第二章综合测评 化学反应速率与化学平衡(word练习)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(人教版2019）

第二章综合测评 （时间：90分钟　　分值：100分） （见学生用书综合测评第二章） 一、选择题（共15题，每小题3分，共45分，每小题只有一个选项符合题意）。 1.下列对化学反应的认识正确的是（　　） A.化学反应过程中，分子的种类和数目一定发生改变 B.如果某化学反应的ΔH和ΔS均小于0，则反应一定能自发进行 C.化学反应过程中，一定有化学键的断裂和形成 D.放热反应的反应速率一定比吸热反应的反应速率大 答案　C　 解析　化学反应过程中，分子数目不一定变化，如气体等体积的反应H2（g）＋I2（g）2HI（g），A项错误；若ΔH和ΔS均小于0，在低温下反应可自发进行，B项错误；化学反应过程中，一定有旧键的断裂和新键的形成，C项正确；决定反应速率的主要因素是自身的性质及外界条件，与其是吸热反应还是放热反应无关，D项错误。 2.下列措施与化学反应速率无关的有（　　） ①向炉膛内鼓风　②炉膛内用煤粉代替煤块 ③食物存放在冰箱　④糕点包装内放置除氧剂　⑤将固体试剂溶于水配成溶液后反应　⑥高炉炼铁增大炉高　⑦在铁制品表面刷油漆　⑧向门窗合页里注油　⑨纸张在暴晒下变黄 A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 答案　B　 解析　向炉膛内鼓风，增大氧气浓度，加快反应速率，故不选①；膛内用煤粉代替煤块，增大接触面积，加快反应速率，故不选②；食物存放在冰箱，降低温度，减慢食物氧化变质速率，故不选③；糕点包装内放置除氧剂，降低氧气浓度，减慢食物氧化变质速率，故不选④；将固体试剂溶于水配成溶液后反应，增大接触面积，加快反应速率，故不选⑤；高炉炼铁增大炉高，延长反应时间，与反应速率无关，故选⑥；在铁制品表面刷油漆，隔绝空气，降低铁的腐蚀速率，故不选⑦；向门窗合页里注油，目的是起到润滑作用，降低门窗开关时的声响，与反应速率无关，故选⑧；纸张在暴晒下变黄，是因为纤维素被氧气氧化的速率加快，故不选⑨；故选B项。 3.在2 L的恒容容器中，充入1 mol A和3 mol B，并在一定条件下发生反应：A（g）＋3B（g）2C（g）。 经3 s后达到平衡，测得C气体的浓度为0.6 mol·L－1，下列说法中不正确的是（　　） A.用B表示的反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 B.平衡后，向容器中充入无关气体（如Ne），反应速率增大 C.3 s时生成C 的物质的量为1.2 mol D.平衡后，v正 （A）＝v逆 （A） 答案　B　 解析　根据题给数据列三段式得： 　　　　　　　A（g）＋3B（g）2C（g） 开始（mol/L）0.51.50 转化（mol/L）0.30.90.6 3 s时（mol/L）0.20.60.6 则B转化的浓度为0.9 mol/L，所以用B表示的反应速率为 ＝0.3 mol·L－1·s－1，A项正确；平衡后，向恒容容器中充入无关气体（如Ne），A、B、C的浓度不变，反应速率不变，B项错误；3 s时生成C的物质的量为0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol，C项正确；平衡后，正、逆反应速率相等，因此v正（A）＝v逆（A），D项正确。 4.痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠（NaUr）有关（NaUr增多，病情加重），其化学原理为HUr（aq）＋Na＋（aq）NaUr（s）＋H＋（aq） ΔH＜0。下列说法不正确的是（　　） A.寒冷季节更易诱发关节疼痛 B.大量饮水会增大痛风病发作的可能性 C.饮食中摄入过多食盐，会加重痛风病病情 D.患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物 答案　B　 解析　生成NaUr的反应为放热反应，故寒冷季节温度较低，有利于平衡正向移动，使得人体中NaUr含量增多，病情加重，A项正确；大量饮水，会降低人体中NaUr的浓度，降低痛风病发作的可能性，B项错误；饮食中摄入过多食盐，会增大Na＋的浓度，使得平衡正向移动，人体中NaUr含量增多，病情加重，C项正确；若患痛风病的人多吃能代谢产生更多尿酸的食物，则会增大尿酸的浓度，使平衡正向移动，人体中NaUr含量增多，病情加重，D项正确。 