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高考化学二轮复习讲义+分层训练解密09化学反应速率与平衡(集训)(解析版)
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这是一份高考化学二轮复习讲义+分层训练解密09化学反应速率与平衡(集训)(解析版)，共30页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
解密09 化学反应速率与平衡
一、选择题
1．（2021·湖南株洲市高三一模）下列有关说法中，正确的是( )
A．在 KMnO4 酸性溶液做电解质的原电池中，MnO4-一定向负极移动
B．常温常压下能发生自发反应的两种物质，在常温常压下一定不能大量共存
C．燃烧反应一定有电子的转移，并一定伴随着能量的放出
D．其他条件不变时，向平衡体系 mA(g)+nB(g)=pC(g)中加入一定量的A，A的转化率一定减小
【答案】C
【解析】A项，原电池工作时，阴离子向负极移动，但在 KMnO4 酸性溶液做电解质的原电池中，MnO4-具有强氧化性，可能在正极得到电子发生还原反应，不向负极移动，故A错误；B项，常温常压下能发生自发反应的两种物质，但在常温常压下不一定能发生反应，如氢气和氧气生成水的反应，由常温下△H—T△S＜0可知，能自发进行，但氢气和氧气需要点燃才能反应，常温常压下能大量共存，故B错误；C项，燃烧反应都有能量放出，都属于放热反应，反应中一定有元素化合价的苯环，都有电子的转移，故C正确；D项，其他条件不变时，向平衡体系 mA(g)+nB(g)=pC(g)中加入一定量的A，A的转化率不一定减小，如氮气和氧气生成一氧化氮的反应达到平衡后，再加入一定量的氧气，氧气与一氧化氮反应生成二氧化氮，氧气的转化率会增大，不会减小，故D错误；故选C。
2．（2021·雷州市第二中学质检）下列关于可逆反应A(?)2B(s)+C(g) ∆H=+Q；(Q>0)的说法正确的是 ( )
A．若反应中气体的摩尔质量保持不变，则反应一定达到平衡状态
B．平衡后，恒温下扩大容器体积，再次平衡后气体密度一定减小
C．平衡后，恒容下升高温度，再次平衡后气体C的体积分数可能减小
D．平衡后，恒温恒容下，通入气体C，C的浓度可能不变
【答案】D
【解析】A项，若A不是气体，反应体系只有C是气体，则任意时刻气体摩尔质量都保持不变，反应不一定达到平衡状态，故A错误；B项，若A不是气体，温度不变，平衡常数K=c(C)不变，C的浓度不变，密度也不变，若A是气体，反应前后气体体积不变，恒温下扩大容器体积，平衡不移动，密度减小，故B错误；C项，若A不是气体，C的体积分数可能一直是100%，此反应是吸热反应，若A是气体，恒容下升高温度，平衡正向移动，C的体积分数增大，故C错误；D项，平衡后，恒温恒容下，通入气体C，若A不是气体，平衡常数K=c(C)不变，气体C的浓度不变，故D正确；故选D。
3．（2021·广东中山市期末）某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋x D(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成2 mol C，且反应前后压强之比为6∶5，则下列说法正确的是( )
A．根据题意计算可得
B．用A表示的反应速率是0.75 mol˙L-1˙min-1
C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
D．若起始时A、B的物质的量之比为3∶2，则2 min末A、B的转化率相等
【答案】D
【解析】对于反应3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋x D(g)，因为C为固体，根据容器的体积不变，反应前后气体的压强之比等于气体的物质的量之比。反应前气体总物质的量为6 mol，反应前后压强之比为6：5，所以反应后气体的总物质的量为5 mol。A项，达到平衡时生成2 mol C，则消耗A的物质的量为1.5 mol，消耗B的物质的量为1 mol，生成D的物质的量为0.5x mol，则平衡时A的物质的量为4 mol-1.5 mol=2.5 mol，B的物质的量为2 mol-1 mol=1 mol，则2.5 mol+1 mol+0.5x mol=5 mol，x=3，A错误；B项，用A表示的反应速率为v(A)=mol˙L-1˙min-1，B错误；C项，因为x=3，正反应为气体体积减小的反应，所以增大该体系的压强，平衡向右移动，，温度不变，化学平衡常数不变，化学平衡常数与浓度、压强没有关系，C错误；D项，若起始时A、B的物质的量之比为3∶2，物质反应的物质的量的比是3∶2，则2 min末达到平衡时A、B的转化量之比仍为3：2，所以2 min末达到平衡时A、B的转化率相等，D正确；故选D。
4（2021·福建高三零模）K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。分别在26.3℃，50.0℃恒温条件下，往100mL0.100 mol·L-1的K2Cr2O7溶液中加入一定量K2Cr2O7固体，持续搅拌下pH传感器连续测量溶液的pH，得到如下实验图像，下列说法正确的是( )
A．曲线①是50.0℃的pH-t曲线
B．曲线②对应的平衡常数的数量级是10-14
C．t1后，c(Cr2O72-)+ c(CrO42-)=c(K+)
D．26.3℃，与0.100mol·L-1的K2Cr2O7溶液相比，达到新平衡时c2(CrO42-)/c(Cr2O72-)增大
【答案】B
【解析】A项，升高温度使平衡正向移动，氢离子浓度变大，pH减小，所以曲线②是50.0℃的pH-t曲线，A错误；B项，反应Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+的平衡常数表达式为K=，据图可知曲线②上0.100 mol·L-1的K2Cr2O7溶液的pH=3.75，所以c(CrO42-)= c(H+)=10-3.75mol/L，则K=≈10-14，B正确；C项，根据物料守恒n(Cr)=n(K)，所以2c(Cr2O72-)+ c(CrO42-)=c(K+)，C错误；D项，，加入一定量K2Cr2O7固体后pH减小，即c(H+)增大，而K不变，所以该比值减小，D错误。
5．（2021·广东广州市期末）某课题组利用碳氨液［(NH4)2CO3、NH3·H2O)］从辉铜矿石(主要成分 Cu2S)中直接浸取铜并制取铜盐，其过程如下图所示。
其反应机理如下：
①Cu2S(s) 2Cu+(aq)+ S2-(aq)(快反应)
②4Cu++O2+2H2O=4Cu2++OH-(慢反应)
③Cu2++4NH3·H2O = Cu(NH3)42++4H2O (快反应)
下列说法正确的是
A．通入热的空气可以加快铜的浸出率，温度越高，浸出率越大
B．浸出装置发生的反应中，热空气的作用是氧化剂，Cu(NH3)42+是还原产物
C．在浸出装置中加入适量的(NH4)2S2O8，使平衡①、②正向移动，铜的浸出率增大
D．提高铜的浸出率的关键因素是提高反应②的速率，原因是反应②的活化能比反应①、③的小
【答案】C
【解析】A项，温度太高,会造成碳酸铵或氨水分解，铜的浸出率反而降低，A错误；B项，反应中氧气为氧化剂，Cu(NH3)42+是氧化产物，B错误；C项，铵根离子可以结合氢氧根离子，使平衡①、②反应正向移动，C正确；D项，反应②的活化能比反应①、③的大，D错误；故选C。
6．（2021·山西运城市期末）利用辉钼矿冶炼组的原理为MOS2(s)+4H2(g)+2 Na2CO3(s)MO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。在压强为的条件下，测得达到平衡时的有关气体体积分数的变化如图中实线所示：
下列判断正确的是( )
A．通过图象曲线变化规律无法判断ΔH正负
B．a为CO变化曲线，b为水蒸气变化曲线
C．压强为0.5MPa时，虚线Ⅱ可能为H2的变化曲线
D．M点H2的转化率为75%
【答案】C
【解析】A项，由图像可知，随着温度的升高，氢气的体积分数不断减小，说明温度升高使化学平衡向正反应方向移动，因此，可以通过图象曲线变化规律判断该反应的ΔH＞0，ΔH是正值，A不正确；B项，由a、b两曲线的变化规律可知，升高相同的温度，a曲线所代表的气体的体积分数增长的较大，因此，a为水蒸气（其化学计量数较大）变化曲线，b为CO变化曲线，B不正确；C项，由于正反应是气体分子数增大的反应，在相同温度下增大体系的压强，该反应的化学平衡向逆反应方向移动，H2的体积分数变大，因此，压强为0.5MP时，虚线Ⅱ可能为H2的变化曲线，C正确；D项，假设H2的起始量为4mol，到达平衡后其变化量为x，则根据化学方程式MOS2(s)+4H2(g)+2 Na2CO3(s)MO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知，CO的变化量为0.5x、H2O的变化量为x，则平衡时气体的总物质的量为4mol+0.5x，由图像中的信息可知，M点H2和的体积分数相同，均为40%，则，解之得x=2mol，H2的转化率为，D不正确。故选C。
7．(2021·河北石家庄二中期末)80℃时，NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入NO2和SO2，起始浓度如下表所示，其中甲经2min达平衡时，NO2的转化率为50%，下列判断不正确的是( )
起始浓度
甲
乙
丙
c(NO2)/mol ·L－1
0.10
0.20
0.20
c(SO2)/mol ·L－1
0.10
0.10
0.20
A．平衡时，乙中SO2的转化率大于50%
B．当反应平衡时，丙中c(SO2)是甲中的2倍
C．温度升至90℃，上述反应平衡常数为25/16，则正反应为吸热反应
D．其他条件不变，若起始时向容器乙中充入0.10mol ·L－1 NO2和0.20 mol ·L－1 SO2，达到平衡时c(NO)与原平衡不同
【答案】D
【解析】甲经2min达平衡时，NO2的转化率为50%，故Δc(NO2)=0.05mol/L，则：
NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
开始(mol/L)：0.1 0.1 0 0
转化(mol/L)：0.05 0.05 0.05 0.05
平衡(mol/L)：0.05 0.05 0.05 0.05
故该温度下平衡常数K==1。A项，令乙中SO2的浓度变化量为x，则：
NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
开始(mol/L)：0.2 0.1 0 0
转化(mol/L)： x x x x
平衡(mol/L)：0.2-x 0.1-x x x
所以=1，解得x=，故二氧化硫的转化率为×100%=66.7%＞50%，故A正确；B项，反应前后气体的体积不变，恒温恒容下，甲、丙两容器内起始浓度n(NO2)：n(SO2)=1：1，甲、丙为等效平衡，平衡时二氧化硫的物质的量分数相同，丙中总物质的量为甲中的2倍，则反应平衡时，丙中c(SO2)是甲中的2倍，故B正确；C项，温度升至90℃，上述反应平衡常数为，大于80℃的平衡常数1，则升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，故C正确；D项，令平衡时NO的浓度为ymol/L，则：
NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
开始(mol/L)：0.1 0.2 0 0
转化(mol/L)： y y y y
平衡(mol/L)：0.1-y 0.2-y y y
则=1，解得y=，而乙平衡时CO的浓度mol/L，故D错误；故选D。
8．（2021·重庆高三零模）MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成。其反应式为：
为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为a mol/L，反应过程中的液体体积变化忽略不计。下列说法错误的是
A．X、Y两点的MTP的物质的量浓度相等
B．X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)>v(Z)
C．若Z点处于化学平衡，则210℃时反应的平衡常数K=mol/L
D．190℃时，0～150 min之间的MTP的平均反应速率为mol/(L·min)
【答案】C
【解析】A项，由图知X、Y两点反应物的转化率相等，则MTP的物质的量浓度相等，A正确；B项，由图知，X点曲线斜率大于Z点，则X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)>v(Z) ，因为Z点转化率已达98%，反应物浓度极小，则反应速率下降，B正确；C项，由题知，反应过程中甲醇不断从体系中移走，若Z点处于化学平衡，则210℃时甲醇的浓度不等于0.98amol/L，则反应的平衡常数K不等于mol/L，C错误；D项，190℃时，0～150 min之间的MTP的浓度减少了0.67mol/L，则其平均反应速率为mol/(L·min)，D正确；故选C。
9．（2021·江苏高三零模）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH= -164.7 kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH= 41.2 kJ/mol
反应Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) ΔH= -247.1 kJ/mol
向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=
B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化
C．提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
D．CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的ΔH= -205.9 kJ/mol
【答案】C
【解析】A项，化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应Ⅰ的平衡常数为K=，故A错误；B项，反应物CO2的量逐渐减小，故图中曲线A表示CO2的物质的量变化曲线，由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，CO的物质的量增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CH4的物质的量变化曲线，故B错误；C项，反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，降低温度有利于反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，即可提高 CO2转化为CH4的转化率，所以需要研发在低温区高效的催化剂，故C正确；D项，-(反应Ⅱ+反应Ⅲ)得到目标反应，则CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的ΔH=-[41.2 kJ/mol +(-247.1 kJ/mol)] =205.9 kJ/mol，故D错误；故选C。
10．（2021·山东烟台市高三期末）科研工作者利用生物无水乙醇催化脱水制备乙烯，有关反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是
温度（K）
化学平衡常数
