2.2 化学平衡移动原理素养提升检测-【化学可以这样讲】2024-2025学年高二化学同步教学课件+习题（人教版2019选择性必修1）

2.2 化学平衡移动原理核心素养提升练 （考试时间：75分钟，满分：100分） 一、选择题（共20题，第1-10题，每小题2分，第11-20题，每小题3分，共计50分） 1.(2023·随州联考)对已经达到化学平衡的反应：2X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)，减小压强时，对反应产生的影响是(　　) A.逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 B.逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 C.正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动 D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动 2.(2023·沧州部分学校高二联考)在H2(g)＋Br2(g)⇌2HBr(g)　ΔH＜0的平衡体系中，下列说法正确的是(　　) A.从平衡体系中分离出HBr(g)，能加快正反应速率 B.降低温度，正反应速率、逆反应速率均减小 C.增大压强，平衡不移动，混合气体的颜色不变 D.若增大Br2的浓度，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅 3.(2023·抚州临川二中高二月考)已知反应：mX(g)＋nY(？) ⇌pQ(s)＋2mZ(g)，反应达平衡时，c(X)＝0.3 mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的，c(X)＝0.5 mol/L，下列说法正确的是(　　) A.反应向逆方向移动 B.Y可能是固体或液体 C.系数n＜m D.Z的体积分数增大 4．(2023·商丘高二期中)有可逆反应：A(g)＋3B(g)⇌2C(g)　ΔH<0。 已知在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是(　　) A．降低温度、增大压强、减小反应物浓度、使用催化剂 B．使用催化剂、增大压强、增大反应物浓度、升高温度 C．增大反应物浓度、使用催化剂、减小压强、升高温度 D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用催化剂 5．(2023·成都质检)在某容积一定的密闭容器中，发生反应：A(g)＋B(g)⇌xC(g)，根据图Ⅰ所示的反应曲线，判断下列有关图Ⅱ的说法正确的是(T表示温度，p表示压强，C%表示C的体积分数)(　　) A．x＝1，ΔH＜0，p3＜p4，y轴表示混合气体的密度 B．x＝2，ΔH＞0，p3＜p4，y轴表示B的体积分数 C．x＝1，ΔH＜0，p3＞p4，y轴表示B的转化率 D．x＝1，ΔH＞0，p3＞p4，y轴表示B的体积分数 6.(2023·石家庄第十八中学高二月考)在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)⇌zC(g)，平衡时测得A的浓度为1.0 mol/L。保持温度不变，将容器的容积变为原来的0.5倍，再次达到平衡时，测得A的浓度为1.8 mol/L。下列说法正确的是(　　) A.x＋y＝z B.平衡向逆反应方向移动 C.B的转化率减小 D.C的体积分数增大 7.(2023·长沙长郡中学高二期中)下列条件，能使活化分子百分数、活化分子数双双增大，并引起平衡移动的是(　　) A.增大反应物浓度 B.增大气体反应体系的压强 C.升高温度 D.使用催化剂 8.(2023·双鸭山饶河高级中学高二月考)往一容积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)　ΔH<0，当达到平衡后，t1时改变反应的某一条件，平衡如图所示，则t1改变的条件为(　　) A.增大压强 B.升高温度 C.增大H2的浓度 D.加入催化剂 9.(2023·石家庄十八中高二月考)下列事实能用勒夏特列原理来解释的是(　　) A.SO2被氧化为SO3，往往需要使用催化剂：2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g) B.500 ℃温度比室温更有利于合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g)　ΔH<0 C.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深：H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g) D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气：Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO 10.(2023·南阳六校高二联考)一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应：2X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)　ΔH＜0，若要使Z的平衡产率升高，可采取的措施是(　　) A.加入催化剂 B.升高温度 C.降低温度 D.减小压强 11.(2023·山东师大附中高二月考)处于平衡状态的反应2H2S(g)⇌2H2(g)＋S2(g)　ΔH>0，不改变其他条件的情况下，下列说法合理的是(　　) A.加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变 B.升高温度，正、逆反应速率都增大，H2S的分解率也增大 C.改变容积增大压强，平衡向逆反应方向移动，混合气体密度不变 D.若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，与原平衡相比H2的浓度将减小 12.(2023·佛山一中高二月考)对于平衡体系mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，下列结论中错误的是(　　) A.