5.某研究人员通过测定不同条件下的化学反应速率得到以下两组数据（Ea为反应活化能） 第1组： 实验 Ea/（kJ· mol－1） T1/K→ T2/K v（318 K）/ v（298 K） A 100 298→318 14.0 第2组： 实验 Ea/（kJ·mol－1） v（A）/v（B） A 100 3205 B 120 基于数据分析和平衡原理以下认识错误的是（　　） A.该实验的目的是为了对比温度和活化能对化学反应速率的影响程度 B.其他条件相同时，温度升高，化学反应速率加快 C.对于吸热反应，温度升高对于放热方向的反应速度影响较大 D.一般离子反应的活化能接近于零，所以反应速率很快 答案　C　 解析　第一组实验中温度不同，温度高的反应速率更大，第二组实验中活化能不同，活化能低的反应速率更大，A项正确；从第一组的实验结果可知，温度升高，反应速率增大，B项正确；对于吸热反应，温度升高，对于吸热方向的反应速率的影响更大，C项错误；离子反应中，离子已经是活化离子，其活化能几乎为零，所以反应速率很快，D项正确。 6.在某一恒容容器中发生反应：M（g）＋2N（g）Q（g）　ΔH＜0。当反应达到平衡时，t1、t3、t5、t6改变某一条件，反应速率与反应时间的曲线关系如图。下列说法错误的是（　　） A. t1时刻，改变的条件可能是适当降低温度 B. t1时增大了反应物活化分子百分数 C. t5时刻，改变的条件一定是催化剂 D. Q（g）的体积分数最高的时间段是t2－t3 答案　B　 解析　由图可知，t1为正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，采取的措施可能是降低温度或增大压强，A项正确；t1为正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，采取的措施可能是降低温度或增大压强，活化分子百分数可能减小或不变，B项错误；t5时刻，正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，改变条件为使用催化剂，C项正确；由题干图示信息可知，t3～t4平衡逆向移动，t5～t6平衡不移动，t6～t7平衡逆向移动，故Q（g）的体积分数最高的时间段是t2～t3，D项正确。 7.由氮的化合物引起的环境污染称为氮污染。用CO将NO转化为N2的化学方程式为2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＜0。在某一恒容密闭容器中充入等物质的量的CO和NO，测得同一时间段内NO转化率随温度变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A. b点时，v正一定大于v逆 B.混合气体中CO的百分含量∶a点＝b点 C.低温条件下有利于该反应自发进行 D.当混合气体的总质量不再随时间而改变，则该反应达到平衡 答案　C　 解析　由图可知，b点时，该反应可能处于平衡状态，也可能是催化剂活性降低，故此时正、逆反应速率相等或正反应速率大于逆反应速率，A项错误；由图可知，a、b两点对应的CO的转化率不相等，则CO的物质的量也不相等，B项错误；该反应为气体分子数减小的反应，且为放热反应，则低温条件下有利于该反应自发进行，C项正确；根据质量守恒可知，混合气体的质量在反应过程中不发生变化，不能判断反应是否处于平衡状态，D项错误。 8.符合图1、图2的反应是（　　） A. X＋3Y2ZΔH＞0 B. X＋3Y2ZΔH＜0 C. X＋2Y3ZΔH＜0 D.5X＋3Y4ZΔH＜0 答案　B　 解析　由图1中X、Y、Z浓度的变化量可得反应的化学方程式X＋3Y2Z；由图2可知T2＞T1（T2先到达平衡），平衡时Z％随温度的升高而降低，所以正反应为放热反应，ΔH＜0，B项正确。 9.化学反应进行的方向和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题，下列有关化学反应进行的方向和限度的说法中正确的是（　　） A.