Ⅰ. C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g)
Ⅱ. C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(g)
500
3.2
0.80
700
7.7
0.14
900
12.3
0.12
A．升高温度，反应Ⅰ的速率加快，反应Ⅱ的速率减慢
B．通过改变温度和压强均能促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
C．降低温度使C2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g)平衡逆向移动
D．500K，C2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g)的化学平衡常数为5.6
【答案】C
【解析】A项， 升高温度，反应速率加快，故反应Ⅰ、Ⅱ的速率均加快，故A错误；B项， 由温度升高，反应Ⅰ的平衡常数增大，反应Ⅱ的平衡常数减小，可知反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，故改变温度促进反应Ⅰ即为升高温度，可使反应II平衡向逆反应方向移动，即抑制反应；但由于反应II的左侧化学计量数等于右侧化学计量数之和，故改变压强不能使反应平衡移动，即不能促进反应也不能抑制反应，故B错误；C项，已知反应Ⅰ：C2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g) K1，反应ⅡC2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g) K2，由反应I×2-反应II可得C中反应C2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g)，故C中反应的化学平衡常数，计算得C中反应在温度为500K、700K、900K时的化学平衡常数分别为12.8、423.5、1260.75，随温度升高，化学平衡常数增大，故C中反应为吸热反应，故降低温度，平衡逆向移动，故C正确；D项， 由C中分析知，500K时该反应的化学平衡常数为12.8，故D错误；故选C。
11．（2021·广东佛山市高三一模）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是反应趋势变化的转折点
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CO2为主
【答案】C
【解析】A项，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，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为ΔG＜0，则-TΔS>0，所以ΔH＜0，A正确；B项，ΔG负的成都越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时两反应的ΔG相等，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确；C项，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项，当温度低于983K时，L1的ΔG小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确；、故选C。
12．（2021·太原市山西实验中学高三月考）如图所示，左室容积为右室的两倍，温度相同，现分别按照如图所示的量充入气体，同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡，打开活塞，继续反应再次达到平衡，下列说法不正确的是( )
A．第一次平衡时， SO2的物质的量左室更多
B．气体未反应前，左室压强和右室一样大
C．第一次平衡时，左室内压强一定小于右室
D．第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2的物质的量的2倍多
【答案】D
【解析】A项，若右室的容积与左室相等，左室和右室在相同条件下达到的平衡状态相同，含有的SO2物质的量相等，右室在此平衡状态时将体积缩小为原来的，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2物质的量减少，则第一次平衡时，SO2物质的量左室更多，故A正确；B项，通入气体未反应前，左室气体总物质的量为2mol+1mol+1mol=4mol，右室气体总物质的量为2mol，左室容积为右室的两倍，温度相同，则左室压强和右室一样大，B项正确；C项，左室从正反应开始建立平衡，左室平衡时压强小于左室起始压强，右室从逆反应开始建立平衡，右室平衡时压强大于右室起始时压强，左室与右室起始压强相等，则第一次平衡时左室内压强一定小于右室，故C项正确；D项，若在容积为2倍左室容积的容器中起始充4 mol SO2、2molO2，相同条件下达到平衡时SO2物质的量为左室SO2物质的量的2倍，打开活塞相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入2 mol SO2、1molO2、2 mol SO3(g)、1 mol Ar，等效于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入4 mol SO2、2molO2、1 mol Ar，相对于2倍左室容积的容器缩小了体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2物质的量减小，即第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2物质的量的2倍要少，D项错误；故选D。
13．（2021·太原市山西实验中学高三月考）80℃时，NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中，投入NO2和SO2，起始浓度如下表所示，其中甲经2 min达平衡时，NO2的转化率为50%，下列说法正确的是( )
起始浓度
甲
乙
丙
c(NO2)/(mol·L-1)
0.10
0.20
0.20
c(SO2)/(mol·L-1)
0.10
0.10
0.20
A．容器甲中的反应在前2 min的平均速率v(SO2)=0.05 mol·L-1·min-1
B．达到平衡时，容器丙中正反应速率与容器甲相等
C．温度升至90℃，上述反应平衡常数为1.56，则反应的ΔH＜0
D．容器乙中若起始时改充0.10 mol·L-1NO2和0.20 mol·L-1SO2，达到平衡时c(NO)与原平衡相同
【答案】D
【解析】根据来计算平均反应速率；该反应是不受压强影响的平衡，结合本题情况反应速率主要受浓度影响；计算该温度下的平衡常数，与1.56做比较，升高温度，若K增大，即为吸热反应；若K减小，即为放热反应；根据三段式计算两情况下NO的平衡浓度，并做比较。A项，2min内容器甲中SO2消耗的物质的量等于消耗NO2的物质的量，2min内SO2的平均速率，故A错误；B项，反应NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)为气体体积不变的反应，压强不影响平衡，则容器甲和丙互为等效平衡，平衡时反应物转化率相等，因为丙中各组分浓度为甲的2倍，则容器丙中的反应速率较大，故B错误；C项，80℃时，以甲容器计算平衡常数为1，温度升至90℃，上述反应平衡常数为1.56>1，则升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，该反应的ΔH > 0，故C错误；D项，原容器乙达到平衡时NO的浓度为xmol∙L-1，
，解得，当容器乙中若起始时改充0.10 mol·L－1NO2和0.20 mol·L－1SO2，达到平衡时NO的浓度为ymol∙L-1，
，，因此达到平衡时c(NO)与原平衡相同，故D正确；故选D。
14．（2021·沙坪坝区重庆八中高三月考）某密闭容器中投入1 mol A和1 mol B进行反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(s) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)，其产物体积分数随反应物物质的量的比值的变化如图所示。下列说法不正确的是
A．当反应速率2vB正=vA逆，则表明反应达到平衡状态
B．若容器密闭绝热，达平衡后压缩容器体积，温度降低，平衡常数增大
C．若容器恒温恒压，达平衡后充入1 mol氦气，A的转化率不变
D．若容器恒温恒容，达平衡后再加入1 mol A，容器内C的体积分数增大
【答案】B
【解析】A项，，说明A的正逆反应速率相等，能表明反应达到平衡状态，故A正确；B项，若容器密闭绝热，D为固体，该反应为前后气体分子数相等的反应，达平衡后压缩容器体积，平衡不移动，平衡常数不变，故B错误；C项，恒温恒压，达平衡后充入1 mol惰性气体相当于减压，仍不影响平衡移动，转化率不变，故C正确；D项，恒温恒容，达平衡后再加入1 mol A相当于按系数比充入反应物，由图示信息可知，产物体积分数最大，故D正确；故选B。
15．（2021·重庆期末）活性炭可以高效处理二氧化氮污染。在温度为T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2，发生反应：2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g)，反应相同时间，测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．T℃时，该反应的化学平衡常数为
B．图中c点所示条件下：v(正)>v(逆)
C．图中a、c点对应的CO2浓度：ca(CO2)>cc(CO2)
D．容器内的压强：pa︰pb>6︰7
【答案】A
【解析】A项，由图可知，b点NO2的转化率最高，，而ab曲线上对应容器的体积均小于V2L，起始投料相同，则NO2的起始浓度均大于b点，ab曲线上物质的反应速率均大于b点，所以ab曲线上反应均先于b点达到平衡状态，即ab曲线上反应均达到平衡状态，由于a点时NO2的转化率为40%，a点反应三段式为：
各物质平衡浓度为、、，T0C时，该反应的化学平衡常数K，故A错误；B项，b点达到平衡状态，b点以后，随着容器体积的增大，NO2的起始浓度减小，反应速率减慢，达到平衡的时间延长，所以bc曲线上反应均未达到平衡状态，并且NO2的起始浓度均小于b点，反应速率也小于b点，则bc曲线上反应正向进行，即图中c点所示条件下，v(正)>v(逆)，故B正确；C项，图中a点、c点O2的转化率相同，但a点容器体积小于c点容器体积，则对应的CO2浓度：ca(CO2)>cc(CO2)，故C正确；D项，b点反应三段式：
根据A选项中a点反应三段式、b点三段式和PV=nRT可知，PaV1=1.2RT，PbV2=1.4RT，由于V2>V1，所以容器内的压强：pa︰pb>6︰7，故D正确；故选A。
16．（2020·海伦市第一中学高三月考）在某温度下，向三个初始体积均为的密闭容器中按下表所示投料，发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。下列说法不正确的是( )
容器编号
容器类型
起始物质的量/
平衡时SO3的物质的量/
SO2
O2
SO3
Ⅰ
恒温恒容
2
1
0
1.8
Ⅱ
绝热恒容
0
0
2
a
Ⅲ
恒温恒压
2
1
0
b
A．容器Ⅰ中SO2转化率小于容器Ⅲ中SO2的转化率
B．容器Ⅲ平衡体系中保持容器压强不变，充入0.10mol SO3(g)，新平衡后SO3浓度未变
C．平衡时SO3的物质的量：、
D．若容器Ⅰ中有0.10mol SO2(g)、0.20molSO2(g)和0.10mol SO3(g)，则此时
【答案】C
【解析】A项，恒温恒压时，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为气体体积减小的反应，与容器Ⅰ平衡相比相当于压强增大，平衡向生成SO3方向移动，所以容器Ⅰ中SO2转化率小于容器Ⅲ中SO2的转化率，故A正确；B项，容器Ⅲ平衡体系中保持容器压强不变，再充入0.10mol SO3(g)，和原平衡等效，所以新平衡后SO3浓度不变，故B正确；C项，绝热恒容时，SO3为反应物，发生2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)反应，正反应为吸热反应，温度降低，平衡向生成SO3方向移动，a>1.8；恒温恒压时，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为气体体积减小的反应，与容器Ⅰ平衡相比相当于压强增大，平衡向生成SO3方向移动，b>1.8，故C错误；D项，容器Ⅰ中反应达到平衡状态时，c(SO3)=1.8mol/L，c(SO2)=mol/L=0.2mol/L，c(O2)==0.1mol/L，化学平衡常数K==8100，若起始时向容器Ⅰ中充入0.10mol SO2(g)、0.20molSO2(g)和0.10mol SO3(g)，浓度商Qc==5<8100，则该反应向正反应方向移动，则此时，故D正确；故选C。
17．（2020·河南开封市质检）已知反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) △H<0。温度T时，在两个体积均为1 L的恒容密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如表：
容器编号
起始物质
t/min
0
20
40
60
80
100
Ⅰ
0.5 mol I2、0.5 mol H2
ω(HI)/%
0
50
68
76
80
80
Ⅱ
x mol HI
ω(HI)/%
100
91
84
81
80
80
上述反应中v正=ka·w(H2)·w(I2)，v逆=kb·w2(HI)，其中ka、kb为常数。下列说法正确的是（ ）
A．温度为T时，该反应的=64
B．容器Ⅰ中，前20 min的平均速率v(HI)=0.05 mol·L-1·min-1
C．若起始时，向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1 mol的H2、I2和HI，反应逆向进行
D．x的值一定为1
【答案】A
【解析】A项，设H2和I2转化了n mol，利用三段式：
平衡时ω(HI)/%=80%=，解得n=0.4，K==64，反应达到平衡时正逆反应速率相等，v正=ka·w(H2)·w(I2)=v逆=kb·w2(HI) ，即=K=64，故A正确；B项，20 min时，ω(HI)=50%，则n(HI)=(0.5 mol+0.5mol)×50%=0.5 mol，v(HI)== 0.025 mol·L-1·min-1，故B错误；C项，起始时，向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1 mol的H2、I2和HI，此时浓度熵Qc==1＜64，反应正向移动，故C错误；D项，H2(g)+I2(g)2HI(g)反应前后气体物质的量不变，改变压强，平衡不移动，因此x不论为何值，Ⅰ和Ⅱ都等效，故D错误；故选A。
18．（2021·江苏扬州市高三期末）已知反应2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)ΔH。根据理论计算，在恒压、起始物质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶3条件下，该反应达平衡时各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
实验发现，在实际反应过程中还可能生成C3H6、C3H8、C4H8等副产物。下列有关说法正确的是( )