保持其他条件不变，升高温度，D的体积分数增大说明该反应的ΔH＜0 B.若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为m∶n C.若温度不变，且m＋n＜p＋q，将容器的体积缩小到原来的一半，达到新平衡时A 的浓度相比原来的浓度增大了 D.若m＋n＝p＋q，则向含有a mol 气体的平衡体系中再加入a mol 的B气体，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2a mol 13.(2023·天水一中高二月考)在恒容密闭容器中反应：2NO(g)＋2CO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－373.4 kJ·mol－1达到平衡状态，以下说法不正确的是(　　) A.及时分离出CO2，使Q减小，Q<K，因此平衡正向移动 B.及时分离出N2，使Q减小，Q<K，因此平衡正向移动 C.加入催化剂可增大反应速率，从而增大反应物转化率 D.降低温度，v正、v逆均减小，但v逆减小幅度更大，因此平衡正向移动 14.(2023·长治、忻州高二联考)某恒容密闭容器中存在可逆反应2A(g)＋3B(g)⇌D(g)＋2E(g)　ΔH<0，反应开始后正、逆反应速率随着时间的变化情况如图所示，下列说法中正确的是(　　) A.t1～t2时间段内，3v正(B)＝2v逆(E) B.t2～t3时间段内平衡向右移动 C.t2时刻改变的条件是降低温度 D.t2时刻向容器中加生成物的同时分离出反应物 15.(双选)(2023·清远四校联考)已知苯能萃取碘。存在如下反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)⇌2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，向试管中滴加1 mL 0.1 mol/L KI溶液与5 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，反应达到平衡时，下列说法错误的是(　　) A.该反应平衡常数K＝ B.加入FeSO4固体，平衡逆向移动 C.加入苯，振荡，平衡正向移动 D.经苯两次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，则该化学反应存在限度 16.(双选)(2023·抚州临川二中高二月考)已知反应mA(s)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，反应达到平衡时，B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示，下列叙述一定正确的是(　　) A.m＋n>p＋q B.x点表示的正反应速率大于逆反应速率 C.x点表示的反应速率比y点的大 D.n<p＋q 17.(双选)(2023·沧州部分学校高二联考)α1和α2分别为两个恒容容器中平衡体系N(g)⇌ 2M(g)和3A(g)⇌2B(g)的反应物转化率，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量。下列判断正确的是(　　) A.N(g)⇌2M(g)平衡正向移动，α1减小 B.N(g)⇌2M(g)平衡逆向移动，α1减小 C.3A(g)⇌2B(g)平衡逆向移动，α2减小 D.3A(g)⇌2B(g)平衡正向移动，α2增大 18.(双选)(2023·日照实验高级中学高二月考)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ·mol－1 在5 MPa下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图。下列说法正确的是(　　) A.反应达平衡后，增大压强CO的含量不变 B.曲线m代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数 C.温度越低，越有利于工业生产CH3OH D.图示270 ℃时，平衡体系中CO2的体积分数为20% 19.(双选)(2023·潍坊高密三中高二月考)恒容密闭容器中充入3 mol CH4和6 mol H2S，发生反应：CH4(g)＋2H2S(g)⇌CS2(g)＋4H2(g)，温度变化对平衡时各组分的物质的量分数的影响如图所示。下列说法错误的是(　　) A.当满足v逆(H2S)＝2v正(H2)时，反应达到平衡状态 B.高温、低压条件有利于提高CH4的平衡转化率 C.M点时，保持温度不变，继续充入3 mol CH4和6 mol H2S，达到新平衡时，CH4的物质的量分数小于H2 D.图中N点对应温度下，以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx＝ 20.(双选)(2023·长沙雅礼中学高二月考)T ℃时，向容积为2 L的刚性容器中充入1 mol CO2和一定量的H2发生反应：CO2(g)＋2H2(g)⇌HCHO(g)＋H2O(g)，达到平衡时，HCHO的分压(分压＝总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知：初始加入2 mol H2时，容器内混合气体的总压强为1.2p kPa。下列说法正确的是(　　) A.5 min时反应到达c点，v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1 B.随增大， HCHO(g)的平衡压强不断增大 C.b点时反应的平衡常数Kp＝(kPa－1) D.由图像可得到：Kp(a)<Kp(b)<Kp(c) 二、填空题（共3题，共计50分） 21.(2023·山东师大附中高二月考,14分)甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。 (1)已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1 C2H2(g)＋O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l) ΔH2＝－1 299.6 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH3＝－571.6 kJ·mol－1 则甲烷气相裂解反应：2CH4(g)⇌C2H2(g)＋3H2(g)的ΔH＝________。 (2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。 ①T1 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4，只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)＋2H2(g)，达到平衡时，测得c(C2H4)＝c(CH4)。该反应达到平衡时，CH4的转化率为___________________。 ②对上述平衡状态，若改变温度至T2 ℃，经10 s后再次达到平衡，c(CH4)＝2c(C2H4)，则10 s内C2H4的平均反应速率v(C2H4)＝________________，上述变化过程中T1________(填“＞”或“＜”)T2，判断理由是___________________________________________________。 ③在①建立的平衡状态基础上，其他条件不变，再通入0.5 mol CH4，平衡将________(填“不移动”、“正向移动”或“逆向移动”)，与原平衡相比，CH4的平衡转化率________(填“不变”、“变大”或“变小”)。 22.(2023·山东省实验中学高二月考，8分)甲烷、二氧化碳的催化重整反应过程非常复杂，其中的部分反应如下： ①CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2(g) ②CH4(g)⇌C(s)＋2H2(g) ③2CO(g)⇌C(s)＋CO2 (1)反应②是分步进行，其反应进程与能量的关系如图所示。正反应活化能最大的一步反应的化学方程式为____________________________；催化剂一般多孔，催化重整反应②、③都易造成催化剂失去活性，可能的原因是______________________________________________。 (2)A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为________。 (3)在恒温恒容的密闭容器中，反应①中原料气组成比与甲烷的转化率的关系如图所示，试从理论角度解释造成曲线变化趋势的原因__________________________________。 23.(2023·天津耀华中学高二期中，7分)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题： (1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)________(“变大”、“变小”或“不变”)。 (2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa的密闭容器中反应，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。 图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。 (3)根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝________(MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。 24.(2023·河南许平汝联盟高二期中联考，12分)工业上利用CO2和H2合成甲醇，既能减少温室气体排放，又能合成重要工业燃料。发生的反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH。其它条件不变时，反应相同时间CO2的转化率随温度T的变化情况如图所示。 回答下面问题： (1)x点的v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，x点的v(正)________y点的v(逆)，ΔH________0。 (2)在某体积不变的绝热刚性容器中发生上述反应，下列说法正确的是________(填选项)。 A.混合气体的密度不再发生变化时反应达到化学平衡状态 B.混合气体的浓度商Q逐渐增大，最后不再变化时，Q＝K C.该反应的化学反应速率随着反应的进行不断加快 D.达到平衡后升高温度，气体压强增大，化学平衡可能正向移动 (3)在一定温度和压强下，若原料气中的H2和CO2的物质的量之比＝M，如图是M与CH3OH平衡百分含量(a%)的关系。 ①M1＝________。 ②在平衡状态x点时，CO2的平衡转化率为________%。 ③在平衡状态y点时，用百分含量表示的平衡常数K＝________。 (4)在合成甲醇的反应中同时存在：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＞0，为了提高CH3OH的选择性，可以采取的措施是________________、________________(写出两点)。在某密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，在催化剂作用下，同时发生：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)和②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，达到平衡后，测得n(CH3OH)＝0.3 mol，n(CO)＝0.1 mol，则反应②的化学平衡常数是________(保留三位小数)。 25.(2023·鞍钢高级中学高二月考,9分)Ⅰ .已知NO2和N2O4可以相互转化，反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)　ΔH＝－57.2 kJ·mol－1。 (1)在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数V(NO2)%随压强的变化情况如图所示。下列说法正确的是________。 