反应mA（s）＋nB（g）pC（g），达到平衡时增加A的物质的量，平衡不移动，是因为A是固体，而分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对平衡没有影响 B.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中，在恒定温度下使其分解达到平衡NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g），CO2（g）的体积分数不变可以作为平衡判断的依据 C. NH4Cl（s）NH3（g）＋HCl（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0 D.对于反应A（g）＋B（g）2C（g），起始充入等物质的量的A和B，达到平衡时A的体积分数为n％，此时若给体系加压则A的体积分数一定会发生改变 答案　A　 解析　反应体系中只有CO2和NH3两种气体，且生成物中氨气、二氧化碳的体积比始终为2∶1，CO2的体积分数始终不变，不能作为平衡判断的依据，B项错误；该反应是熵值增加的反应，ΔS＞0，ΔH－TΔS＜0，反应才能自发，由于在室温下不能自发进行，则该反应的ΔH＞0，C项错误；该反应为气体体积不变的反应，平衡时A的体积分数为n％，此时若给体系加压，平衡不移动，则A的体积分数不变，D项错误。 10.下列图示与对应的叙述相符的是（　　） A.图甲表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中，不同温度下分别发生反应：2NO2（g）N2O4（g），相同时间后测得NO2含量的曲线，则曲线最低点一定是平衡的点 B.图乙表示的反应是放热反应，该图表明催化剂不能改变化学反应的焓变 C.图丙表示压强对可逆反应2A（g）＋2B（g）3C（g）＋D（s）的影响，则p乙＞p甲 D.图丁表示反应： 4CO（g）＋2NO2（g）N2（g）＋4CO2（g）ΔH＜0，在其他条件不变的情况下，改变起始时CO的物质的量对此反应平衡的影响，则温度T1＞T2，平衡常数K1＞K2 答案　A　 解析　图甲表示等量NO2在容积相同时不同温度下，相同时间后测得的NO2含量的曲线，开始一段时间NO2的含量随温度的升高而减小，温度升高反应速率加快，反应正向进行的程度逐渐增大，当NO2含量达到最小值（即曲线的最低点）时该反应达到平衡状态，继续升高温度NO2含量又增大，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，该反应的逆反应是吸热反应，所以该反应（即正反应）是放热反应即ΔH＜0，A项正确；由图像可知，该反应的反应物总能量小于生成物总能量，因此该反应是吸热反应，B项错误；因为图丙表示压强对可逆反应2A（g）＋2B（g）3C（g）＋D（s）的影响，曲线乙反应达到平衡所用时间比曲线甲达到平衡所用时间短，对于气体反应压强越大反应速率越快，因此p乙＞p甲，增大压强平衡正向移动，平衡时反应物的百分含量降低，C项错误；当温度相同时，开始时随着CO的物质的量的逐渐增大，平衡向正反应方向移动，平衡时N2％逐渐增大；继续增大CO的物质的量，容器中气体总物质的量的增加超过了因平衡移动时N2物质的量的增加，故后来N2％随CO的物质的量增加而减小。当n（CO）相同温度由T1变为T2时，平衡时N2％减小，说明平衡向逆反应方向移动，ΔH＜0因此T1的平衡常数大于T2的平衡常数，即K1＞K2，只有升温该反应的平衡常数才减小，所以T1＜T2，D项错误。 11.已知：4H2S（g）＋2SO2（g）3S2（g）＋4H2O（g） ΔH，实验测得速率方程为v正＝k正c4（H2S）·c2（SO2），v逆＝k逆c3（S2）·c4（H2O）（k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关）。在1 L恒容密闭容器中充入4 mol （g） H2S（g）和2 mol （g） SO2发生上述反应，测得H2S的转化率与温度关系如图所示：下列叙述错误的是（　　） A.