A．由理论计算可知，ΔH＞0
B．理论计算图中曲线d表示的是平衡时C2H4物质的量分数的变化
C．在实际反应中，450K达到平衡时，n(C2H4)∶n(H2O)＜4∶1
D．在实际反应中，改用选择性更好的催化剂不能提高C2H4的产率
【答案】B
【解析】
由题中信息可知，两反应物初始投料之比等于化学计量数之比，由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1: 3，d和b表示的物质的物质的量分数之比为1: 4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c。A项，由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，ΔH＜0，A错误；B项，．由题分析可知曲线d表示的是平衡时C2H4物质的量分数的变化，B正确；C项，实验发现，在实际反应过程中还可能生成C3H6、C3H8、C4H8等副产物，根据碳元素守恒，故实际反应中，450K达到平衡时，n(C2H4)∶n(H2O)＜1∶4，C错误；D项，实际反应中，选择合适的催化剂，可以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生，故改用选择性更好的催化剂能提高C2H4的产率，D错误；故选B。
19．（2021·江苏苏州市高三月考）一定条件下存在反应：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) △H>0.向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量初始物质，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。
容器
甲
乙
丙
容积(L)
0.5
0.5
v
温度(℃)
T1
T2
T1
起始量
1molC(s)，1molH2O(g)
1molCO(g)，1molH2(g)
3molC(s)，2molH2O(g)
下列说法正确的是
A．甲容器中，反应在5～15 min间的平均速率v(CO)=0.15 mol·L-1·min-1
B．温度为T1℃时，反应的平衡常数K=45
C．乙容器中，若平衡时n(C)=0.19 mol，则T1>T2
D．丙容器的体积V=0.4
【答案】D
【解析】A项，甲容器中，反应在5～15 min间的平均速率v(CO)==0.05 mol·L-1·min-1，故A错误；B项，水的起始浓度为c(H2O)==2mol/L，甲容器中
温度为T1℃时，反应的平衡常数K===4.5故B错误；C项，若甲乙温度相同，则为等效平衡，平衡时水的物质的量相同，甲中平衡时n(CO)=0.5L×1.5mol/L=0.75mol,则消耗的n(C)=0.75mol,剩余的n(C)=0.25mol, 乙容器中，若平衡时n(C)=0.19 mol<0.25mol,则乙相对于甲中平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，则T2>T1,故C错误；D项，甲丙是相同温度，所以平衡常数相等，设丙容器的体积为V，则
所以K==,解得V=0.4L,故D正确；故选D
20．(2021·山东烟台期末)工业上主要采用甲醇与CO的羰基化反应来制备乙酸，发生反应如下：CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(l)。在恒压密闭容器中通入0.20mol的CH3OH(g)和0.22mol的CO，测得甲醇的转化率随温度变化如图所示。假设在T2温度下，达到平衡时容器的体积为2L。下列说法正确的是( )
A．该反应的平衡常数T1＜T2
B．B点时CO的转化率约为27.7%
C．T1时，该反应的正反应速率：B点大于A点
D．T2时向上述已达平衡的恒压容器中，再通入0.12molCH3OH和0.06molCO气体时容器体积变为4L，此时平衡不发生移动
【答案】D
【解析】A项，根据图可知，甲醇的转化率随着温度的升高而减小，说明升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此平衡常数T1＞T2，故A错误；B项，根据图像，B点时CH3OH的转化率为80%，即反应的甲醇为0.16mol，则反应的CO为0.16mol，CO的转化率=×100%=72.7%，故B错误；C项，T1时，A点未达到平衡，此时甲醇的浓度大于B点甲醇的浓度，浓度越大，反应速率越快，因此温度为T1时，该反应的正反应速率：B点小于A点，故C错误；D项，根据图像，温度为T2时， CH3OH的转化率为60%，即反应的甲醇为0.12mol，则反应的CO为0.12mol，平衡时甲醇为0.08mol，则反应的CO为0.10mol，平衡时容器的体积为2L，平衡浓度分别为甲醇为0.04mol/L，CO为0.05mol/L。再通入0.12 mol CH3OH和0.06 mol CO的混合气体，容器体积变为4L，此时浓度分别为甲醇为=0.05mol/L，CO为=0.04mol/L，Qc==K=，平衡不移动，故D正确；故选D。
二、非选择题
21．（2021·湖北高三零模）甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ/mol
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ/mol
恒定压强为时，将n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：_____________________。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A．恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快
B．恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快
C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快
D．加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
(3)系统中H2的含量，在700℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：
①低于700℃，_________________________________________________；
②高于700℃，________________________________________________________。
(4)已知投料比为n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体，p =100kPa。600℃时，CH4的平衡转化率为_______，反应①的平衡常数的计算式为K p =_______(K p是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=247kJ/mol (2)C
(3) ①由于正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质的量逐渐增大
②随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小
(4)77.78% 5859.375
【解析】
(1) ①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ/mol
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ/mol
根据盖斯定律，①-②，ΔH=+206kJ/mol+41kJ/mol=247kJ/mol，得到CH4和CO2生成H2和CO的热化学方程式：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=247kJ/mol；
(2)由反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ/mol。A项，恒温、恒容条件下，加入惰性气体，总压强增大，各物质的分压不变，各气体的浓度没变，化学反应速率不变，故A不符合题意；B项，恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数增加，有效碰撞几率增大，反应速率加快，故B不符合题意；C项，升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快，故C符合题意；D项，反应为吸热反应，加入合适的催化剂，缩短达到平衡的时间，但不影响平衡的移动，单位时间内气体的转化率不变；降低反应温度，平衡逆向移动，单位时间内气体的转化率减小，故D不符合题意；故选C； (3)①温度低于700℃时，由于正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质的量逐渐增大；②温度高于700℃，随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小；(4)已知投料比为n(CH4):n(H2O)=1:3的混合气体，设甲烷的初始物质的量为1mol，水蒸气的物质的量为3mol，设转化的甲烷的物质的量为x，设转化的一氧化碳的物质的量为y，
由图可知，600℃时，CH4的物质的量分数为0.04，各气体的总物质的量为1-x+3-x-y+x+3x+y=4+2x，==0.04，解得x=mol，的平衡转化率为×100%=77.78%；600℃时，由图可知，p =100kPa，平衡时H2的物质的量分数为0.50，可以得到：=0.5，解得y=mol，平衡时CO的物质的量=mol-mol=mol，CO的物质的量分数为=0.06，CH4的物质的量分数为0.04， H2O的物质的量分数为0.32，H2的物质的量分数为0.50，反应①的平衡常数的计算式为Kp===5859.375。
22．（2021·广东汕头市·高三期末）氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用，但同时又是环境污染的主要物质，研究其转化规律一直是科学家们的热点问题。回答下列问题：
(1)已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图(图中表示生成2 mol NO2的能量变化)。1 mol NO氧化为NO2的焓变ΔH=_______kJ/mol。
(2)某温度下，反应的平衡常数如下：
a．2NO2(g) N2(g)+2O2(g) K=6.7×1016
b．2NO(g) N2(g)+O2(g) K=2.2×1030
分解反应趋势较大的反应是_______(填“a”或“b”)；反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的K=_______。
(3)已知反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的正反应速率v正=k1cm(NO)cn(O2)，其中k为速率常数，该反应的历程为：
第一步：NO+NON2O2 快速平衡
第二步：N2O2+O22NO2慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v正=k1c2(NO)，ν逆=k-1c(N2O2)。下列叙述不正确的是_______(填字母)。
A．第一步反应的平衡常数K=
B．第二步的活化能比第一步的活化能高
C．v(第一步的正反应)>v(第二步的反应)
D．第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效
(4)二氯氨(NHCl2)是由氨气遇氯气生成的化合物，常用作饮用水二级消毒剂，在中性、酸性环境中会与水反应生成具有强杀菌作用的物质，该物质的电子式为_______。
(5)在恒温条件下，将2 mol Cl2和1 mol NH3充入某密闭容器中发生反应：2Cl2(g)+NH3(g) NHCl2(l)+2HCl(g)，测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是_______点(填“A”“B”或“C”)；计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=_______(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。)
【答案】(1)-56 (2)b 3.3×1013 (3)D
(4) (5)B 0.5 MPa-1
【解析】(1)由图可知，①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol，②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+68 kJ/mol，②-①得2NO(g)+O2(g)=2NO2 ΔH=-112 kJ/mol，则1 mol NO氧化为NO2的焓变ΔH=-56 kJ/mol。(2)平衡常数越大，反应越容易进行，b的平衡常数比a大，故b的反应趋势较大；反应b-a得到反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)，则反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的K=。(3)A项，第一步反应的平衡常数K=，平衡时v正=k1c2(NO)=ν逆=k-1c(N2O2)，则K==，故A正确；B项，第二步反应比第一步反应难，第二步的活化能比第一步的活化能高，故B正确；C项，v(第一步的正反应)是快反应，v(第二步的反应)是慢反应，v(第一步的正反应)>v(第二步的反应)，故C正确；D项，第二步反应是慢反应，说明N2O2与O2的有效碰撞几率较小，不可能达到100%，故D错误；故选D。(4)二氯氨(NHCl2)在中性、酸性条件下水解生成氨气和强杀菌作用的物质HClO，HClO 的电子式为。(5)根据平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系，可知B点HCl的物质的量浓度最大，则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是B点；设反应的NH3的物质的量为x mol，利用三段式求解：
C点Cl2的浓度等于HCl的浓度，则2-2x=2x，解得x=0.5，反应后气体总物质的量为(3-3x+2x) mol=2.5 mol，总压强为10 MPa，则平衡常数Kp(C)=
23．（2021·辽宁高二期末）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，工业上可由NO与Cl2反应制得，回答下列问题：
Ⅰ.(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：
2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1；K1
4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2；K2
2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) ΔH3；K3
则ΔH3=___________(用ΔH1和ΔH2表示)，K3=___________(用K1和K2表示)
Ⅱ.工业上通常用如下反应制备亚硝酰氯：2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) ΔH<0.
