（素能提升训练）第2章 章末检测卷-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学选择性必修1（人教版2019）

(满分：100分；时间：90分钟) 一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求) 1．下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．将NO2球浸泡在热水中颜色加深 B．工业合成氯化氢时使用过量氢气 C．用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体 D．工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气以提高SO2的利用率 解析　使用勒夏特列原理时，该反应必须是可逆反应，否则勒夏特列原理不适用，故选B。 答案　B 2.如右图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH<0。NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)>v(逆)的点是(　　) A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 解析　线上的点为平衡点，所以a、b点是平衡点，c点对应的平衡点在c点上方，说明NO的转化率变大才能达到平衡，反应应向正向进行，正反应速率大于逆反应速率，正确；d点反应应向逆向进行，正反应速率小于逆反应速率。 答案　C 3．(广东广州高二期中)下列说法错误的是(　　) A．放热过程(ΔH＜0)或熵增过程(ΔS＞0)一定是自发的 B．1 mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)] C．食物在常温下变质是自发进行的 D．自发反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＜0可用焓判据来解释 解析　放热过程(ΔH＜0)或熵增过程(ΔS＞0)不一定是自发的，只有满足ΔH－TΔS＜0的过程才是自发的，A错误；同一物质的熵值：固态＜液态＜气态，B正确；常温下，食物容易腐败变质，说明食物在常温下变质是自发进行的反应，C正确；反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＜0 是放热反应，且该反应熵值减小(ΔS＜0)，该反应能够自发，可用焓判据来解释，D正确。 答案　A 4．某温度下反应达到平衡，其平衡常数K＝。恒容时，升高温度，体系中的c(H2)减小。下列说法正确的是(　　) A．该反应的焓变为正值 B．恒温恒容，增大容器的压强，c(H2)一定减小 C．升高温度，平衡正向移动，逆反应速率减小 D．该反应的化学方程式为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 解析　由平衡常数K＝，可知该反应的化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，故D不正确；温度升高时c(H2)减小，说明平衡正向移动，ΔH>0，故A正确；在恒温恒容时，增大容器的压强，是指加入某种气体物质，c(H2)可能增大，也可能不变或减小，故B不正确；升高温度，v正和v逆都增大，故C不正确。 答案　A 5．(柳州三中高二月考)用于净化汽车尾气的反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，已知常温下该反应速率极慢，570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是(　　) A．该反应在常温下进行不需要催化剂 B．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂 C．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO D．570 K时该反应正向进行的程度很大，故使用催化剂并无实际意义 解析　常温下该反应速率极慢，故需要催化剂加快反应速率，A错误；研制高效催化剂可提高反应速率，解决该反应极慢的问题，有利于提高尾气净化的效率，B正确；净化汽车尾气的反应为可逆反应，可逆反应不可能完全进行，则尾气中的一氧化氮和一氧化碳不能完全转化，排出的气体中一定含有一氧化氮和一氧化碳，C 错误；使用催化剂能够加快反应速率，但不影响平衡的移动，则使用催化剂具有很大的实际意义，D错误。故选B。 答案　B 6．(黑龙江哈尔滨三中高二月考)为探究外界条件对反应mA(g)＋nB(g)cZ(g)　ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为m∶n开始反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数与压强及温度的关系，实验结果如图所示。下列判断不正确的是(　　) A．ΔH＜0 B．m＋n＜c C．其他条件相同，升高温度，v正增大的幅度小于v逆 增大的幅度 D．其他条件相同，压强增大，平衡正向移动，平衡常数不变 解析　降低温度，Z的物质的量分数增大，说明降低温度平衡向正反应方向移动。