上述反应中ΔH＞0 B. T2 K下，v逆（a）＜v正（c） C. v正（SO2）∶v（a）＝v（b） D. T1 K下，k正＝46.1 k逆 答案　C　 解析　T2 K下先达到平衡，说明T2高于T1，T2 K时，H2S的平衡转化率高于T1 K，所以正反应是吸热反应，A项正确；T2 K下，逆反应速率由a点到c点增大，c点正、逆反应速率相等，B项正确；a点、b点反应物浓度相等，a温度较高，因此a点SO2正反应速率大于b点SO2正反应速率，C项错误；根据平衡时正、逆速率相等，平衡常数K＝，T1 K下，H2S的平衡转化率为60％，用三段式计算： 　　4H2S（g）　＋　2SO2（g）　3S2（g）　＋　4H2O（g） 开始4 mol·L－12 mol·L－100 转化2.4 mol·L－11.2 mol·L－11.8 mol·L－12.4 mol·L－1 平衡1.6 mol·L－10.8 mol·L－11.8 mol·L－12.4 mol·L－1 K＝＝46.1，K＝＝46.1，即v正＝46.1 v逆，D项正确。 12.在盛有足量A的体积可变的密闭容器中，保持压强一定，加入B，发生反应：A（s）＋2B（g）4C（g）＋D（g）　ΔH＜0，在一定温度、压强下达到平衡。平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图。 下列说法正确的是（　　） A.当温度升高后，则图中θ＞45° B.若再加入B，则正、逆反应速率均逐渐增大 C.平衡时B的转化率为50％ D.上述反应只能在高温下才能自发进行 答案　C　 解析　该反应为放热反应，压强一定，当升高温度时，平衡逆向移动，则C的物质的量减少，由图可以看出，图中θ＜45°，A项错误；因体积可变，则B的浓度不变，则v（正）、v（逆）都不变，B项错误；设开始B的物质的量为n，转化的B为x，由图可知平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量相等，则2x＝n，x＝0.5n，转化率为50％，C项正确；反应的ΔH＜0，ΔS＞0，根据复合判据，无需高温，就可自发进行，D项错误。 13.工业上可采用CH3OHCO＋2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面利用甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钯催化剂表面的物质用*标注。甲醇（CH3OH）脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式： 方式1：CH3OH*CH3O*＋H* Ea＝＋103.1 kJ·mol－1 方式2：CH3OH*C＋OH* Eb＝＋249.3 kJ·mol－1（其中Ea、Eb为活化能）。 如图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。下列说法错误的是（　　） A.总反应的焓变（ΔH）大于0 B.甲醇裂解过程主要历经的应为方式1 C.该历程中最小能垒（活化能）为70.7 kJ·mol－1 D.该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为CHO*＋3H*CO*＋4H* 答案　C　 解析　由图可知，CH3OH的能量低于CO和2H2的总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＞0，A项正确；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，方式1的活化能低，说明甲醇裂解过程主要历经的应为方式1，B项正确；由图可知，该历程中最小能垒（活化能）为（116.1－62.5） kJ·mol－1＝53.6 kJ·mol－1，C项错误；由图可知，反应CHO*＋3H*CO*＋4H*中反应物的能量高于生成物的能量，且差别最大，是放热最多的步骤，D项正确。 14.在三个容积相同的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）（不发生其他反应），CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是（　　） 容器 起始物质的量/mol CH4的平衡 转化率 CH4 H2O CO H2 Ⅰ 0.1 0.1 0 0 50％ Ⅱ 0.1 0.1 0.1 0.3 Ⅲ 0 0.1 0.2 0.6 A.该反应的ΔH＞0，图中压强p1＜p2 B.起始时，容器Ⅱ中v正（CH4）＜v逆（CH4） C.