度至少为___mol/L（保留至小数点后一位）。
14.已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下，830℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B。
温度
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
（1）反应达平衡后，升高温度，平衡_______移动（填“正向”或“逆向”）
（2）830℃达平衡时，A的转化率为________。
15.将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生如下反应：
3A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)，达到平衡时C的浓度为w mol/L。回答下列问题：
（1）保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P中有关物质，平衡后C的浓度仍为w mol/L的是_____。
A．6 mol A＋2 mol B B．3 mol A＋1 mol B＋2 mol C
C．2 mol C＋1 mol B＋1 mol D D．1 mol C＋2 mol D
（2）保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为w mol/L，应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质_____。
A．3 mol A＋1 mol B B．4 mol C＋2 mol D
C．1.5 mol A＋0.5 mol B＋1 mol C＋0.5 mol D D．无法判断
（3）保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器Q中发生反应，则平衡时C的浓度和w mol/L的关系是____。
A．大于w mol/L B．小于w mol/L C．等于w mol/L D．无法比较
（4）将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为v mol/L，则v和w的关系是_____。
A．v>w B．v
A．1 mol C＋0.5 mol D B．3 mol A＋2 mol B
C．3 mol A＋1 mol B＋1 mol D D．以上均不能满足条件
16.某化学兴趣小组设计实验探究反应速率的测定和比较。
[实验步骤]
Ⅰ.取一套装置(装置如下图所示)，加入40mL1mol/L的硫酸，测量收集10mLH2所需的时间。
Ⅱ.取另一套装置，加入40mL1mol/L的硫酸，测量收集10mLH2所需的时间。
（1）[实验现象]
锌跟硫酸反应产生气泡，收集10mL气体， Ⅱ所用时间比Ⅰ所用时间_____。
（2）[实验结论]
4mol/L硫酸与锌反应比1mol/L硫酸与锌反应速率____。
（3）[注意事项]
a.锌粒的颗粒(即表面积)大小_____；
b.40mL硫酸要迅速加入；
c.装置____，且计时要迅速、准确;
d.气体收集可以用排水量气装置代替。
（4）实验讨论]除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有(填两条):
a.________；b._______。
17.（1）在一定温度下，有下列反应发生：Fe2O3(s)＋3CO(g) ⇌2Fe(s)＋3CO2(g)，该反应的平衡常数表达式K＝________。
（2）在配制FeCl3溶液时，加入少许浓盐酸，其目的是：_____________；不断加热FeCl3溶液，蒸干其水分并灼烧固体，最后得到的物质是________。
（3）已知：Fe2O3(s)＋C(s)=CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝＋234.1 kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
则2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是____________________。
（4）Fe(OH)2在空气中短时间内可被氧化为Fe(OH)3，发生的反应为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，下列说法中错误的是________(填字母)。
A．该反应是能自发进行的反应
B．该反应是熵增加的反应
C．该反应是化合反应
D．该反应是氧化还原反应
【参考答案及解析】
一、选择题
1.
【答案】C
【解析】【分析】达到化学平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，若平衡向正反应方向移动，则X应为非气态，若平衡向逆反应方向移动，则X应为气态。
【详解】A．Z为固态，移走部分Z，平衡不移动，故A错误；
B．X为非气态，反应中只有Y为气体，升高温度，Y的质量增大，平衡应向正反应移动，故正反应为吸热反应，故B错误；
C．若正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则X应为气态才能符合，故C正确；
D．若X为气态，再向容器中充入a mol X，等效为压强增大1倍，平衡向正反应方向移动，与原平衡相比X的体积分数减小，故D错误；
答案选C。
2.
【答案】C
【解析】A．一般情况下，升高温度都会使反应速率增大，因此升高温度后，正逆反应反应速率都会增加，A项错误；
B．反应速率有多种表示方法，由于CaO是固体，所以不能用其浓度的变化表示反应速率；但是可以用其质量的变化反映反应速率的大小，B项错误；
C．图中t1时刻后，v正减小而v逆增大；根据反应速率的影响因素可知，若减小CO的浓度会导致正反应速率下降，若同时增大SO2的浓度则会导致逆反应速率上升，C项正确；
D．若增大压强，则会导致正逆反应速率都增大，这与图像中的反映的信息不符，D项错误；
答案选C。
【点睛】
对于可逆反应的v-t图，若在平衡后只改变温度，则必然发生平衡移动现象，并且v正和v逆同时增大或减小；若只改变压强，则不一定发生平衡移动现象，但是v正和v逆仍同时增大或减小。
3.