由上述分析可知，该反应为放热反应，ΔH＜0，故A正确；减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动，所以有m＋n＞c，故B错误；升高温度正、逆反应速率都加快，但升温反应逆向移动，v逆＞v正，则v正增大的幅度小于v逆，故C正确；平衡常数只受温度影响，增大压强平衡常数不变，故D正确。 答案　B 7．(北京西城区高二期中)在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生反应：C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH＞0 B．若该反应在T1 ℃、T2 ℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2 C．在T2 ℃时，若反应体系处于状态D，则此时v正＞v逆 D．若状态B、C、D的压强分别为p(B)、p(C)、p(D)，则p(C)＝p(D)＞p(B) 解析　由题图可知，温度越高，平衡时c(NO)越大，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，由于升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，所以正反应为放热反应，即ΔH＜0，A错误；该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，所以升温化学平衡常数减小，K1＞K2，B错误；在T2 ℃、反应体系处于状态D时，此时c(NO)高于平衡时的c平(NO)，反应向正反应方向进行，则有v正＞v逆，C正确；该反应是反应前后气体分子数不变的反应，恒容条件下，在同一温度时，体系压强相等，p(B)＝p(D)，若温度不相等，达到平衡状态时，压强和温度成正比例关系，则p(C)＞p(D)＝p(B)，D错误。 答案　C 8．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1 下列说法不正确的是(　　) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600 C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，化学平衡常数增大 D．升高温度化学平衡常数增大，则此反应为吸热反应 解析　X的转化浓度为0.05 mol·L－1，其转化率为×100%＝50%，故A正确；X、Y、Z变化的浓度分别为0.05 mol·L－1、0.15 mol·L－1、0.1 mol·L－1，则三者的化学计量数之比为1∶3∶2，反应可表示为X＋3Y2Z，化学平衡常数K＝＝1 600，故B正确；化学平衡常数只与温度有关，故C不正确；对于吸热反应，升温K值增大，故D正确。 答案　C 9．(广东深圳教育联盟高二联考)在2 L的密闭容器中，2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH，将2 mol A气体和1 mol B气体在反应器中反应，测定相同时间内 A的转化率与温度的关系如实线图所示(图中虚线表示相同条件下A的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是 (　　) A．反应的ΔH＞0 B．X点的化学平衡常数大于Y点的化学平衡常数 C．图中Y点：v(正)＞v(逆) D．图中Z点，增加B的浓度不能提高A的转化率 解析　题图中实线为测得的相同时间内A的转化率与温度的关系，在250 ℃左右，A的转化率达到最大，则温度小于250 ℃时，温度越高，反应速率越大，测得的A的转化率也越高，温度大于250 ℃时，温度越高，测得的A的转化率降低，是因为该反应平衡逆向移动，由此可知该反应为放热反应。由上述分析可知，该反应为放热反应，即ΔH＜0，A错误；该反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，X点的温度小于Y点的温度，故X点的化学平衡常数大于Y点的化学平衡常数，B正确；Y点实线和虚线重合，即测定的A的转化率就是平衡转化率，此时反应达到平衡，则Y点v(正)＝v(逆)，C错误；Z点增加B的浓度，反应正向进行，A的转化率提高，D错误。 答案　B 10．(浙江杭州重点中学期中)已知：A(g)＋2B(g)3C(g)　ΔH＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．t2时改变的条件：向容器中加入A B．平衡时B的体积分数φ：φ(Ⅱ)＝φ(Ⅰ) C．t2～t3时平衡正向移动 D．平衡时 A(g)的物质的量浓度c：c(Ⅰ)＞c(Ⅱ) 解析　t2时刻改变条件后，正反应速率逐渐增大，由图可知，逆反应速率大于正反应速率，则改变的外界条件是向容器中加入C，A错误；该反应是反应前后气体体积不变的反应，加入C，化学平衡逆向移动，最终平衡状态Ⅱ与平衡状态Ⅰ等效，则平衡时B的体积分数φ：φ(Ⅱ)＝φ(Ⅰ)，B正确；由上述分析可知t2时加入生成物C，t2～t3时平衡逆向移动，C错误；达到平衡状态Ⅱ时A(g)、B(g)的浓度比平衡状态Ⅰ时要大，D错误。 答案　B 11．(高考浙江1月卷)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和 Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是(　　) A．E6－E3＝E5－E2 B．