达到平衡时，容器Ⅰ、Ⅱ中CO的物质的量满足：nⅡ（CO）＜2nⅠ（CO） D.达到平衡时，容器 Ⅱ、Ⅲ 中气体总压强之比：pⅡ∶pⅢ＝4∶5 答案　D　 解析　由图可知，CH4的转化率随温度的升高而增大，即升温，平衡正向移动，说明该反应的正反应ΔH＞0，该反应是一个气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，由图可知压强p1＜p2，A项正确；由容器Ⅰ中数据可知，平衡时CH4、H2O、CO、H2的浓度依次为mol/L、mol/L、mol/L、mol/L，则平衡常数K＝＝＝，温度不变，平衡常数不变，容器Ⅱ中浓度商Q＝＝＝＞K，故平衡向逆反应方向移动，则v正（CH4）＜v逆（CH4），B项正确；由等效平衡可知，将容器中的物质“一边倒”，容器Ⅱ中CH4、H2O、CO、H2的起始物质的量依次为0.2 mol、0.2 mol、0、0，则恒容条件下，容器Ⅱ相对于容器Ⅰ相当于增大压强，若平衡不移动，则达平衡时nⅡ（CO）＝2nⅠ（CO），因该反应是一个气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，则nⅡ（CO）＜2nⅠ（CO），C项正确；由等效平衡可知，容器Ⅱ中CH4、H2O、CO、H2的起始物质的量依次为0.2 mol、0.2 mol、0、0，容器Ⅲ中CH4、H2O、CO、H2的起始物质的量依次为0.2 mol、0.3 mol、0、0，起始时两容器总压强之比pⅡ∶pⅢ＝4∶5，容器Ⅲ相对于容器Ⅱ的条件变化为增大H2O的浓度，平衡向气体体积增大的方向移动，容器压强增大，则平衡时两容器总压强之比pⅡ∶pⅢ＜4∶5，D项错误。 15.用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C（s）＋2NO2（g）N2（g）＋2CO2（g）。在密闭容器中1 mol NO2和足量C发生上述反应，反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示；维持温度不变，反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。下列说法错误的是（　　） 图1 图2 A.图1中的A、B、C三个点中只有C点达平衡状态 B.图2中E点的v逆小于F点的v正 C.图2中平衡常数K（E）＝K（G），则NO2的平衡浓度c（E）＝c（G） D.在恒温恒容下，向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2，与原平衡相比，NO2的平衡转化率减小 答案　C　 解析　由2C（s）＋2NO2（g）N2（g）＋2CO2（g）可知，NO2的生成速率（逆反应速率）应该是N2的生成速率（正反应速率）的二倍时才能使正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C点满足，A项正确；由图2知，E点反应未达到平衡，F点反应达到平衡，且压强E＜F，则E点的v逆小于F点的v正，B项正确；由题中信息可知，维持温度不变，即E、G两点温度相同，平衡常数K（E）＝K（G），混合气体中气体压强与浓度有关，压强越大，体积越小，浓度越大，所以G点压强大，浓度大，即c（E）＜c（G），C项错误；在恒温恒容下，向G点平衡体系中充入一定量的NO2，平衡正向移动，但NO2的平衡转化率减小，D项正确。 二、非选择题（共55分）。 16.（12分）已知碘的四氯化碳溶液能与K2C2O4溶液发生反应：I2＋K2C2O42KI＋2CO2↑，甲、乙两个实验小组欲探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下： （1）甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体的体积来比较化学反应速率的大小，实验装置如图1所示。 实验Ⅰ.在光亮处将M溶液一次性放入锥形瓶中并不断搅拌，然后关闭活塞。 实验Ⅱ.用黑纸袋包住锥形瓶后再将M溶液一次性放入锥形瓶中并不断搅拌，然后关闭活塞。 两次实验所用M溶液与N溶液相同。 ①盛装M溶液的仪器名称为　　　　，a的作用是　　　　。 ②该实验探究的是　　　　对化学反应速率的影响。 ③在反应停止前，相同时间内注射器中所得CO2的体积较多的是　　　　（填“实验Ⅰ”或“实验Ⅱ”）。 （2）乙组：通过测定溶液褪色所用时间来比较化学反应速率的大小，实验装置如图2所示。 实验时将M溶液和N溶液同时加入三颈烧瓶中，并不断搅拌，M、N的成分以及水浴温度如下表： 序号 M溶液 N溶液 水浴温度 A 含0.01 mol碘的四氯化碳溶液20 mL 20 mL 0.4 mol·L－1的K2C2O4溶液 40 ℃ B 含0.01 mol碘的四氯化碳溶液20 mL 20 mL 0.8 mol·L－1的K2C2O4溶液 40 ℃ C 含0.01 mol碘的四氯化碳溶液20 mL 20 mL 0.8 mol·L－1的K2C2O4溶液 50 ℃ ①该实验探究的是　　　　对化学反应速率的影响。 ②该组同学始终没有观察到实验A的溶液褪色，其原因是　　　　 　　　　。 解析　甲组探究中加M溶液时，实验Ⅰ锥形瓶在光亮处、Ⅱ中用黑纸袋包住锥形瓶，其余全部相同，则甲组探究的是光照对化学反应速率的影响；乙组实验中M的浓度、物质的量均相同，AB相比，K2C2O4浓度不同，A的K2C2O4浓度较小，故AB实验探究的是反应物浓度对化学反应速率的影响。BC相比，只有温度不同，B的温度低，则实验探究的是反应温度对化学反应速率的影响。（1）①盛装M溶液的仪器名称为分液漏斗；该反应中产生气体，若没有a，则M中的液体有可能因锥形瓶内气压增大而难以顺利滴下、同时加入的M的体积会被作为产生的气体中的一部分被计量、引起误差，故a的作用是平衡气压，减少误差；②根据分析，该实验探究的是光照对化学反应速率的影响；③实验Ⅰ在光照下进行、实验Ⅱ在暗处进行，前者速率大，则在反应停止前，相同时间内注射器中所得CO2的体积较多的是实验Ⅰ。（2）①据分析，乙组实验探究的是反应温度和反应物浓度对化学反应速率的影响；②要通过褪色快慢来比较反应速率，实验中碘应该等量且少量，实验ABC中，碘均为0.01 mol，K2C2O4分别为0.008 mol、0.016 mol、0.016 mol，由反应I2＋K2C2O42KI＋2CO2↑可知，实验A中碘过量，则实验过程中该组同学始终没有观察到实验A的溶液褪色，其原因是碘单质过量了。 答案：（1）分液漏斗　平衡气压，减少误差　光照　实验Ⅰ　（2）反应温度和反应物浓度　碘单质过量了 17.（14分）用活性炭还原处理氮氧化物，有关反应为C（s）＋2NO（g）N2（g）＋CO2（g）。 （1）写出上述反应的平衡常数表达式　　　　。 （2）在2 L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应，所得数据如表，回答下列问题。 实验编号 温度/℃ 起始时NO的物质的量/mol 平衡时N2的物 质的量/mol 1 700 0.40 0.09 2 800 0.24 0.08 ①结合表中数据，判断该反应的ΔH　　　　0（填“＞”或“＜”），理由是　　　　 　　　　。 ②判断该反应达到平衡的依据是　　　　。 A.容器内气体密度恒定 B.容器内各气体浓度恒定 C.容器内压强恒定 D.2v正（NO）＝v逆（N2） （3）700 ℃时，若向2 L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应N2（g）＋CO2（g）C（s）＋2NO（g） ；其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。 ①0～10 min内的CO2平均反应速率v＝　　　　。 ②图中A点v（正）　　　　v（逆）（填“＞”“＜”或“＝”）。 ③第10 min时，外界改变的条件可能是　　　　。 A.加催化剂 B.增大C的物质的量 C.减小CO2的物质的量 D.升温 E.降温 解析　（1）根据化学方程式可得，K＝。 （2）①根据表格数据，列出实验1（700 ℃）的三段式： 　　　　　　　C（s） ＋ 2NO（g）N2（g） ＋ CO2（g） 起始物质的量/mol 0.4 0 0 变化物质的量/mol 0.18 0.09 0.09 平衡物质的量/mol 0.22 0.09 0.09 K700 ℃＝＝＝， 据表格数据，列出实验2（800 ℃）的三段式： 　　　　　　　C（s） ＋ 2NO（g）N2（g） ＋ CO2（g） 起始物质的量/mol 0.24 0 0 变化物质的量/mol 0.16 0.08 0.08 平衡物质的量/mol 0.08 0.08 0.08 K800 ℃＝＝＝1＞K700 ℃； 温度升高，K增大，则正反应为吸热反应，ΔH＞0。