【答案】C
【解析】A．反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量，A错误；
B．化学反应过程中存在多步反应的活化能，整个反应的活化能较大者，根据能量图分析，整个反应的活化能为活化能较大者，则没有水加入的反应活化能为E=0.75 eV，有水加入的反应的活化能为E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低0.75 eV-0.57 eV=0.18 eV， B错误；
C．根据图象分析，氧分子活化过程O-O键断裂，生成C-O键，所以氧分子的活化是O-O的断裂与C-O键的生成过程，C正确；
D．活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，D错误；
故合理选项是C。
4.
【答案】B
【解析】根据反应可知，溴化铵分解生成的氨气浓度与溴化氢浓度相等，溴化铵分解生成的溴化氢的浓度为：c（HBr）+2c（H2）=4mol/L+2×0.5mol/L=5mol/L，
所以2min后溴化铵分解生成的氨气的浓度为：c（NH3）=c总（HBr）=5mol/L，
氨气的平均反应速率为：=2.5 mol/（L•min），故选B。
答案：B
【点睛】
本题考查了化学反应速率的计算，题目难度中等，解题关键是分析、理解题中可逆反应中氨气与溴化氢的浓度关系，根据2min后氢气和溴化氢的浓度计算出氨气的浓度；
5.
【答案】D
【解析】【分析】同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率之比等于对应化学计量数之比，据此计算判断。
【详解】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，对于反应4NH3+5O2⇌4NO+6H2O，
A ．v(NH3)：v(O2)=4：5，则，故A错误；
B．v(O2)：v(H2O)=5：6，则，故B错误；
C．v(NH3)：v(H2O)=4：6=2：3，则，故C错误；
D．v(O2)：v(NO)=5：4，则，故D正确。
答案选D。
6.
【答案】B
【解析】A、物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，选项A错误；
B、速率之比等于化学计量数之比，v（B）：v（C）：v（D）=1：2：1，选项B正确；
C、2min末的反应速率为即时速率，用B表示速率0.3mol/（L∙min），是2min内的平均速率，选项C错误；
D、B是反应物，浓度降低，C是生成物，浓度增大，选项D错误；
答案选B。
7.
【答案】A
【解析】【分析】根据题中2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）可知，本题考查化学反应速率和化学平衡，运用化学反应速率之比等于化学计量数之比和勒夏特列原理分析。
【详解】A. 2A（g）＋3B（g）2C（g）＋zD（g）可以用单位时间内各物质的物质的量浓度变化来表示，如v（A）＝；不同物质表示的速率间有v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝a∶b∶c∶d规律。反应中A转化2 mol×50%＝1 mol，B转化1 mol×＝1.5 mol，v（C）＝v（A）＝＝0.25 mol·L－1·s－1= v（D），A项正确；
B．v（C）∶v（D）＝0.25 mol·L－1·s－1∶0.25 mol·L－1·s－1＝1∶1，z＝2，B项错误；
C．B的转化率为×100%＝75%，C项错误；
D．反应中A转化2 mol×50%＝1 mol，生成1molC，总物质的量减少0.5mol，C的体积分数也就是物质的量分数，为×100%≈28.6%，D项错误；
答案选A。
8.
【答案】B
【解析】A．2NH3(g)+NaClO(aq)=NaCl(aq)+N2H4(aq)+H2O（1），△S＜0，又△H-T△S＜0的反应可自发进行，则该反应△H＜0，故A错误；
B．反应中氮元素化合价由-3升高到-2，则每生成1mol N2H4转移2mol电子，故B正确；
C．NaClO溶液由于次氯酸跟水解显碱性，则室温下，向0.1mol/L NaClO溶液中加水，溶液体积增大，碱性减弱，pH减小，故C错误；
D．N2H4、O2和KOH溶液组成的燃料电池中N2H4被氧气氧化为负极，在碱性溶液中失电子生成氮气和水，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故D错误；
故选：B。
二、非选择题
9.