(1)已知上述反应中逆反应速率的表达式为v逆=k·cn(NOCl)。300℃时，测得逆反应速率与NOCl的浓度的关系如表所示：
c(NOCl)/(mol/L)
v逆 /(mol∙L-1∙s-1)
0.20
1.6×10-9
0.40
6.4×10-9
当c(NOCl)=0.50 mol·L-1时，v逆=___________mol·L-1·s-1
(2)保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3 mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应，平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示：
①图中T1、T2的关系为T1___________T2(填“>”“<”或“=”)；图中纵坐标为物质___________的转化率。图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是___________(填“A”“B”或“C”)。
②若容器容积为1 L，经过10min到达A点，该时间段内化学反应速率υ(NO)=___________。B点的平衡常数为___________。
③若在温度为T1，容积为1 L的容器中，充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl，υ(正)___________υ(逆)(填“<”“>”或“=”)
【答案】Ⅰ. (1)2ΔH1-ΔH2
Ⅱ. (1)10-8 (2) ① < Cl2 A ②0.16 mol/(L·min) 80L/mol ③>
【解析】Ⅰ.(1)根据盖斯定律可得ΔH3=2ΔH1-ΔH2，则K3=；
Ⅱ. (1)根据表格及v逆=k·cn(NOCl)，可列k ·0.2n=1.6×10-9，k ·0.4n=6.4×10-9，联立方程解得n=2，k=4×10-6，将c(NOCl)=0.50 mol·L-1带入表达式中可得v逆=10-8mol∙L-1∙s-1；故答案为10-8；
(2) ①ΔH<0，为放热反应，根据勒夏特列原理可得，升高温度，反应逆向移动，则T1< T2，横坐标为，随着比值的增大，转化率增大，则纵坐标为氯气的转化率，要想NOCl体积分数最大，则氯气的转化率要高，NOCl气体体积最大，=2时，生成的NOCl最多，故A点的NOCl体积分数最大；故答案为：<；CI2；A；②根据图像可得A点=2，且一氧化氮与氯气的物质的量的和为3mol，则一氧化氮的物质的量为2mol，氯气的物质的量为1mol，则列三段式为：
则υ(NO)== 0.16 mol/(L·min)，根据A点与B点温度相同，平衡常数相同，则 L/mol，故答案为：0.16 mol/(L·min)；80 L/mol ③T1时的平衡常数为80L/mol，充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl时，反应商Q= <80L/mol，平衡正向移动，υ(正) >υ(逆)。
24．（2021·四川省武胜烈面中学校检测）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例，该过程分两步进行：
第一步：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1
第二步：2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为___________。
②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是___________(填标号)。
A﹒减小压强 B﹒增大H2浓度 C﹒加入适当催化剂 D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示：
①能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A﹒c(H2)：c(CH3OH)=3：1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变 D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H______0(填“>”或“<”)，图中压强P1_______P2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，据此计算Q点H2的转化率为___________。
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为：M________N_________Q(填“>”、“=”、“<”) 计算N点时，该反应的平衡常数K=________(计算结果保留两位小数)。
【答案】(1) ①2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=+293.1kJ/mol ② B
(2) ①BD ②< > ③20.48% ④= > 1.04
【解析】(1) ①已知：Ⅰ．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1Ⅱ．2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
根据盖斯定律，Ⅰ×2+Ⅱ可得：2CO2+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1 kJ/mol，故答案为：2CO2+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1 kJ/mol；
②A项，正反应为气体体积减小的反应，低压有利于逆向减小，CO2的转化率减小，反应速率减小，故A错误；B项，增大H2浓度，平衡正向移动，CO2的转化率增大，反应速率中等，故B正确；C项，加入适当催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，CO2的转化率不变，故C错误；D项，分离出水，生成物浓度减小，平衡正向移动，CO2的转化率增大，反应速率减小，故D错误，故选B；(2) ①发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，反应为放热反应，A项，c(H2)：c(CH3OH)=3：1，是反应比，不能说明正逆反应速率相同，故A错误；B项，容器内氢气的体积分数不再改变，是平衡标志，故B正确；C项，容器内气体质量和体积不变，容器中气体的密度始终不改变，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；D项，反应前后气体体积变化，容器内压强不再改变，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故D正确；故选BD；②由图可知，压强一定时，温度越高，CH3OH的物质的量越小，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，△H＜0，正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量增大，故压强P1＞P2；③根据反应：
根据压强为反应前的，可以列出表达式，以计算出x=0.01875，氢气转化率=；④化学平衡常数只与温度有关，由图像可知M点和N点温度相同，故化学平衡常数相等，Q点温度高于N，该反应为放热反应，温度升高平衡常数减小，故Q的平衡常数比N点小；⑤温度不变平衡常数不变，图中M点时，容器体积为10L，结合M点的坐标可知，M点的CH3OH的物质的量为0.25mol，根据反应：
K=。
25．（2021·沈阳市辽宁实验中学高三期末）肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2：Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)，k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，即v正=k正·c(Mb)·P(O2)，v逆=k逆·c(MbO2)。37℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与P(O2)的关系如下表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]回答下列问题：
P(O2)
0.50
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
α(MbO2%)
50.0
67.0
80.0
85.0
88.0
90.3
91.0
(1)计算37℃、P(O2)为2.00kPa时，上述反应的平衡常数K=_______kPa﹣1。(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)
(2)导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[P(O2)]之间的关系式α=_______(用含有k正、k逆的式子表示)。
(3)37℃时，若空气中氧气分压为20.0kPa，人正常呼吸时α的最大值为_______%(计算结果保留小数点后两位)
(4)一般情况下，高烧患者体内MbO2的浓度会比其健康时_______(填“高”或“低”，下同)；在温度不变的条件下，游客在高山山顶时体内MbO2的浓度比其在山下时_______。
(5)37℃时，下图中坐标为(1.00，50.0)的点对应的反应状态为向_______进行(填“左”或“右”)，此时v正：v逆=_______(填数值)。
【答案】(1)2.00 (2) (3)97.56 (4)低 低 (5)右 2：1
【解析】(1)由表中数据分析， 37℃、P(O2)为2.00kPa时，α(MbO2%)为80.0%，根据结合度的定义可知，反应达到平衡时，，反应的平衡常数K= kPa﹣1。 (2)由于v正=k正·c(Mb)·P(O2)，v逆=k逆·c(MbO2)，平衡时v正= v逆，k正·c(Mb)·P(O2) =k逆·c(MbO2)，由于K= ，所以K= = ，则，结合结合度(α)定义导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[P(O2)]之间的关系式为：； (3)37℃时，若空气中氧气分压为20.0kPa，人正常呼吸时α的最大值为=97.56%；(4)一般情况下，高烧患者血液温度交到，平衡向逆反应方向移动，所以体内MbO2的浓度会比其健康时低，高山山顶的气压较低，该反应为气体分子数减小的反应，压强减小，平衡向逆反应方向移动，所在温度不变的条件下，游客在高山山顶时体内MbO2的浓度比其在山下时低。(5)37℃时，下图中坐标为(1.00，50.0)的点在曲线下方，反应未到平衡，故对应的反应状态为向正向进行，若反应到平衡，则正反应速率等于逆反应速率，v正= v逆，k正·c(Mb)·P(O2) =k逆·c(MbO2)，则=K，所以该对应的。
26．（2021·山东潍坊市高三期末）我国科学家在“催化剂表面H2还原NO反应”的研究取得重大突破，这对消除NO的污染有重要意义。回答下列问题：
(1)N2、H2与氧气反应的能量变化如下图所示：
写出H2还原NO反应的热化学方程式___________。
(2)为测定c(H2)、c(NO)与反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)的关系，兴趣小组同学在T℃，体积为1L的密闭容器中进行实验，获得如下实验数据：
实验编号
起始浓度c/(mol·L-1)
生成N2的起始反应速率V(mol·L-1·s-1)
NO
H2
a
6.00×10-3
1.00×10-3
3.18×10-3
b
6.00×10-3
2.00×10-3
6.36×10-3
c
1.00×10-3
6.00×10-3
0.53×10-3
d
3.00×10-3
6.00×10-3
4.77×10-3
①该反应的速率方程为___________(速率常数用k表示，不必求出k值)。
②实验d测得体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：
t/ min
0
10
20
30
40
p/kPa
36
33.8
32
30.4
30.4
t=20min时，体系中P(H2)=___________kPa，v=___________mol·L-1·s-1(速率常数k=8.83×104mol-2· L-1· s-1，计算结果保留2位小数)。
(3)研究表明，催化剂表面反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)发生的同时还发生2NO(g)+H2(g) N2O(g)+H2O(g)；反应温度、H2和NO的初始物质的量之比均对NO的有效去除率(NO转化为N2)造成较大影响。在体积均为1L的三个密闭容器中按下表所示关系加入H2和NO，在催化剂表面发生反应，实验测得不同温度时N2在NO(g)、N2O、N2三种混合气体中的平衡体积分数如图所示。
①“催化剂表面H2还原NO反应”选择的合适条件是___________。
②在200℃，丙容器中的H2(g)和NO(g)发生反应，测得体系的平衡压强与起始压强之比为3.52：4，则NO的有效去除率为___________。
【答案】（1）2H2(g)+ 2NO(g)N2(g)+ 2H2O(g) △H=-592.1 kJ/mol
（2）①υ=k·c(H2)·c2(NO) ②16 3.53×10-4
（3）① （或丙），温度为250℃ ②83.2%
【解析】(1)由图1得热化学方程式①：N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+108.5 kJ/mol；由图2得热化学方程式②：2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ/mol，②-①得：2H2(g)+ 2NO(g) N2(g)+ 2H2O(g) △H=-592.1 kJ/mol，即为H2还原NO的热化学方程式（由第（2）问知该反应为可逆反应，故用可逆符号连接）；(2)①对比a、b组实验可知，反应速率与c(H2)成正比，对比c、d组实验可知，反应速率与c2(NO)成正比，故该反应速率方程为：υ=k·c(H2)·c2(NO)； ②根据所给信息列三段式如下：
由此得20min时气体总物质的量=(9×10-3 –x)mol/L×1 L=(9×10-3 –x)mol；由于恒温恒容，故压强与物质的量成正比，所以，解得x=1×10-3 mol/L，故20min时，n(H2)= (6×10-3 –2x)mol/L×1 L=4×10-3 mol，n(g，总)= (9×10-3 –x)mol=8×10-3 mol，故P(H2)=p(总)·n(H2)%=32 kPa×=16 kPa；20min时，c(H2)=( 6×10-3 –2x)mol/L=4×10-3 mol/L, c(NO)=( 3×10-3–2x)mol/L=1×10-3 mol/L，故反应速率υ=k·c(H2)·c2(NO)=8.83×104×4×10-3×(1×10-3)2 =3.53×10-4 mol·L-1·S-1；(3)①由题意知，混合气体中N2体积分数越高越好，故合适条件为，温度为250℃；②设2a mol NO转化为N2，2b mol NO转化为N2O，列转化如下：