②该反应气体的总质量是个变量，容器体积不变，所以密度是一个变量，当容器内气体密度恒定时，则反应达到平衡状态，A项正确；各组分的浓度不再改变能说明反应达到平衡状态，B项正确；该反应前后气体分子的数目相同，则气体的总物质的量一直不变，根据pV＝nRT，恒温恒容条件下，压强一直不变，所以容器内压强恒定不能说明反应达到平衡状态，C项错误；2v正（NO）＝ v逆（N2）时正反应速率和逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，D项错误。（3）①随着反应进行，n（N2）逐渐减小，n（NO）逐渐增大，10 min内，Δn（N2）＝0.2 mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，则Δn（CO2）＝0.2 mol，所以v（CO2）＝＝＝0.01 mol·L－1·min－1。②根据图像可知A点反应向正反应方向进行，则v（正）＞v（逆）。③第10 min时，N2、NO物质的量没有发生突变，N2的物质的量逐渐减小，速率比10 min前大；NO物质的量逐渐增大，速率比10 min前大。加催化剂，不会引起物质的量的突变，只会增大反应速率，A项正确；增大碳固体的物质的量，对反应速率没有影响，B项错误；减小CO2的物质的量，反应速率减小，C项错误；升温，反应速率增大，D项正确；降温，反应速率减小，E项错误。 答案：（1）　（2）①＞　700 ℃和800 ℃的平衡常数K700 ℃＜K800 ℃，所以ΔH＞0　②AB　（3）①0.01 mol·L－1·min－1　②＞　③AD 18.（13分）氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要原因之一。SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为4NH3（g）＋4NO（g）＋O2（g）4N2（g）＋6H2O（g）　ΔH＜0。 （1）氮氧化物破坏臭氧层原理为①NO＋O3NO2＋O2；②NO2＋ONO＋O2。常温下反应①的平衡常数为K1，反应②的平衡常数为K2，则反应O3＋O2O2的平衡常数K＝　　　　（用K1、K2表示）。氮氧化物在该反应中的作用是　　　　。 （2）SCR法除NO，投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是　　　　、　　　　。 （3）其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图。 ①工业上选择催化剂乙的原因是　　　　 　　　　。 ②在催化剂甲作用下，图中M点处（对应温度为210 ℃）NO的转化率　　　　（填“可能是”“一定是”或“一定不是”）该温度下的平衡转化率。高于210 ℃时，NO转化率降低的原因可能是（　　） A.温度高于210 ℃，反应放热，平衡逆移 B.催化剂活性降低 C.温度高于210 ℃，发生了副反应 解析　（1）由盖斯定律可得，反应①＋反应②得O3＋O2O2，则其平衡常数K＝K1·K2。两反应加和后，氮的氧化物抵消，则氮氧化物在该反应中的作用是催化剂。（2）该反应为放热的体积增大的可逆反应，利用平衡移动原理，可确定投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减小压强。（3）①工业上选择催化剂乙的原因是在较大的温度范围内都具有较高的催化活性（或催化效率等）。②催化剂只改变反应速率，从而改变反应到达平衡的时间，但不影响反应物的转化率，图中M点处，甲和乙作用下的NO的转化率不同，由此确定该温度下的转化率一定不是平衡转化率。温度高于210 ℃，两种催化剂作用下的反应物的转化率不等，则未达平衡，不能由此判断温度对平衡的影响，A项不合题意；温度升高，反应物的转化率降低，可能是催化剂活性降低，B项符合题意；温度高于210 ℃，有可能发生了副反应，C项符合题意。 答案：（1）K1·K2　作催化剂　（2）降低温度 减小压强　（3）①在较大的温度范围内都具有较高的催化活性（或催化效率等）　②一定不是　BC 19.（16分）CO2可用于合成多种化工原料。