可计算Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1 C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ＞历程Ⅰ D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1 解析　对比两个历程可知，历程Ⅱ中使用了催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率。催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焓变，因此E6－E3＝E5－E2，A正确；已知 Cl2(g)的相对能量为0，对比两个历程可知，Cl(g)的相对能量为(E2－E3) kJ·mol－1，则Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1，B 正确；催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ＝历程Ⅰ，C错误；活化能越低，反应速率越快，由题图可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)＋O2(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1，D正确。 答案　C 12．(遵义高二检测)在密闭容器中，反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)　ΔH<0达到甲平衡。在仅改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是(　　) 解析　加入反应物的瞬间，反应物浓度增大、生成物浓度不变，则正反应速率增大、逆反应速率不变，Ⅰ中改变条件瞬间正、逆反应速率都增大，A错误；该反应前后气体物质的量之和不变，则压强不影响平衡移动，缩小容器体积，反应物和生成物浓度都增大，所以正、逆反应速率都增大，B正确；增大压强化学反应速率增大，达到平衡状态的时间减小，但是压强不影响该反应平衡移动，所以达到平衡状态时甲、乙中XY%的含量应该相同，C错误；该反应的正反应是放热反应，升高温度化学反应速率增大，缩短反应到达平衡状态时间，且平衡逆向移动，XY%的含量减小，D错误。 答案　B 13．当今世界，多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。中国力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。为推动实现碳中和的愿景，探索CO2资源化利用前景广阔。已知二氧化碳催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)　ΔH<0，设m为起始时的投料比，即m＝，图3表示在总压为5 MPa的恒压条件下，且m＝3时，平衡状态时各组分的物质的量分数与温度的关系。下列说法错误的是(　　) A．该反应压强平衡常数表达式为Kp＝ B．图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为T3>T2>T1 C．图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3 D．曲线d代表的物质为二氧化碳 解析　A．根据化学平衡常数的含义可知该反应压强平衡常数表达式为Kp＝，选项A正确；B．该反应ΔH<0，投料比和压强相同时，温度升高，化学平衡向吸热的方向移动，导致CO2的转化率减小，故T3>T2>T1，选项B正确；C．温度相同时，投料比越大，CO2的转化率越大，故m1>m2>m3，选项C正确；D．恒压条件下，且m＝3时，温度升高，化学平衡逆向移动，导致CO2和H2的物质的量增大，C2H5OH和H2O的物质的量减小，且C2H5OH的量小于H2O，故d表示乙醇，选项D错误；答案选D。 答案　D 14.(山东济南高二期中)向某恒容密闭容器中充入等物质的量的 PCl3(g)和Cl2(g)，发生反应PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)，测得不同温度下 PCl3(g)的转化率α与时间的关系如图所示。其速率方程为v正＝k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆＝k逆·c(PCl5)(k是速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是(　　) A．该反应的ΔH＜0 B．M点：＞ C．升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 D．