则平衡时：n(N2)=a mol，n(N2O)=b mol，n(H2O)=(2a+b) mol，n(NO)=(1-2a-2b) mol，n(H2)=(3-2a-b) mol，故n(g，总)=(a+b+2a+b+1-2a-2b+3-2a-b) mol=(4-a-b) mol。由题意知：，解得n平= 3.52 mol=n(g，总)= (4-a-b) mol，化简得：①a+b=0.48 mol；平衡时N2、NO、N2O三者物质的量之和=a+1-2a-2b+b=(1-a-b) mol，依据N2占80%，列式得：a mol=(1-a-b) mol×80%，化简得：②9a+4b=4，解得a=0.416 mol，故NO有效去除率=。
解密09 化学反应速率与平衡
一、选择题
1．（2021·湖南株洲市高三一模）下列有关说法中，正确的是( )
A．在 KMnO4 酸性溶液做电解质的原电池中，MnO4-一定向负极移动
B．常温常压下能发生自发反应的两种物质，在常温常压下一定不能大量共存
C．燃烧反应一定有电子的转移，并一定伴随着能量的放出
D．其他条件不变时，向平衡体系 mA(g)+nB(g)=pC(g)中加入一定量的A，A的转化率一定减小
【答案】C
【解析】A项，原电池工作时，阴离子向负极移动，但在 KMnO4 酸性溶液做电解质的原电池中，MnO4-具有强氧化性，可能在正极得到电子发生还原反应，不向负极移动，故A错误；B项，常温常压下能发生自发反应的两种物质，但在常温常压下不一定能发生反应，如氢气和氧气生成水的反应，由常温下△H—T△S＜0可知，能自发进行，但氢气和氧气需要点燃才能反应，常温常压下能大量共存，故B错误；C项，燃烧反应都有能量放出，都属于放热反应，反应中一定有元素化合价的苯环，都有电子的转移，故C正确；D项，其他条件不变时，向平衡体系 mA(g)+nB(g)=pC(g)中加入一定量的A，A的转化率不一定减小，如氮气和氧气生成一氧化氮的反应达到平衡后，再加入一定量的氧气，氧气与一氧化氮反应生成二氧化氮，氧气的转化率会增大，不会减小，故D错误；故选C。
2．（2021·雷州市第二中学质检）下列关于可逆反应A(?)2B(s)+C(g) ∆H=+Q；(Q>0)的说法正确的是 ( )
A．若反应中气体的摩尔质量保持不变，则反应一定达到平衡状态
B．平衡后，恒温下扩大容器体积，再次平衡后气体密度一定减小
C．平衡后，恒容下升高温度，再次平衡后气体C的体积分数可能减小
D．平衡后，恒温恒容下，通入气体C，C的浓度可能不变
【答案】D
【解析】A项，若A不是气体，反应体系只有C是气体，则任意时刻气体摩尔质量都保持不变，反应不一定达到平衡状态，故A错误；B项，若A不是气体，温度不变，平衡常数K=c(C)不变，C的浓度不变，密度也不变，若A是气体，反应前后气体体积不变，恒温下扩大容器体积，平衡不移动，密度减小，故B错误；C项，若A不是气体，C的体积分数可能一直是100%，此反应是吸热反应，若A是气体，恒容下升高温度，平衡正向移动，C的体积分数增大，故C错误；D项，平衡后，恒温恒容下，通入气体C，若A不是气体，平衡常数K=c(C)不变，气体C的浓度不变，故D正确；故选D。
3．（2021·广东中山市期末）某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋x D(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成2 mol C，且反应前后压强之比为6∶5，则下列说法正确的是( )
A．根据题意计算可得
B．用A表示的反应速率是0.75 mol˙L-1˙min-1
C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
D．若起始时A、B的物质的量之比为3∶2，则2 min末A、B的转化率相等
【答案】D
【解析】对于反应3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋x D(g)，因为C为固体，根据容器的体积不变，反应前后气体的压强之比等于气体的物质的量之比。反应前气体总物质的量为6 mol，反应前后压强之比为6：5，所以反应后气体的总物质的量为5 mol。A项，达到平衡时生成2 mol C，则消耗A的物质的量为1.5 mol，消耗B的物质的量为1 mol，生成D的物质的量为0.5x mol，则平衡时A的物质的量为4 mol-1.5 mol=2.5 mol，B的物质的量为2 mol-1 mol=1 mol，则2.5 mol+1 mol+0.5x mol=5 mol，x=3，A错误；B项，用A表示的反应速率为v(A)=mol˙L-1˙min-1，B错误；C项，因为x=3，正反应为气体体积减小的反应，所以增大该体系的压强，平衡向右移动，，温度不变，化学平衡常数不变，化学平衡常数与浓度、压强没有关系，C错误；D项，若起始时A、B的物质的量之比为3∶2，物质反应的物质的量的比是3∶2，则2 min末达到平衡时A、B的转化量之比仍为3：2，所以2 min末达到平衡时A、B的转化率相等，D正确；故选D。
4（2021·福建高三零模）K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。分别在26.3℃，50.0℃恒温条件下，往100mL0.100 mol·L-1的K2Cr2O7溶液中加入一定量K2Cr2O7固体，持续搅拌下pH传感器连续测量溶液的pH，得到如下实验图像，下列说法正确的是( )
A．曲线①是50.0℃的pH-t曲线
B．曲线②对应的平衡常数的数量级是10-14
C．t1后，c(Cr2O72-)+ c(CrO42-)=c(K+)
D．26.3℃，与0.100mol·L-1的K2Cr2O7溶液相比，达到新平衡时c2(CrO42-)/c(Cr2O72-)增大
【答案】B
【解析】A项，升高温度使平衡正向移动，氢离子浓度变大，pH减小，所以曲线②是50.0℃的pH-t曲线，A错误；B项，反应Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+的平衡常数表达式为K=，据图可知曲线②上0.100 mol·L-1的K2Cr2O7溶液的pH=3.75，所以c(CrO42-)= c(H+)=10-3.75mol/L，则K=≈10-14，B正确；C项，根据物料守恒n(Cr)=n(K)，所以2c(Cr2O72-)+ c(CrO42-)=c(K+)，C错误；D项，，加入一定量K2Cr2O7固体后pH减小，即c(H+)增大，而K不变，所以该比值减小，D错误。
5．（2021·广东广州市期末）某课题组利用碳氨液［(NH4)2CO3、NH3·H2O)］从辉铜矿石(主要成分 Cu2S)中直接浸取铜并制取铜盐，其过程如下图所示。
其反应机理如下：
①Cu2S(s) 2Cu+(aq)+ S2-(aq)(快反应)
②4Cu++O2+2H2O=4Cu2++OH-(慢反应)
③Cu2++4NH3·H2O = Cu(NH3)42++4H2O (快反应)
下列说法正确的是
A．通入热的空气可以加快铜的浸出率，温度越高，浸出率越大
B．浸出装置发生的反应中，热空气的作用是氧化剂，Cu(NH3)42+是还原产物
C．在浸出装置中加入适量的(NH4)2S2O8，使平衡①、②正向移动，铜的浸出率增大
D．提高铜的浸出率的关键因素是提高反应②的速率，原因是反应②的活化能比反应①、③的小
【答案】C
【解析】A项，温度太高,会造成碳酸铵或氨水分解，铜的浸出率反而降低，A错误；B项，反应中氧气为氧化剂，Cu(NH3)42+是氧化产物，B错误；C项，铵根离子可以结合氢氧根离子，使平衡①、②反应正向移动，C正确；D项，反应②的活化能比反应①、③的大，D错误；故选C。
6．（2021·山西运城市期末）利用辉钼矿冶炼组的原理为MOS2(s)+4H2(g)+2 Na2CO3(s)MO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。在压强为的条件下，测得达到平衡时的有关气体体积分数的变化如图中实线所示：
下列判断正确的是( )
A．通过图象曲线变化规律无法判断ΔH正负
B．a为CO变化曲线，b为水蒸气变化曲线
C．压强为0.5MPa时，虚线Ⅱ可能为H2的变化曲线
D．M点H2的转化率为75%
【答案】C
【解析】A项，由图像可知，随着温度的升高，氢气的体积分数不断减小，说明温度升高使化学平衡向正反应方向移动，因此，可以通过图象曲线变化规律判断该反应的ΔH＞0，ΔH是正值，A不正确；B项，由a、b两曲线的变化规律可知，升高相同的温度，a曲线所代表的气体的体积分数增长的较大，因此，a为水蒸气（其化学计量数较大）变化曲线，b为CO变化曲线，B不正确；C项，由于正反应是气体分子数增大的反应，在相同温度下增大体系的压强，该反应的化学平衡向逆反应方向移动，H2的体积分数变大，因此，压强为0.5MP时，虚线Ⅱ可能为H2的变化曲线，C正确；D项，假设H2的起始量为4mol，到达平衡后其变化量为x，则根据化学方程式MOS2(s)+4H2(g)+2 Na2CO3(s)MO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知，CO的变化量为0.5x、H2O的变化量为x，则平衡时气体的总物质的量为4mol+0.5x，由图像中的信息可知，M点H2和的体积分数相同，均为40%，则，解之得x=2mol，H2的转化率为，D不正确。故选C。
7．(2021·河北石家庄二中期末)80℃时，NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入NO2和SO2，起始浓度如下表所示，其中甲经2min达平衡时，NO2的转化率为50%，下列判断不正确的是( )
起始浓度
甲
乙
丙
c(NO2)/mol ·L－1
0.10
0.20
0.20
c(SO2)/mol ·L－1
0.10
0.10
0.20
A．平衡时，乙中SO2的转化率大于50%
B．当反应平衡时，丙中c(SO2)是甲中的2倍
C．温度升至90℃，上述反应平衡常数为25/16，则正反应为吸热反应
D．其他条件不变，若起始时向容器乙中充入0.10mol ·L－1 NO2和0.20 mol ·L－1 SO2，达到平衡时c(NO)与原平衡不同
【答案】D
【解析】甲经2min达平衡时，NO2的转化率为50%，故Δc(NO2)=0.05mol/L，则：
NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
开始(mol/L)：0.1 0.1 0 0
转化(mol/L)：0.05 0.05 0.05 0.05
平衡(mol/L)：0.05 0.05 0.05 0.05
故该温度下平衡常数K==1。A项，令乙中SO2的浓度变化量为x，则：
NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
开始(mol/L)：0.2 0.1 0 0
转化(mol/L)： x x x x
平衡(mol/L)：0.2-x 0.1-x x x
所以=1，解得x=，故二氧化硫的转化率为×100%=66.7%＞50%，故A正确；B项，反应前后气体的体积不变，恒温恒容下，甲、丙两容器内起始浓度n(NO2)：n(SO2)=1：1，甲、丙为等效平衡，平衡时二氧化硫的物质的量分数相同，丙中总物质的量为甲中的2倍，则反应平衡时，丙中c(SO2)是甲中的2倍，故B正确；C项，温度升至90℃，上述反应平衡常数为，大于80℃的平衡常数1，则升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，故C正确；D项，令平衡时NO的浓度为ymol/L，则：
NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
开始(mol/L)：0.1 0.2 0 0
转化(mol/L)： y y y y
平衡(mol/L)：0.1-y 0.2-y y y
则=1，解得y=，而乙平衡时CO的浓度mol/L，故D错误；故选D。
8．（2021·重庆高三零模）MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成。其反应式为：
为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为a mol/L，反应过程中的液体体积变化忽略不计。下列说法错误的是
A．X、Y两点的MTP的物质的量浓度相等
B．X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)>v(Z)
C．若Z点处于化学平衡，则210℃时反应的平衡常数K=mol/L
D．190℃时，0～150 min之间的MTP的平均反应速率为mol/(L·min)
【答案】C
【解析】A项，由图知X、Y两点反应物的转化率相等，则MTP的物质的量浓度相等，A正确；B项，由图知，X点曲线斜率大于Z点，则X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)>v(Z) ，因为Z点转化率已达98%，反应物浓度极小，则反应速率下降，B正确；C项，由题知，反应过程中甲醇不断从体系中移走，若Z点处于化学平衡，则210℃时甲醇的浓度不等于0.98amol/L，则反应的平衡常数K不等于mol/L，C错误；D项，190℃时，0～150 min之间的MTP的浓度减少了0.67mol/L，则其平均反应速率为mol/(L·min)，D正确；故选C。
9．（2021·江苏高三零模）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH= -164.7 kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH= 41.2 kJ/mol
反应Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) ΔH= -247.1 kJ/mol
向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=
B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化
C．提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
D．CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的ΔH= -205.9 kJ/mol
【答案】C
【解析】A项，化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应Ⅰ的平衡常数为K=，故A错误；B项，反应物CO2的量逐渐减小，故图中曲线A表示CO2的物质的量变化曲线，由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，CO的物质的量增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CH4的物质的量变化曲线，故B错误；C项，反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，降低温度有利于反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，即可提高 CO2转化为CH4的转化率，所以需要研发在低温区高效的催化剂，故C正确；D项，-(反应Ⅱ+反应Ⅲ)得到目标反应，则CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的ΔH=-[41.2 kJ/mol +(-247.1 kJ/mol)] =205.9 kJ/mol，故D错误；故选C。
10．（2021·山东烟台市高三期末）科研工作者利用生物无水乙醇催化脱水制备乙烯，有关反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是
温度（K）
化学平衡常数
Ⅰ. C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g)