【答案】（1）+169
（2）AC
（3）B
（4） 4.9×107
【解析】【分析】（1）根据盖斯定律，将已知热化学方程式叠加，可得待求反应的热化学方程式；
（2）当反应达到平衡时，任何一种物质的物质的量、浓度、密度等保持不变，据此判断；
（3）若提高CO的平衡转化率，则应该使化学平衡正向移动；
（4）根据平衡时v正= v逆计算化学平衡常数；根据CH4分解20%计算平衡时各种气体的物质的量得到气体的分压，带入速率公式计算。
【详解】（1）已知：反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+210 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=﹣41 kJ/mol，
根据盖斯定律，将I+II，整理可得：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ∆H3=+169 kJ/mol；
（2）对于反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+210 kJ/mol，该反应的正反应为气体体积增大的吸热反应。
A．恒温恒容情况下，若压强不再改变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，A正确；
B．在任何条件下，3v正(CO)=v正(H2)，若v正(CO)=3v逆(H2)，则v正(H2)=9v逆(H2)，反应正向进行，未达到平衡状态，B错误；
C．反应前后气体的质量不变，若平均相对分子质量不再改变，说明气体的物质的量不再发生变化，反应达到了平衡状态，C正确；
D．反应前后气体的质量不变，容器的容积不变，则气体密度始终不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，D错误；
故合理选项是AC；
（3）对于反应II：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=﹣41 kJ/mol，该反应的正反应是气体体积不变的放热反应
A．升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，CO的转化率降低，A不符合题意；
B．将CO2从体系分离，即减小生成物浓度，平衡正向移动，达到平衡时CO的转化率提高，B符合题意；
C．充入He，反应体系总压强增大，由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此增大压强，化学平衡不移动，CO转化率不变，C不符合题意；
D．按原投料比加倍投料，即增大压强，化学平衡不移动，物质转化率不变，D不符合题意；
故合理选项是B；
（4）对于反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，由于v正=k正×p(CH4)×p(H2O)，v逆=k逆×p(CO)×p3(H2)，当反应达到平衡时，v正= v逆，则k正×p(CH4)×p(H2O)=k逆×p(CO)×p3(H2)，，该反应的压强平衡常数Kp==；
将1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中，发生该反应，若CH4分解20%，此时各种气体的物质的量为n(CH4)=n(H2O)=(1-20%)mol=0.8 mol，n(CO)=0.2 mol，n(H2)=0.6 mol，气体总物质的量为n(总)=0.8 mol+0.8 mol+0.2 mol+0.6 mol=2.8 mol。在恒温恒压下，气体的物质的量比等于气体的压强之比，所以平衡时各种气体所占分压：p(CH4)=p(H2O)=；p(CO)=；p(H2)=，气体总压强为100 kPa，根据此时k正=4.4×104kPa-1·s-1，则该条件下正反应速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O)=4.4×104 kPa-1·s-1×(×100 kPa)×(×100 kPa)= 4.9×107 kPa·s-1。
【点睛】
本题考查了反应热的计算、化学平衡状态的判断及化学平衡移动和化学反应速率及平衡常数的有关计算。掌握有关概念和盖斯定律、平衡移动原理及平衡状态特征是本题解答关键。题目考查了学生对知识的掌握与应用能力。
10.