温度为T1时，若平衡体系中c(Cl2)＝0.25 mol·L－1，则＝18 解析　由题图可知，T2时反应先达到平衡，说明反应速率快，说明T2＞T1，T2 温度下平衡时PCl3的转化率低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故ΔH<0，A正确；M点未达到平衡，则正反应速率大于逆反应速率，即k正·c(PCl3)·c(Cl2)＞k逆·c(PCl5)，故＞，B正确；分析可得K＝，正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，说明k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，C正确；T1时，PCl5转化率为80%，c(Cl2)＝ 0.25 mol·L－1，设初始PCl5和Cl2物质的量浓度为x mol·L－1，列出三段式： 　　　　　　 　　PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g) 起始浓度/(mol·L－1) 　x　　　　x　　　　0 转化浓度/(mol·L－1)　0.8x　　0.8x　　　0.8x 平衡浓度/(mol·L－1)　0.2x　　0.25　　　0.8x 则＝＝＝16，D错误。 答案　D 15．(河北唐山十县一中高二期中联考)固氮反应具有非常重要的意义。如图是两个常见固氮反应的平衡常数对数值(lg K)与温度的关系：①N2＋3H22NH3　K1，②N2＋O22NO　K2。下列分析正确的是(　　) A．升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率减小 B．反应①和②均为放热反应 C．在标准状况下，固氮反应①和②反应程度相差很大 D．1 000 ℃时，反应①和②体系中氮气浓度相等 解析　升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，即反应①②的反应速率均增大，A错误；反应①N2＋3H22NH3的lg K随温度T的增大而减小，说明反应放热，反应②N2＋O22NO的lg K随温度T的增大而增大，则说明反应吸热，B错误；K值越大，反应程度越大，标准状况下，T为0 ℃，根据题图可知，反应①的lg K1＝10，K1＝1010，同理得到反应②的K2＝10－30≪1010，则在标准状况下，固氮反应①和②反应程度相差很大，C正确；1 000 ℃时，反应①和②体系中lg K相等，但不能说明氮气浓度相等，D错误。 答案　C 二、非选择题(本题共4小题，共55分) 16．(12分)回答下列问题： (1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________(选填“>”“<”或“＝”)0，ΔS________ (选填“>”“<”或“＝”)0，在低温下，该反应________(选填“能”或“不能”)自发进行。 (2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO＋2CO===2CO2 ＋N2。反应在常温下能够自发进行，则反应的ΔH________(选填“>”“<”或“＝”)0。 (3)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则： ①该反应常温下________(选填“能”或“不能”)自发进行； ②据本题反应数据分析，温度________(选填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。 (4)已知CaSO4(s)＋CO(g)===CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218 kJ·mol－1，该反应能够自发进行的反应条件是____________。 (5)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(选填“>”或“<”)0。 解析　(1)由于CO燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气为吸热反应，ΔH>0，根据化学方程式可知，化学反应发生后气体的化学计量数之和增加，ΔS>0，故低温下ΔG＝ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。(2)根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时自发进行，通过反应方程式可知ΔS<0，常温下能够自发进行，则ΔH<0。(3)①常温下CaCO3不分解，则常温下不能自发进行。②该反应的ΔH>0，ΔS>0，属于熵增加的吸热反应，升高温度可自发进行，温度能成为反应方向的决定因素。(4)根据ΔG＝ΔH－TΔS<0，已知该反应ΔS>0，ΔH>0，则高温时反应自发进行。(5)已知某吸热反应能自发进行，即ΔG<0，ΔH>0，则ΔS>0。 答案　(1)>　>　不能　(2)<　(3)①不能　②能 (4)高温　(5)> 17．(14分)(辽宁鞍山高二月考)为实现生产生活的“碳减”和经济的可持续发展，科学工作者开展CO2的价值型转化的相关研究。请回答以下有关问题： Ⅰ.利用太阳能分解H2O 获得氢气，再通过CO2加氢制甲醇(CH3OH)等燃料，从而实现可再生能源和CO2的资源化利用。 (1)过程Ⅰ、Ⅱ是典型的人工光合作用过程：4H2O＋2CO22CH3OH＋3O2，该反应是________(选填“吸热”或“放热”)反应。 (2)过程Ⅱ中CO2催化加氢制取甲醇，反应如下： 主反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.0 kJ·mol－1 副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41．2 kJ·mol－1 ①CO、H2生成 CH3OH的热化学方程式是______________________________________。 ②一定条件下，向容积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2(g)的浓度为________________mol·L－1(用含a、b、V的代数式表示)。 ③为提高CH3OH在单位时间内的产率，可采取措施：____________________(写出一条即可)。 Ⅱ.CO2催化加氢也可制取乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)===C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－129 kJ·mol－1，在容积为2 L的恒容容器中制取乙烯，投料为x mol CO2和3 mol H2，测得温度对CO2的平衡转化率的影响，曲线a表示x＝1，改变投料比测量后得到曲线b。 (3)曲线b条件下投料比发生改变，则x________(选填“＞”“＜”或“＝”)1；反应从开始分别进行到M、M1、N三点时，放出的热量Q1、Q2、Q3由大到小的顺序为________________。 (4)工业生产中采取较高温度(250 ℃左右)，原因是_______________________。 解析　Ⅰ.(1)光合作用需要吸收太阳能，故为吸热反应。(2)主反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.0 kJ·mol－1副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41．2 kJ·mol－1。①根据盖斯定律可知，主反应－副反应可得热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－90.2 kJ·mol－1。②一定条件下，向容积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生题述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，则主反应消耗二氧化碳a mol，消耗氢气3a mol；CO为b mol，则副反应消耗二氧化碳b mol，消耗氢气b mol，则反应后二氧化碳有(1－a－b) mol，氢气有(3－3a－b) mol，此时H2(g)的浓度为 mol·L－1。③为提高CH3OH在单位时间内的产率，即加快反应速率可采取措施：增大压强、选择合适催化剂等。Ⅱ.(3)相同条件下，曲线b中二氧化碳的平衡转化率较低，H2的量不变，说明增加了二氧化碳的量，即x大于1。相同投料比时，二氧化碳的转化率越高，反应放热越多，在相同温度下，增大二氧化碳的量，增大了氢气的转化率，平衡正向移动，反应放热更多，故Q2＞Q1＞Q3。(4)在250 ℃左右催化剂的催化效果最高，故为了提高催化效率(或催化剂活性)，加快反应速率，选择温度为250 ℃左右。 答案　Ⅰ.(1)吸热 (2)①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－90.2 kJ·mol－1 ②　③增大压强(或选择合适催化剂等) Ⅱ.(3)＞　Q2＞Q1＞Q3 (4)为了提高催化效率(或催化剂活性)，加快反应速率 18．(14分)亚硝酸氯(ClNO)可由NO与Cl2在通常条件下反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)　ΔH。在1 L的恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图1所示： (1)该反应的ΔH________(选填“>”“<”或“＝”)0，理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)反应开始到10 min时Cl2的平均反应速率v(Cl2)＝________mol·L－1·min－1。 (3)T2时该反应的平衡常数K＝________。 (4)一定条件下的恒温恒容的密闭容器中，按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，平衡时ClNO的体积分数随的变化如图2所示，则A、B、C三种状态中，NO的转化率最小的是________点。 解析　(2)反应开始到10 min时，c(ClNO)＝1 mol·L－1，v(ClNO)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，则Cl2的平均反应速率v(Cl2)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。　 (3)　　　　　　 2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g) T2时该反应的平衡常数 K＝＝＝2。 (4)的比值越小，NO的转化率越大，反之越小，因此NO的转化率最大的是A点，最小的是C点。 答案　(1)<　T2时反应先达平衡，T2>T1，降低温度c(ClNO)增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应是放热反应，ΔH<0　(2)0.05　(3)2　(4)C 19．(15分)(河南鹤壁高中高二月考)TiN 具有良好的导电和导热性，可用于高温结构材料和超导材料。可利用化学气相沉积技术来制备氮化钛。