Ⅱ. C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(g)
500
3.2
0.80
700
7.7
0.14
900
12.3
0.12
A．升高温度，反应Ⅰ的速率加快，反应Ⅱ的速率减慢
B．通过改变温度和压强均能促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
C．降低温度使C2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g)平衡逆向移动
D．500K，C2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g)的化学平衡常数为5.6
【答案】C
【解析】A项， 升高温度，反应速率加快，故反应Ⅰ、Ⅱ的速率均加快，故A错误；B项， 由温度升高，反应Ⅰ的平衡常数增大，反应Ⅱ的平衡常数减小，可知反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，故改变温度促进反应Ⅰ即为升高温度，可使反应II平衡向逆反应方向移动，即抑制反应；但由于反应II的左侧化学计量数等于右侧化学计量数之和，故改变压强不能使反应平衡移动，即不能促进反应也不能抑制反应，故B错误；C项，已知反应Ⅰ：C2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g) K1，反应ⅡC2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g) K2，由反应I×2-反应II可得C中反应C2H5OC2H5(g) 2C2H4(g)+H2O(g)，故C中反应的化学平衡常数，计算得C中反应在温度为500K、700K、900K时的化学平衡常数分别为12.8、423.5、1260.75，随温度升高，化学平衡常数增大，故C中反应为吸热反应，故降低温度，平衡逆向移动，故C正确；D项， 由C中分析知，500K时该反应的化学平衡常数为12.8，故D错误；故选C。
11．（2021·广东佛山市高三一模）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是反应趋势变化的转折点
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CO2为主
【答案】C
【解析】A项，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，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为ΔG＜0，则-TΔS>0，所以ΔH＜0，A正确；B项，ΔG负的成都越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时两反应的ΔG相等，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确；C项，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项，当温度低于983K时，L1的ΔG小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D正确；、故选C。
12．（2021·太原市山西实验中学高三月考）如图所示，左室容积为右室的两倍，温度相同，现分别按照如图所示的量充入气体，同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡，打开活塞，继续反应再次达到平衡，下列说法不正确的是( )
A．第一次平衡时， SO2的物质的量左室更多
B．气体未反应前，左室压强和右室一样大
C．第一次平衡时，左室内压强一定小于右室
D．第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2的物质的量的2倍多
【答案】D
【解析】A项，若右室的容积与左室相等，左室和右室在相同条件下达到的平衡状态相同，含有的SO2物质的量相等，右室在此平衡状态时将体积缩小为原来的，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2物质的量减少，则第一次平衡时，SO2物质的量左室更多，故A正确；B项，通入气体未反应前，左室气体总物质的量为2mol+1mol+1mol=4mol，右室气体总物质的量为2mol，左室容积为右室的两倍，温度相同，则左室压强和右室一样大，B项正确；C项，左室从正反应开始建立平衡，左室平衡时压强小于左室起始压强，右室从逆反应开始建立平衡，右室平衡时压强大于右室起始时压强，左室与右室起始压强相等，则第一次平衡时左室内压强一定小于右室，故C项正确；D项，若在容积为2倍左室容积的容器中起始充4 mol SO2、2molO2，相同条件下达到平衡时SO2物质的量为左室SO2物质的量的2倍，打开活塞相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入2 mol SO2、1molO2、2 mol SO3(g)、1 mol Ar，等效于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入4 mol SO2、2molO2、1 mol Ar，相对于2倍左室容积的容器缩小了体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2物质的量减小，即第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2物质的量的2倍要少，D项错误；故选D。
13．（2021·太原市山西实验中学高三月考）80℃时，NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中，投入NO2和SO2，起始浓度如下表所示，其中甲经2 min达平衡时，NO2的转化率为50%，下列说法正确的是( )
起始浓度
甲
乙
丙
c(NO2)/(mol·L-1)
0.10
0.20
0.20
c(SO2)/(mol·L-1)
0.10
0.10
0.20
A．容器甲中的反应在前2 min的平均速率v(SO2)=0.05 mol·L-1·min-1
B．达到平衡时，容器丙中正反应速率与容器甲相等
C．温度升至90℃，上述反应平衡常数为1.56，则反应的ΔH＜0
D．容器乙中若起始时改充0.10 mol·L-1NO2和0.20 mol·L-1SO2，达到平衡时c(NO)与原平衡相同
【答案】D
【解析】根据来计算平均反应速率；该反应是不受压强影响的平衡，结合本题情况反应速率主要受浓度影响；计算该温度下的平衡常数，与1.56做比较，升高温度，若K增大，即为吸热反应；若K减小，即为放热反应；根据三段式计算两情况下NO的平衡浓度，并做比较。A项，2min内容器甲中SO2消耗的物质的量等于消耗NO2的物质的量，2min内SO2的平均速率，故A错误；B项，反应NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)为气体体积不变的反应，压强不影响平衡，则容器甲和丙互为等效平衡，平衡时反应物转化率相等，因为丙中各组分浓度为甲的2倍，则容器丙中的反应速率较大，故B错误；C项，80℃时，以甲容器计算平衡常数为1，温度升至90℃，上述反应平衡常数为1.56>1，则升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，该反应的ΔH > 0，故C错误；D项，原容器乙达到平衡时NO的浓度为xmol∙L-1，
，解得，当容器乙中若起始时改充0.10 mol·L－1NO2和0.20 mol·L－1SO2，达到平衡时NO的浓度为ymol∙L-1，
，，因此达到平衡时c(NO)与原平衡相同，故D正确；故选D。
14．（2021·沙坪坝区重庆八中高三月考）某密闭容器中投入1 mol A和1 mol B进行反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(s) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)，其产物体积分数随反应物物质的量的比值的变化如图所示。下列说法不正确的是
A．当反应速率2vB正=vA逆，则表明反应达到平衡状态
B．若容器密闭绝热，达平衡后压缩容器体积，温度降低，平衡常数增大
C．若容器恒温恒压，达平衡后充入1 mol氦气，A的转化率不变
D．若容器恒温恒容，达平衡后再加入1 mol A，容器内C的体积分数增大
【答案】B
【解析】A项，，说明A的正逆反应速率相等，能表明反应达到平衡状态，故A正确；B项，若容器密闭绝热，D为固体，该反应为前后气体分子数相等的反应，达平衡后压缩容器体积，平衡不移动，平衡常数不变，故B错误；C项，恒温恒压，达平衡后充入1 mol惰性气体相当于减压，仍不影响平衡移动，转化率不变，故C正确；D项，恒温恒容，达平衡后再加入1 mol A相当于按系数比充入反应物，由图示信息可知，产物体积分数最大，故D正确；故选B。
15．（2021·重庆期末）活性炭可以高效处理二氧化氮污染。在温度为T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2，发生反应：2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g)，反应相同时间，测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．T℃时，该反应的化学平衡常数为
B．图中c点所示条件下：v(正)>v(逆)
C．图中a、c点对应的CO2浓度：ca(CO2)>cc(CO2)
D．容器内的压强：pa︰pb>6︰7
【答案】A
【解析】A项，由图可知，b点NO2的转化率最高，，而ab曲线上对应容器的体积均小于V2L，起始投料相同，则NO2的起始浓度均大于b点，ab曲线上物质的反应速率均大于b点，所以ab曲线上反应均先于b点达到平衡状态，即ab曲线上反应均达到平衡状态，由于a点时NO2的转化率为40%，a点反应三段式为：
各物质平衡浓度为、、，T0C时，该反应的化学平衡常数K，故A错误；B项，b点达到平衡状态，b点以后，随着容器体积的增大，NO2的起始浓度减小，反应速率减慢，达到平衡的时间延长，所以bc曲线上反应均未达到平衡状态，并且NO2的起始浓度均小于b点，反应速率也小于b点，则bc曲线上反应正向进行，即图中c点所示条件下，v(正)>v(逆)，故B正确；C项，图中a点、c点O2的转化率相同，但a点容器体积小于c点容器体积，则对应的CO2浓度：ca(CO2)>cc(CO2)，故C正确；D项，b点反应三段式：
根据A选项中a点反应三段式、b点三段式和PV=nRT可知，PaV1=1.2RT，PbV2=1.4RT，由于V2>V1，所以容器内的压强：pa︰pb>6︰7，故D正确；故选A。
16．（2020·海伦市第一中学高三月考）在某温度下，向三个初始体积均为的密闭容器中按下表所示投料，发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。下列说法不正确的是( )
容器编号
容器类型
起始物质的量/
平衡时SO3的物质的量/
SO2
O2
SO3
Ⅰ
恒温恒容
2
1
0
1.8
Ⅱ
绝热恒容
0
0
2
a
Ⅲ
恒温恒压
2
1
0
b
A．容器Ⅰ中SO2转化率小于容器Ⅲ中SO2的转化率
B．容器Ⅲ平衡体系中保持容器压强不变，充入0.10mol SO3(g)，新平衡后SO3浓度未变
C．平衡时SO3的物质的量：、
D．若容器Ⅰ中有0.10mol SO2(g)、0.20molSO2(g)和0.10mol SO3(g)，则此时
【答案】C
【解析】A项，恒温恒压时，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为气体体积减小的反应，与容器Ⅰ平衡相比相当于压强增大，平衡向生成SO3方向移动，所以容器Ⅰ中SO2转化率小于容器Ⅲ中SO2的转化率，故A正确；B项，容器Ⅲ平衡体系中保持容器压强不变，再充入0.10mol SO3(g)，和原平衡等效，所以新平衡后SO3浓度不变，故B正确；C项，绝热恒容时，SO3为反应物，发生2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)反应，正反应为吸热反应，温度降低，平衡向生成SO3方向移动，a>1.8；恒温恒压时，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为气体体积减小的反应，与容器Ⅰ平衡相比相当于压强增大，平衡向生成SO3方向移动，b>1.8，故C错误；D项，容器Ⅰ中反应达到平衡状态时，c(SO3)=1.8mol/L，c(SO2)=mol/L=0.2mol/L，c(O2)==0.1mol/L，化学平衡常数K==8100，若起始时向容器Ⅰ中充入0.10mol SO2(g)、0.20molSO2(g)和0.10mol SO3(g)，浓度商Qc==5<8100，则该反应向正反应方向移动，则此时，故D正确；故选C。
17．（2020·河南开封市质检）已知反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) △H<0。温度T时，在两个体积均为1 L的恒容密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如表：
容器编号
起始物质
t/min
0
20
40
60
80
100
Ⅰ
0.5 mol I2、0.5 mol H2
ω(HI)/%
0
50
68
76
80
80
Ⅱ
x mol HI
ω(HI)/%
100
91
84
81
80
80
上述反应中v正=ka·w(H2)·w(I2)，v逆=kb·w2(HI)，其中ka、kb为常数。下列说法正确的是（ ）
A．温度为T时，该反应的=64
B．容器Ⅰ中，前20 min的平均速率v(HI)=0.05 mol·L-1·min-1
C．若起始时，向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1 mol的H2、I2和HI，反应逆向进行
D．x的值一定为1
【答案】A
【解析】A项，设H2和I2转化了n mol，利用三段式：
平衡时ω(HI)/%=80%=，解得n=0.4，K==64，反应达到平衡时正逆反应速率相等，v正=ka·w(H2)·w(I2)=v逆=kb·w2(HI) ，即=K=64，故A正确；B项，20 min时，ω(HI)=50%，则n(HI)=(0.5 mol+0.5mol)×50%=0.5 mol，v(HI)== 0.025 mol·L-1·min-1，故B错误；C项，起始时，向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1 mol的H2、I2和HI，此时浓度熵Qc==1＜64，反应正向移动，故C错误；D项，H2(g)+I2(g)2HI(g)反应前后气体物质的量不变，改变压强，平衡不移动，因此x不论为何值，Ⅰ和Ⅱ都等效，故D错误；故选A。
18．（2021·江苏扬州市高三期末）已知反应2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)ΔH。根据理论计算，在恒压、起始物质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶3条件下，该反应达平衡时各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
实验发现，在实际反应过程中还可能生成C3H6、C3H8、C4H8等副产物。下列有关说法正确的是( )