【答案】（1）增大 右
（2）0.225 mol·（L·min）-1 75% L2/mol2 bd 不能，因为该反应的△H＞0，△S
（2）①根据图像可知：从反应开始到衡，V(CO2)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L·min)，V(H2)=3V(CO2)= 0.225mol/(L·min)；CO2的转化率为 ×100%＝75%；平衡时氢气、二氧化碳、甲醇和水蒸气的物质的量浓度分别是0.75mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L、0.75mol/L，所以该温度下上述反应的平衡常数K＝；故答案为：0.225 mol·（L·min）-1；；75%；L2/mol2；
②a．升高温度，平衡逆向移动，减小，a错误；b．再充入H2使平衡正向移动， 增大，b正确；c．再充入CO2 平衡正向移动，但是Δc(CO2) 大于Δc(CH3OH)， 比值减小，c错误；d．将H2O（g）从体系中分离，平衡正向移动，比值增大，d正确；E．充入He（g），平衡不移动，比值不改变，e错误，答案选bd。
③由于该反应的△H＞0，△S＜O，△H-T△S＞0，所以不能自发进行。故答案为：不能，因为该反应的△H＞0，△S
【答案】（Ⅰ）7
（Ⅱ）（1） （2）吸热 （3）BC （4）830 （5）逆向
【解析】【分析】（Ⅰ）化学计量数为倍数关系时平衡常数为平方关系；
（Ⅱ）平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，根据温度升高，平衡常数变大来判断热效应，利用平衡的特征“等”和“定”来判断是否达平衡状态，根据浓度和平衡常数来计算平衡常数，从而确定温度，根据800℃时，Qc与K比较判断反应的方向。
【详解】（I）．448℃时，反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的平衡常数K1为49，反应H2(g)＋I2(g)HI(g)的平衡常数K2为，故答案为：7；
（II）（1）平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=，故答案为：；
（2）由温度升高，平衡常数变大可知，升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，故答案为：吸热；
（3）A．该反应为气体的物质的量不变的反应，则容器中压强始终不变，不能作为判定平衡的方法，故A错误；
B．混合气体中c(CO)不变，则达到化学平衡，故B正确；
C．v(H2)正=v(H2O)逆，则对于氢气来说正逆反应速率相等，则达到平衡，故C正确；
D．c(CO2)=c(CO)，该反应不一定达到平衡，浓度关系取决于反应物的起始量和转化率，故D错误；故答案为：BC；
（4）c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)时，平衡常数K=1，则该温度为830℃，故答案为：830；
（5）在800℃时，K=0.9，Qc===1>K，所以化学反应向逆反应方向进行，故答案为：逆向。
【点睛】
考查化学平衡的计算，明确平衡常数的计算方法及平衡常数与反应方程式的关系、平衡的判定等即可解答。
12.
【答案】（1）＋128.9 kJ/mol
（2） Ⅲ ＞ 8 P06 ＞
（3）纳米铁粉与H＋反应生成H2 Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3－的反应(或形成的Fe－Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3－的反应速率)
【解析】【分析】（1）依据题干热化学方程式，结合盖斯定律进行计算；
（2）①化学平衡常数=；
②2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)⇌3CH4(g)＋Fe2O3(s)，根据图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ图象，CO百分含量由小到大的顺序为Ⅱ＜Ⅰ＜Ⅲ，结合化学平衡移动分析解答；根据温度对平衡的影响来判断，升高温度平衡逆向移动，CO的转化率减小，据此判断ΔH4大小；
③在T℃下，向某恒容密闭容器中加入3molCH4(g)和2mol Fe2O3(s)进行反应：3CH4(g)＋Fe2O3(s)⇌2Fe(s)＋H2(g)＋3CO(g)；反应起始时压强为P0，反应进行至10min时达到平衡状态，测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍，列出三段式，求用Fe2O3(s)表示的平均反应速率；Kp＝；若起始时向该容器中加入2molCH4(g)、4mol Fe2O3(s)、1molFe(s)、2mol H2(g)、2molCO(g)，根据QC与K的关系判断反应进行的方向；
（3）①pH偏低，氢离子浓度偏大，则铁可与氢离子反应生成氢气；
②由图2可知铜离子浓度越大，去除率越大，铜离子可起到催化作用，也可能形成原电池反应。
【详解】（1）已知：①H2O(l)=H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋285.5 kJ/mol；②6FeO(s)＋O2(g)=2Fe3O4(s) ΔH2＝－313.2 kJ/mol；③3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH3；由盖斯定律可得：③=①+×②，则ΔH3=ΔH1+×ΔH2=＋285.5 kJ/mol+×(－313.2 kJ/mol)=＋128.9 kJ/mol；
（2）①3CH4(g)＋Fe2O3(s)⇌2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)的化学平衡常数表达式为；