用CO2生产绿色燃料甲醇时发生反应A：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH1 （1）反应A的平衡常数表达式是　　　　。 （2）已知：2CH3OH（g）＋3O2（g）2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH2　H2O（g）H2O（l） ΔH3 ΔH1不易直接测得，为了通过ΔH2和ΔH3计算得到ΔH1，还需测定如下反应的反应热：　　　　。 （3）在体积为 1 L 的恒容密闭容器中发生反应 A，如图是在三种投料，即[n（CO2），n（H2）]分别为：[1 mol，3 mol]、[1 mol，4 mol]、[1 mol，6 mol]下，反应温度对 CO2平衡转化率影响的曲线。 ①反应A的ΔH1　　　　0（填“＞”或“＜”）。 ②曲线c对应的投料是　　　　。 ③T1℃时，曲线c 对应的化学平衡常数　　　　1（填“＞”“＜”或“＝”）。 （4）在一定条件下，利用CO2合成CH3OH 的反应过程中会有副反应：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）。压强一定时，将初始投料比一定的CO2和H2按一定流速通过催化剂甲，经过相同时间（反应均未达到平衡）时，温度对CH3OH、CO的产率影响如图1所示，温度对CO2的转化率影响如图2所示。 图1　图2 由图像可知，升高温度，CO2的实际转化率提高而甲醇的产率降低，其原因是　　　　。 解析　（1）可逆反应 CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g），其平衡常数表达式为：K＝。（2）目标方程式为CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH1，已知反应2CH3OH（g）＋3O2（g）2CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH2，H2O（g）H2O（l）　ΔH3；根据盖斯定律可知，通过ΔH2和ΔH3计算得到ΔH1，还需测定2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）或2H2O（g）的反应热。（3）①根据图像可知，其他条件不变时，升高温度，二氧化碳的转化率减小，平衡逆向移动，该反应正反应为放热反应；ΔH1＜0。②可逆反应：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH1＜0；增大反应物氢气的浓度，反应向右进行，二氧化碳的转化率增大，温度不变时，曲线c对应的二氧化碳的平衡转化率最大，所对应的投料是1 mol，6 mol。③T1℃时，曲线c对应投料是1 mol，6 mol，即起始时n（CO2）＝1 mol，n（H2）＝6 mol；二氧化碳的转化率为65％；平衡时，n（CO2）＝1 mol－65％×1＝0.35 mol，n（H2）＝6 mol－65％×1×3＝4.05 mol；n（CH3OH）＝ 65％×1＝0.65 mol，n（H2O）＝65％×1＝0.65 mol；在体积为 1 L 的恒容密闭容器中发生反应，平衡时各物质的浓度分别为：c（CO2）＝0.35 mol/L，c（H2）＝4.05 mol/L，c（H2O）＝c（CH3OH）＝0.65 mol/L，化学平衡常数K＝＝＜1。（4）反应A：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH1＜0，升高温度，平衡逆移，甲醇的产率减小，符合图1，温度升高，而一氧化碳产率增大，可以判断副反应B：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH2＞0，速率比A更快，平衡正向移动，二氧化碳转化率更大，对于A来说，平衡逆向移动，甲醇的产率减小，所以升高温度，CO2的实际转化率提高而甲醇的产率降低。 答案：（1） （2）2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）或2H2O（g） （3）①＜　②1 mol，6 mol　③＜　（4）升高温度，反应 B（副反应）的速率增加得比反应（A）快 学科网（北京）股份有限公司 $$