A．由理论计算可知，ΔH＞0
B．理论计算图中曲线d表示的是平衡时C2H4物质的量分数的变化
C．在实际反应中，450K达到平衡时，n(C2H4)∶n(H2O)＜4∶1
D．在实际反应中，改用选择性更好的催化剂不能提高C2H4的产率
【答案】B
【解析】
由题中信息可知，两反应物初始投料之比等于化学计量数之比，由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1: 3，d和b表示的物质的物质的量分数之比为1: 4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c。A项，由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，ΔH＜0，A错误；B项，．由题分析可知曲线d表示的是平衡时C2H4物质的量分数的变化，B正确；C项，实验发现，在实际反应过程中还可能生成C3H6、C3H8、C4H8等副产物，根据碳元素守恒，故实际反应中，450K达到平衡时，n(C2H4)∶n(H2O)＜1∶4，C错误；D项，实际反应中，选择合适的催化剂，可以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生，故改用选择性更好的催化剂能提高C2H4的产率，D错误；故选B。
19．（2021·江苏苏州市高三月考）一定条件下存在反应：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) △H>0.向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量初始物质，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。
容器
甲
乙
丙
容积(L)
0.5
0.5
v
温度(℃)
T1
T2
T1
起始量
1molC(s)，1molH2O(g)
1molCO(g)，1molH2(g)
3molC(s)，2molH2O(g)
下列说法正确的是
A．甲容器中，反应在5～15 min间的平均速率v(CO)=0.15 mol·L-1·min-1
B．温度为T1℃时，反应的平衡常数K=45
C．乙容器中，若平衡时n(C)=0.19 mol，则T1>T2
D．丙容器的体积V=0.4
【答案】D
【解析】A项，甲容器中，反应在5～15 min间的平均速率v(CO)==0.05 mol·L-1·min-1，故A错误；B项，水的起始浓度为c(H2O)==2mol/L，甲容器中
温度为T1℃时，反应的平衡常数K===4.5故B错误；C项，若甲乙温度相同，则为等效平衡，平衡时水的物质的量相同，甲中平衡时n(CO)=0.5L×1.5mol/L=0.75mol,则消耗的n(C)=0.75mol,剩余的n(C)=0.25mol, 乙容器中，若平衡时n(C)=0.19 mol<0.25mol,则乙相对于甲中平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，则T2>T1,故C错误；D项，甲丙是相同温度，所以平衡常数相等，设丙容器的体积为V，则
所以K==,解得V=0.4L,故D正确；故选D
20．(2021·山东烟台期末)工业上主要采用甲醇与CO的羰基化反应来制备乙酸，发生反应如下：CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(l)。在恒压密闭容器中通入0.20mol的CH3OH(g)和0.22mol的CO，测得甲醇的转化率随温度变化如图所示。假设在T2温度下，达到平衡时容器的体积为2L。下列说法正确的是( )
A．该反应的平衡常数T1＜T2
B．B点时CO的转化率约为27.7%
C．T1时，该反应的正反应速率：B点大于A点
D．T2时向上述已达平衡的恒压容器中，再通入0.12molCH3OH和0.06molCO气体时容器体积变为4L，此时平衡不发生移动
【答案】D
【解析】A项，根据图可知，甲醇的转化率随着温度的升高而减小，说明升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此平衡常数T1＞T2，故A错误；B项，根据图像，B点时CH3OH的转化率为80%，即反应的甲醇为0.16mol，则反应的CO为0.16mol，CO的转化率=×100%=72.7%，故B错误；C项，T1时，A点未达到平衡，此时甲醇的浓度大于B点甲醇的浓度，浓度越大，反应速率越快，因此温度为T1时，该反应的正反应速率：B点小于A点，故C错误；D项，根据图像，温度为T2时， CH3OH的转化率为60%，即反应的甲醇为0.12mol，则反应的CO为0.12mol，平衡时甲醇为0.08mol，则反应的CO为0.10mol，平衡时容器的体积为2L，平衡浓度分别为甲醇为0.04mol/L，CO为0.05mol/L。再通入0.12 mol CH3OH和0.06 mol CO的混合气体，容器体积变为4L，此时浓度分别为甲醇为=0.05mol/L，CO为=0.04mol/L，Qc==K=，平衡不移动，故D正确；故选D。
二、非选择题
21．（2021·湖北高三零模）甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ/mol
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ/mol
恒定压强为时，将n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：_____________________。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A．恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快
B．恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快
C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快
D．加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
(3)系统中H2的含量，在700℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：
①低于700℃，_________________________________________________；
②高于700℃，________________________________________________________。
(4)已知投料比为n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体，p =100kPa。600℃时，CH4的平衡转化率为_______，反应①的平衡常数的计算式为K p =_______(K p是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=247kJ/mol (2)C
(3) ①由于正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质的量逐渐增大
②随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小
(4)77.78% 5859.375
【解析】
(1) ①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ/mol
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ/mol
根据盖斯定律，①-②，ΔH=+206kJ/mol+41kJ/mol=247kJ/mol，得到CH4和CO2生成H2和CO的热化学方程式：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=247kJ/mol；
(2)由反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ/mol。A项，恒温、恒容条件下，加入惰性气体，总压强增大，各物质的分压不变，各气体的浓度没变，化学反应速率不变，故A不符合题意；B项，恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数增加，有效碰撞几率增大，反应速率加快，故B不符合题意；C项，升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快，故C符合题意；D项，反应为吸热反应，加入合适的催化剂，缩短达到平衡的时间，但不影响平衡的移动，单位时间内气体的转化率不变；降低反应温度，平衡逆向移动，单位时间内气体的转化率减小，故D不符合题意；故选C； (3)①温度低于700℃时，由于正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质的量逐渐增大；②温度高于700℃，随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小；(4)已知投料比为n(CH4):n(H2O)=1:3的混合气体，设甲烷的初始物质的量为1mol，水蒸气的物质的量为3mol，设转化的甲烷的物质的量为x，设转化的一氧化碳的物质的量为y，
由图可知，600℃时，CH4的物质的量分数为0.04，各气体的总物质的量为1-x+3-x-y+x+3x+y=4+2x，==0.04，解得x=mol，的平衡转化率为×100%=77.78%；600℃时，由图可知，p =100kPa，平衡时H2的物质的量分数为0.50，可以得到：=0.5，解得y=mol，平衡时CO的物质的量=mol-mol=mol，CO的物质的量分数为=0.06，CH4的物质的量分数为0.04， H2O的物质的量分数为0.32，H2的物质的量分数为0.50，反应①的平衡常数的计算式为Kp===5859.375。
22．（2021·广东汕头市·高三期末）氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用，但同时又是环境污染的主要物质，研究其转化规律一直是科学家们的热点问题。回答下列问题：
(1)已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图(图中表示生成2 mol NO2的能量变化)。1 mol NO氧化为NO2的焓变ΔH=_______kJ/mol。
(2)某温度下，反应的平衡常数如下：
a．2NO2(g) N2(g)+2O2(g) K=6.7×1016
b．2NO(g) N2(g)+O2(g) K=2.2×1030
分解反应趋势较大的反应是_______(填“a”或“b”)；反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的K=_______。
(3)已知反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的正反应速率v正=k1cm(NO)cn(O2)，其中k为速率常数，该反应的历程为：
第一步：NO+NON2O2 快速平衡
第二步：N2O2+O22NO2慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v正=k1c2(NO)，ν逆=k-1c(N2O2)。下列叙述不正确的是_______(填字母)。
A．第一步反应的平衡常数K=
B．第二步的活化能比第一步的活化能高
C．v(第一步的正反应)>v(第二步的反应)
D．第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效
(4)二氯氨(NHCl2)是由氨气遇氯气生成的化合物，常用作饮用水二级消毒剂，在中性、酸性环境中会与水反应生成具有强杀菌作用的物质，该物质的电子式为_______。
(5)在恒温条件下，将2 mol Cl2和1 mol NH3充入某密闭容器中发生反应：2Cl2(g)+NH3(g) NHCl2(l)+2HCl(g)，测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是_______点(填“A”“B”或“C”)；计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=_______(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。)
【答案】(1)-56 (2)b 3.3×1013 (3)D
(4) (5)B 0.5 MPa-1
【解析】(1)由图可知，①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol，②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+68 kJ/mol，②-①得2NO(g)+O2(g)=2NO2 ΔH=-112 kJ/mol，则1 mol NO氧化为NO2的焓变ΔH=-56 kJ/mol。(2)平衡常数越大，反应越容易进行，b的平衡常数比a大，故b的反应趋势较大；反应b-a得到反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)，则反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的K=。(3)A项，第一步反应的平衡常数K=，平衡时v正=k1c2(NO)=ν逆=k-1c(N2O2)，则K==，故A正确；B项，第二步反应比第一步反应难，第二步的活化能比第一步的活化能高，故B正确；C项，v(第一步的正反应)是快反应，v(第二步的反应)是慢反应，v(第一步的正反应)>v(第二步的反应)，故C正确；D项，第二步反应是慢反应，说明N2O2与O2的有效碰撞几率较小，不可能达到100%，故D错误；故选D。(4)二氯氨(NHCl2)在中性、酸性条件下水解生成氨气和强杀菌作用的物质HClO，HClO 的电子式为。(5)根据平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系，可知B点HCl的物质的量浓度最大，则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是B点；设反应的NH3的物质的量为x mol，利用三段式求解：
C点Cl2的浓度等于HCl的浓度，则2-2x=2x，解得x=0.5，反应后气体总物质的量为(3-3x+2x) mol=2.5 mol，总压强为10 MPa，则平衡常数Kp(C)=
23．（2021·辽宁高二期末）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，工业上可由NO与Cl2反应制得，回答下列问题：
Ⅰ.(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：
2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1；K1
4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2；K2
2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) ΔH3；K3
则ΔH3=___________(用ΔH1和ΔH2表示)，K3=___________(用K1和K2表示)
Ⅱ.工业上通常用如下反应制备亚硝酰氯：2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) ΔH<0.