②在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量“纳米级”金属铁，然后分别充入a molCO和2a mol H2，发生反应2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)⇌3CH4(g)＋Fe2O3(s)，根据图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ图象，CO百分含量由小到大依次为：Ⅱ＜Ⅰ＜Ⅲ，T1中的状态转变成T2中的状态，CO百分含量减小，说明平衡正向移动，说明T1未达平衡状态，T2中的状态转变成T3中的平衡状态，CO百分含量增大，说明平衡逆向移动，说明T2可能达平衡状态，一定达到化学平衡状态的是Ⅲ；2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)⇌3CH4(g)＋Fe2O3(s)，该反应正反应为放热反应，则上述反应3CH4(g)＋Fe2O3(s)⇌2Fe(s)＋6H2(g)＋3CO(g)的ΔH4大于0；
③在T℃下，向某恒容密闭容器中加入3molCH4(g)和2mol Fe2O3(s)进行上述反应，反应起始时压强为P0，反应进行至10min时达到平衡状态，测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍，设消耗甲烷的物质的量为xmol，则：
压强之比为气体物质的量之比，则平衡时气体物质的量为6mol，列式为3−x+2x+x＝6，解得x＝1.5mol，10 min内用Fe2O3(s)表示的平均反应速率为=8g/min，T℃下该反应的Kp ====P06；假设容器的体积为1L，则在T℃下，平衡时有1.5molCH4(g)，3molH2(g)，1.5molCO(g)，该反应的平衡常数K= ==36；若起始时向该容器中加入2molCH4(g)、4mol Fe2O3(s)、1molFe(s)、2mol H2(g)、2molCO(g)，QC= ==26
（3）①pH偏低，氢离子浓度偏大，则铁可与氢离子反应生成氢气，可导致NO3-的去除率下降；
②由图2可知铜离子浓度越大，去除率越大，铜离子可起到催化作用，也可能形成原电池反应。
【点睛】本题（2）判断正逆反应速率相对大小时，要注意应用等效平衡的思想判断正逆反应进行的方向。
13.
【答案】（1）C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+85.6kJ/mol
（2）＞ ＜ 0.13mol·L-1·min-1
（3）0.33mol
（4）CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
（5）1.6×10-31
【解析】【分析】（2）分析题中所给的甲醇转化率随温度变化曲线图，可以看出随着温度升高，甲醇的转化率逐渐增大。根据温度与转化率的关系，可以判断出反应是吸热反应还是放热反应。根据曲线上的点都达平衡状态，Y点时的转化率高于X点，在相同温度下，要达到平衡，分析可逆反应的反应方向，进而可判断Y点的正逆反应速率的大小。
（5）一般认为溶液中某离子浓度小于10-5mol·L－1，即认为该离子已沉淀完全。根据该理论，结合题中具体数值，进行计算。注意题中单位的转化。
【详解】I.（1）根据已知条件：Cu2O(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH=-196kJ·mol－1 ①
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220.8kJ·mol－1 ②
分析目标热化学方程式，可知由可得目标热化学方程式：C(s)+ 2CuO(s)= Cu2O(s)+ CO(g) ΔH=。答案为：C(s)+ 2CuO(s)= Cu2O(s)+ CO(g) ΔH=+85.6 kJ·mol－1；
（2）①分析题给信息，可以看出随着温度的增大，甲醇的平衡转化率逐渐增大，说明该反应的正反应为吸热反应，ΔH＞0；600K时，Y的转化率大于X点的平衡转化率，Y→X点，甲醇的转化率降低，说明反应向逆反应方向进行，即v（正）＜v（逆）。答案为：＞；＜；
②由图可知，在t1K时，甲醇的平衡转化率为60%。向固定体积为1L的密闭容器中充入2molCH3OH(g)，温度保持不变，9分钟时达到平衡，平衡时，甲醇的物质的量为0.8mol，甲醛的物质的量为1.2mol，H2的物质的量为1.2mol，则平衡时甲醇的物质的量浓度为0.8mol·L－1，甲醛的物质的量浓度为1.2 mol·L－1，H2的物质的量浓度为1.2mol·L－1，0～9min内用CH3OH(g)表示的反应速率v(CH3OH)=。根据平衡常数的定义，温度为t1时，该反应的平衡常数K=；故答案为：0.13mol·L-1·min-1；；
II.（3）由图1可知，CO2在催化剂铜的表面进行转化最终生成的产物是C2H4，根据发生的氧化还原反应的关系，有：2CO2～C2H4～12e-，当直接传递的电子物质的量为2mol，则参加反应的CO2的物质的量为0.33mol。答案为：0.33mol；
（4）由图2可知，Cu与电源的负极相连，Cu电极为电解池的阴极，发生还原反应，CO2得电子生成CH4，电极反应方程式为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。答案为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-；
III.（5）铜离子达排放标准的物质的量浓度为，根据Ksp(CuS)=1×10-36，可知要使铜离子的浓度符合排放标准，溶液中的硫离子的物质的量浓度为mol·L－1。答案为：。
14.