请回答下列问题： (1)已知1 200 ℃下，三种制备氮化钛反应的热化学方程式： ⅰ.TiCl4(g)＋N2(g)TiN(s)＋2Cl2(g) ΔH1＝＋366.32 kJ·mol－1　Kp1＝0.82 ⅱ.6TiCl4(g)＋8NH3(g)6TiN(s)＋24HCl(g)＋N2(g) ΔH2＝＋386.88 kJ·mol－1　Kp2＝1．6×106 ⅲ.TiCl4(g)＋N2(g)＋2H2(g)TiN(s)＋4HCl(g) ΔH3＝＋2.88 kJ·mol－1 利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN时。反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在1 200 ℃、130 kPa反应条件下，将TiCl4(g)、N2(g)、H2(g)以物质的量之比1∶1∶2加入反应容器进行反应ⅲ。20 min后反应达到平衡状态，平衡时混合气体中N2(g)与H2(g)的分压相等，则TiCl4(g)平衡转化率为________(保留三位有效数字)，0～20 min 之间，以分压表示TiCl4(g)的平均反应速率为________kPa·min－1。 (3)合成制备氮化钛的原料氨气。将0.10 mol N2和0.26 mol H2投入某刚性反应容器中，测得反应相同时间的过程中NH3的体积分数和反应体系的总压p随着温度的升高而变化的曲线如图： ①对于该可逆反应过程，下列有关说法正确的是________(填序号)。 A．a、b、c三点时，该反应均处于平衡状态 B．m→n过程中，该反应平衡逆向移动 C．混合气体的平均摩尔质量：M(b)＞M(c)＞M(a) D．混合气体的密度：ρ(b)＞ρ(c)＞ρ(a) ②x、y、m三点对应温度下的平衡常数由大到小的顺序为____________。 ③当温度为T3 K，该反应达到平衡时，以气体分压表示的该反应的平衡常数Kp＝________MPa－2(列出计算式即可)。 解析　(1)由热化学方程式可知，反应ⅰ和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度远大于反应ⅰ，ΔH－TΔS远小于反应ⅰ，所以反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ。(2)设起始加入四氯化钛、氮气和氢气的物质的量分别为1 mol、1 mol和2 mol，四氯化钛的转化量为a mol，由热化学方程式可知，20 min后反应达到平衡时，四氯化钛、氮气、氢气、氯化氢的物质的量分别为(1－a) mol、(1－0.5a) mol、(2－2a) mol、4a mol，平衡时混合气体中氮气和氢气的分压相等，则n平(N2)＝n平(H2)，可得：1－0.5a＝2－2a，解得a＝，则四氯化钛的转化率为66.7%；平衡时，混合气体的总物质的量为 mol；由反应在1 200 ℃、130 kPa 反应条件下进行可知，0～20 min 四氯化钛的反应速率为vp(TiCl4)＝－＝＝1．125 kPa·min－1。(3)①化学反应限度是一定条件下化学反应的最大限度，由题图可知，b点氨气的体积分数最大，反应达到平衡，则a点处于平衡的形成过程，反应未达到平衡状态，故A错误；由题图可知，b点氨气的体积分数最大，反应已达到平衡，b→c过程为化学平衡移动过程，升高温度，NH3的体积分数降低，所以该反应的正反应为放热反应，m→n过程为化学平衡移动过程，该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，故B正确；由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，合成氨反应为N2＋3H22NH3，NH3的体积分数越大，气体总物质的量越小，则b、c、a三点气体总物质的量依次增大，混合气体的平均摩尔质量M(b)、M(c)、M(a)依次减小，故C正确；由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则b、c、a三点混合气体的密度相等，故D错误。②该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，由题图可知，x、y、m三点对应温度依次增大，所以平衡常数依次减小，故K(x)＞K(y)＞K(m)。③由题图可知，T3 K反应达到平衡时，氨气的体积分数为20%、体系总压强为30.0 MPa，设氮气的转化率为x，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为(0.1－0.1x) mol、(0.26－0.3x) mol和0.2x mol，由氨气的体积分数为20%可得，×100%＝20%，解得x＝0.3，则平衡时总物质的量为0.3 mol，氮气、氢气和氨气的物质的量分别为0.07 mol、0.17 mol、0.06 mol，氮气、氢气和氨气的平衡分压为×30 MPa＝7 MPa、×30 MPa＝17 MPa和×30 MPa＝6 MPa，反应的平衡常数Kp＝ MPa－2。 答案　(1)反应ⅰ和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度大，因此反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ　(2)66.7%　1．125　(3)①BC　②K(x)＞K(y)＞K(m)　③ 学科网（北京）股份有限公司 $$