(1)已知上述反应中逆反应速率的表达式为v逆=k·cn(NOCl)。300℃时，测得逆反应速率与NOCl的浓度的关系如表所示：
c(NOCl)/(mol/L)
v逆 /(mol∙L-1∙s-1)
0.20
1.6×10-9
0.40
6.4×10-9
当c(NOCl)=0.50 mol·L-1时，v逆=___________mol·L-1·s-1
(2)保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3 mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应，平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示：
①图中T1、T2的关系为T1___________T2(填“>”“<”或“=”)；图中纵坐标为物质___________的转化率。图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是___________(填“A”“B”或“C”)。
②若容器容积为1 L，经过10min到达A点，该时间段内化学反应速率υ(NO)=___________。B点的平衡常数为___________。
③若在温度为T1，容积为1 L的容器中，充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl，υ(正)___________υ(逆)(填“<”“>”或“=”)
【答案】Ⅰ. (1)2ΔH1-ΔH2
Ⅱ. (1)10-8 (2) ① < Cl2 A ②0.16 mol/(L·min) 80L/mol ③>
【解析】Ⅰ.(1)根据盖斯定律可得ΔH3=2ΔH1-ΔH2，则K3=；
Ⅱ. (1)根据表格及v逆=k·cn(NOCl)，可列k ·0.2n=1.6×10-9，k ·0.4n=6.4×10-9，联立方程解得n=2，k=4×10-6，将c(NOCl)=0.50 mol·L-1带入表达式中可得v逆=10-8mol∙L-1∙s-1；故答案为10-8；
(2) ①ΔH<0，为放热反应，根据勒夏特列原理可得，升高温度，反应逆向移动，则T1< T2，横坐标为，随着比值的增大，转化率增大，则纵坐标为氯气的转化率，要想NOCl体积分数最大，则氯气的转化率要高，NOCl气体体积最大，=2时，生成的NOCl最多，故A点的NOCl体积分数最大；故答案为：<；CI2；A；②根据图像可得A点=2，且一氧化氮与氯气的物质的量的和为3mol，则一氧化氮的物质的量为2mol，氯气的物质的量为1mol，则列三段式为：
则υ(NO)== 0.16 mol/(L·min)，根据A点与B点温度相同，平衡常数相同，则 L/mol，故答案为：0.16 mol/(L·min)；80 L/mol ③T1时的平衡常数为80L/mol，充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl时，反应商Q= <80L/mol，平衡正向移动，υ(正) >υ(逆)。
24．（2021·四川省武胜烈面中学校检测）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例，该过程分两步进行：
第一步：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1
第二步：2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为___________。
②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是___________(填标号)。
A﹒减小压强 B﹒增大H2浓度 C﹒加入适当催化剂 D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示：
①能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A﹒c(H2)：c(CH3OH)=3：1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变 D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H______0(填“>”或“<”)，图中压强P1_______P2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，据此计算Q点H2的转化率为___________。
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为：M________N_________Q(填“>”、“=”、“<”) 计算N点时，该反应的平衡常数K=________(计算结果保留两位小数)。
【答案】(1) ①2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=+293.1kJ/mol ② B
(2) ①BD ②< > ③20.48% ④= > 1.04
【解析】(1) ①已知：Ⅰ．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1Ⅱ．2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
根据盖斯定律，Ⅰ×2+Ⅱ可得：2CO2+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1 kJ/mol，故答案为：2CO2+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1 kJ/mol；
②A项，正反应为气体体积减小的反应，低压有利于逆向减小，CO2的转化率减小，反应速率减小，故A错误；B项，增大H2浓度，平衡正向移动，CO2的转化率增大，反应速率中等，故B正确；C项，加入适当催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，CO2的转化率不变，故C错误；D项，分离出水，生成物浓度减小，平衡正向移动，CO2的转化率增大，反应速率减小，故D错误，故选B；(2) ①发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，反应为放热反应，A项，c(H2)：c(CH3OH)=3：1，是反应比，不能说明正逆反应速率相同，故A错误；B项，容器内氢气的体积分数不再改变，是平衡标志，故B正确；C项，容器内气体质量和体积不变，容器中气体的密度始终不改变，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；D项，反应前后气体体积变化，容器内压强不再改变，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故D正确；故选BD；②由图可知，压强一定时，温度越高，CH3OH的物质的量越小，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，△H＜0，正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量增大，故压强P1＞P2；③根据反应：
根据压强为反应前的，可以列出表达式，以计算出x=0.01875，氢气转化率=；④化学平衡常数只与温度有关，由图像可知M点和N点温度相同，故化学平衡常数相等，Q点温度高于N，该反应为放热反应，温度升高平衡常数减小，故Q的平衡常数比N点小；⑤温度不变平衡常数不变，图中M点时，容器体积为10L，结合M点的坐标可知，M点的CH3OH的物质的量为0.25mol，根据反应：
K=。
25．（2021·沈阳市辽宁实验中学高三期末）肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2：Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)，k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，即v正=k正·c(Mb)·P(O2)，v逆=k逆·c(MbO2)。37℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与P(O2)的关系如下表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]回答下列问题：
P(O2)
0.50
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
α(MbO2%)
50.0
67.0
80.0
85.0
88.0
90.3
91.0
(1)计算37℃、P(O2)为2.00kPa时，上述反应的平衡常数K=_______kPa﹣1。(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)
(2)导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[P(O2)]之间的关系式α=_______(用含有k正、k逆的式子表示)。
(3)37℃时，若空气中氧气分压为20.0kPa，人正常呼吸时α的最大值为_______%(计算结果保留小数点后两位)
(4)一般情况下，高烧患者体内MbO2的浓度会比其健康时_______(填“高”或“低”，下同)；在温度不变的条件下，游客在高山山顶时体内MbO2的浓度比其在山下时_______。
(5)37℃时，下图中坐标为(1.00，50.0)的点对应的反应状态为向_______进行(填“左”或“右”)，此时v正：v逆=_______(填数值)。
【答案】(1)2.00 (2) (3)97.56 (4)低 低 (5)右 2：1
【解析】(1)由表中数据分析， 37℃、P(O2)为2.00kPa时，α(MbO2%)为80.0%，根据结合度的定义可知，反应达到平衡时，，反应的平衡常数K= kPa﹣1。 (2)由于v正=k正·c(Mb)·P(O2)，v逆=k逆·c(MbO2)，平衡时v正= v逆，k正·c(Mb)·P(O2) =k逆·c(MbO2)，由于K= ，所以K= = ，则，结合结合度(α)定义导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[P(O2)]之间的关系式为：； (3)37℃时，若空气中氧气分压为20.0kPa，人正常呼吸时α的最大值为=97.56%；(4)一般情况下，高烧患者血液温度交到，平衡向逆反应方向移动，所以体内MbO2的浓度会比其健康时低，高山山顶的气压较低，该反应为气体分子数减小的反应，压强减小，平衡向逆反应方向移动，所在温度不变的条件下，游客在高山山顶时体内MbO2的浓度比其在山下时低。(5)37℃时，下图中坐标为(1.00，50.0)的点在曲线下方，反应未到平衡，故对应的反应状态为向正向进行，若反应到平衡，则正反应速率等于逆反应速率，v正= v逆，k正·c(Mb)·P(O2) =k逆·c(MbO2)，则=K，所以该对应的。
26．（2021·山东潍坊市高三期末）我国科学家在“催化剂表面H2还原NO反应”的研究取得重大突破，这对消除NO的污染有重要意义。回答下列问题：
(1)N2、H2与氧气反应的能量变化如下图所示：
写出H2还原NO反应的热化学方程式___________。
(2)为测定c(H2)、c(NO)与反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)的关系，兴趣小组同学在T℃，体积为1L的密闭容器中进行实验，获得如下实验数据：
实验编号
起始浓度c/(mol·L-1)
生成N2的起始反应速率V(mol·L-1·s-1)
NO
H2
a
6.00×10-3
1.00×10-3
3.18×10-3
b
6.00×10-3
2.00×10-3
6.36×10-3
c
1.00×10-3
6.00×10-3
0.53×10-3
d
3.00×10-3
6.00×10-3
4.77×10-3
①该反应的速率方程为___________(速率常数用k表示，不必求出k值)。
②实验d测得体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：
t/ min
0
10
20
30
40
p/kPa
36
33.8
32
30.4
30.4
t=20min时，体系中P(H2)=___________kPa，v=___________mol·L-1·s-1(速率常数k=8.83×104mol-2· L-1· s-1，计算结果保留2位小数)。
(3)研究表明，催化剂表面反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)发生的同时还发生2NO(g)+H2(g) N2O(g)+H2O(g)；反应温度、H2和NO的初始物质的量之比均对NO的有效去除率(NO转化为N2)造成较大影响。在体积均为1L的三个密闭容器中按下表所示关系加入H2和NO，在催化剂表面发生反应，实验测得不同温度时N2在NO(g)、N2O、N2三种混合气体中的平衡体积分数如图所示。
①“催化剂表面H2还原NO反应”选择的合适条件是___________。
②在200℃，丙容器中的H2(g)和NO(g)发生反应，测得体系的平衡压强与起始压强之比为3.52：4，则NO的有效去除率为___________。
【答案】（1）2H2(g)+ 2NO(g)N2(g)+ 2H2O(g) △H=-592.1 kJ/mol
（2）①υ=k·c(H2)·c2(NO) ②16 3.53×10-4
（3）① （或丙），温度为250℃ ②83.2%
【解析】(1)由图1得热化学方程式①：N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+108.5 kJ/mol；由图2得热化学方程式②：2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ/mol，②-①得：2H2(g)+ 2NO(g) N2(g)+ 2H2O(g) △H=-592.1 kJ/mol，即为H2还原NO的热化学方程式（由第（2）问知该反应为可逆反应，故用可逆符号连接）；(2)①对比a、b组实验可知，反应速率与c(H2)成正比，对比c、d组实验可知，反应速率与c2(NO)成正比，故该反应速率方程为：υ=k·c(H2)·c2(NO)； ②根据所给信息列三段式如下：
由此得20min时气体总物质的量=(9×10-3 –x)mol/L×1 L=(9×10-3 –x)mol；由于恒温恒容，故压强与物质的量成正比，所以，解得x=1×10-3 mol/L，故20min时，n(H2)= (6×10-3 –2x)mol/L×1 L=4×10-3 mol，n(g，总)= (9×10-3 –x)mol=8×10-3 mol，故P(H2)=p(总)·n(H2)%=32 kPa×=16 kPa；20min时，c(H2)=( 6×10-3 –2x)mol/L=4×10-3 mol/L, c(NO)=( 3×10-3–2x)mol/L=1×10-3 mol/L，故反应速率υ=k·c(H2)·c2(NO)=8.83×104×4×10-3×(1×10-3)2 =3.53×10-4 mol·L-1·S-1；(3)①由题意知，混合气体中N2体积分数越高越好，故合适条件为，温度为250℃；②设2a mol NO转化为N2，2b mol NO转化为N2O，列转化如下：
则平衡时：n(N2)=a mol，n(N2O)=b mol，n(H2O)=(2a+b) mol，n(NO)=(1-2a-2b) mol，n(H2)=(3-2a-b) mol，故n(g，总)=(a+b+2a+b+1-2a-2b+3-2a-b) mol=(4-a-b) mol。由题意知：，解得n平= 3.52 mol=n(g，总)= (4-a-b) mol，化简得：①a+b=0.48 mol；平衡时N2、NO、N2O三者物质的量之和=a+1-2a-2b+b=(1-a-b) mol，依据N2占80%，列式得：a mol=(1-a-b) mol×80%，化简得：②9a+4b=4，解得a=0.416 mol，故NO有效去除率=。
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