【答案】（1）逆向 （2）80%
【解析】【分析】（1）根据平衡移动原理，结合温度与平衡常数的关系分析判断；
（2）假设A转化浓度为x，根据物质反应转化关系，可得平衡时各种物质的浓度，带入平衡常数表达式可得x的数值，然后利用转化率=×100%计算。
【详解】（1）根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。由表格数据可知，升高温度，该反应的化学平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应方向为吸热反应；
（2）在2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，发生反应：A(g)+B(g)C(g)+D(g)，反应开始时c(A)=0.2 mol÷2 L=0.1 mol/L，c(B)=0.8 mol÷2 L=0.4 mol/L，c(C)=c(D)=0，假设反应达到平衡时A转化浓度为x，根据物质反应转化关系可知平衡时：c(C)=c(D)=x mol/L，c(A)=(0.1-x) mol/L，c(B)=(0.4-x) mol/L，由于在830℃时平衡常数为1.0，所以=1.0，解得x=0.08 mol/L，所以830℃达平衡时，A的转化率=×100%=80%。
【点睛】
本题考查了平衡移动原理的应用。涉及化学平衡常数的应用及反应转化率的计算注意温度对吸热反应影响更大，温度不变时，化学平衡常数不变，化学方程式相反时，平衡常数则互为倒数。
15.
【答案】（1）A （2）D （3）B （4）B （5）C
【解析】【分析】（1）在恒温等压条件下，两个平衡中C的浓度，说明两个反应为等效平衡，将投料“一边倒”后只要n(A)：n(B)＝3：1或n(C)：n(D)＝2：1，该反应一定与原反应互为等效平衡，平衡时C的浓度一定为w mol/L；
（5）该反应前后气体系数之和不相等，所以若要在恒温等体积的条件达到等效平衡，需要将物料“一边倒”之后有完全一样的投料。
【详解】（1）A．6mol A+2mol B，n(A)：n(B)=6mol：2mol=3：1，所以该反应与原反应为等效平衡，平衡后C的浓度仍为w mol/L，故A正确；
B． 3mol A+1mol B+2mol C，相当于加入了4molC、1molD，n(C)：n(D)=4：1，两个反应不是等效平衡，所以达到平衡时C的浓度一定不是w mol/L，故B错误；
C．2mol C+1mol B+1mol D，相当于加入了3molA、2molB，n(A)：n(B)=3mol：2mol=3：2，该反应与原反应不是等效平衡，故C错误；
D．1mol C+2mol D，n(C)：n(D)=1：2，与原平衡不是等效平衡，达到平衡时C的浓度不是w mol/L，故D错误；
故答案为：A；
（2）该反应为气体体积减小的反应，原容器P的体积可变，随着反应进行，容器体积缩小，相当于加压，而容器Q的体积不变，二者条件不一样，所以无法判断应如何充入起始反应组分；
故答案为D；
（3）容器Q体积不变，所以反应正向进行时容器内压强减小，P容器恒压，所以对于Q来说，容器P相当于缩小体积加压，加压会使该反应正向移动，C的浓度增大，所以容器Q中的平衡时C的浓度小于w mol/L；
故答案为B；
（4）2 mol C和1 mol D反应与3 mol A和1 mol B相当，根据（3）可知此时达到平衡时C的浓度小于w mol/L，再加1molD促使反应向左进行，C的浓度进一步减小，所以v＜w；
故答案为：B；
（5）A．1 mol C＋0.5 mol D与2 mol C和2mol D投料不同，故A不符合题意；
B．3 mol A＋2 mol B相当于2molC+1molD+1molB，与2 mol C和2mol D投料不同，故B不符合题意；
C．3 mol A＋1 mol B相当于2molC+1molD再加1molD即2 mol C和2mol D，投料相同，故C符合题意；
D．C选项符合题意，故D错误；
故答案为C。
【点睛】
对于反应前后气体系数之和不相等的可逆反应，等温等压条件下，只要将投料“一边倒”之后，各物质比例相同(不一定等于计量数之比)，即可达到等效平衡；等温等容条件下，只有将投料“一边倒”之后，各物质的投料完全相同，才能达到等效平衡。
16.
【答案】（1）短
（2）大
（3）基本相同 气密性良好
（4）测定一段时间内产生的H2体积 测定一段时间内H+的农度变化或测定一段时间内锌粒质量的变化
【解析】【分析】反应物浓度越大、温度越高反应速率越快，对比实验要用控制变量的思想进行分析。
【详解】（1 ）实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体，②所用时间比①所用时间短，故答案为：短。
（2）实验结论：4mol•L-1硫酸与锌反应比1mol•L-1硫酸与锌反应速率大，故答案为：大。
（3）注意事项：
a．锌粒的颗粒（即表面积）大小相同，故答案为：基本相同。
c．装置不漏气，且计时要迅速准确，故答案为：气密性良好。
（4）实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有：测定一段时间内产生的H2体积；测定一段时间内H+的农度变化或测定一段时间内锌粒质量的变化等，故答案为：测定一段时间内产生的H2体积；测定一段时间内H+的农度变化或测定一段时间内锌粒质量的变化。
17.
【答案】（1）
（2）抑制Fe3＋水解 Fe2O3
（3）－824.35 kJ/mol
（4）B
【解析】【分析】（1）固体、纯液体不计入平衡常数表达式；
（2）FeCl3是强酸弱碱盐，水解呈酸性；加热促进氯化铁水解，氯化铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和盐酸，蒸发溶液，氯化氢挥发；
（3）根据盖斯定律计算2Fe(s)＋O2(g)== Fe2O3(s)的ΔH；
（4）该反应在常温下易于进行，反应是自发进行的氧化还原反应，该反应是反应前后气体体积减小的化合反应；
【详解】（1）平衡常数是各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，固体、纯液体不计入平衡常数表达式，Fe2O3(s)＋3CO(g) ⇌2Fe(s)＋3CO2(g)，该反应的平衡常数表达式K＝ ；
（2）铁离子水解Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，实验室配制FeCl3溶液时，应向其中加入少量浓盐酸抑制铁离子水解；
氯化铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和盐酸，蒸发溶液，氯化氢挥发，得到水解产物氢氧化铁，灼烧得到氧化铁；
（3）①Fe2O3(s)＋C(s)=CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1 kJ/mol
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
根据盖斯定律，②×- ①得2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH=－393.5 kJ/mol ×-234.1 kJ/mol=－824.35 kJ/mol；
（4）A．Fe(OH)2在空气中短时间内可被氧化为Fe(OH)3，该反应是能自发进行的反应，故A正确；
B．反应后气体体积减小，该反应是熵减小的反应，故B错误；
C．该反应由三种物质生成一种物质，是化合反应，故C正确；
D．反应前后铁元素、氧元素化合价发生变化，该反应是氧化还原反应，故D正确；
【点睛】
本题考查了化学平衡常数、化学反应速率的计算，盐的水解应用等，注意固体、纯液体不计入平衡常数表达式；明确辨析概念是解题关键。
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