A.A、C两点的正反应速率的关系A＜C B.A、B、C、D、E各状态，v(正)＞v(逆)的是状态E C.E→A所需时间为x，D→C所需时间为y，则x＜y (2)一定温度下，向容积为20 L的密闭容器中充入1 mol NO2气体，发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g)。反应中测得相关数据如表所示： 反应时间/min 0 10 20 30 40 50 气体相对分子质量 46 57 64 69 69 69 ①此条件下该反应的化学平衡常数K＝___________________________。 ②该温度下，若将46 g NO2和N2O4的混合气体充入20 L密闭容器中，某时刻测得容器内气体的相对分子质量为56，则此时v正(NO2)________v逆(NO2)(填“＜”“＞”或“＝”)。 Ⅱ .用CO2制备CH3OH可实现CO2的能源化利用，反应如下：CO2＋3H2⇌CH3OH＋H2O。 (3)工业上用CO2制备CH3OH的过程中存在以下副反应：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ/mol。将反应物混合气按进料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入反应装置，选择合适的催化剂，发生反应。 ①不同温度和压强下，CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。 ⅰ.图1中，压强p1________p2(填 “＞”、“＝” 或“＜”)。 ⅱ.图2中，压强为p2，温度高于503 K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是________________________________________________________________。 ②实际生产中，测得压强为p3时，相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3。 图3中523 K时的CH3OH产率最大，可能的原因是________(填字母序号)。 a.此条件下主反应限度最大 b.此条件下主反应速率最快 c.523 K时催化剂的活性最强 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.2 化学平衡移动原理核心素养提升练 （考试时间：75分钟，满分：100分） 一、选择题（共20题，第1-10题，每小题2分，第11-20题，每小题3分，共计50分） 1.(2023·随州联考)对已经达到化学平衡的反应：2X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)，减小压强时，对反应产生的影响是(　　) A.逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 B.逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 C.正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动 D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动 【答案】　C 【解析】　减小压强，反应物和生成物的浓度均减小，故正逆反应速率均减小，该反应正向为气体分子数减少的反应，减小压强，平衡逆向移动，故选C。 2.(2023·沧州部分学校高二联考)在H2(g)＋Br2(g)⇌2HBr(g)　ΔH＜0的平衡体系中，下列说法正确的是(　　) A.从平衡体系中分离出HBr(g)，能加快正反应速率 B.降低温度，正反应速率、逆反应速率均减小 C.增大压强，平衡不移动，混合气体的颜色不变 D.若增大Br2的浓度，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅 【答案】　B 【解析】　从平衡体系中分离出HBr(g)，降低生成物浓度，正反应速率逐渐降低直至达到新的平衡，A错误；温度降低，化学反应速率减小，B正确；增大压强，正逆反应速率增大，平衡不移动，但溴蒸汽浓度增大，混合气体的颜色加深，C错误；若增大Br2的浓度，平衡正向移动，混合气体的颜色变深，D错误。 3.(2023·抚州临川二中高二月考)已知反应：mX(g)＋nY(？) ⇌pQ(s)＋2mZ(g)，反应达平衡时，c(X)＝0.3 mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的，c(X)＝0.5 mol/L，下列说法正确的是(　　) A.反应向逆方向移动 B.Y可能是固体或液体 C.系数n＜m D.Z的体积分数增大 【答案】　D 【解析】　反应mX(g)＋nY(？) ⇌pQ(s)＋2mZ(g)，反应达平衡时，c(X)＝0.3 mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的，此时c(X)＝0.6 mol/L，达新平衡时，c(X)＝0.5 mol/L，则表明平衡正向移动。由分析可知，加压后，平衡发生移动，导致X的物质的量浓度减小(与加压时相比)，则反应向正方向移动，A不正确；平衡正向移动，则反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以Y一定是气体，B不正确；平衡正向移动，则m＋n＞2m，从而得出化学计量数n＞m，C不正确；加压后，平衡正向移动，Z的体积分数增大，D正确。 4．(2023·商丘高二期中)有可逆反应：A(g)＋3B(g)⇌2C(g)　ΔH<0。 已知在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是(　　) A．降低温度、增大压强、减小反应物浓度、使用催化剂 B．使用催化剂、增大压强、增大反应物浓度、升高温度 C．增大反应物浓度、使用催化剂、减小压强、升高温度 D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用催化剂 【答案】　D 【解析】　t2到t3正逆反应速率增大，且v逆>v正，平衡逆向移动，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，改变条件为升高温度；t4到t5速率减小，且v逆>v正，平衡逆向移动，该反应为分子数减少的反应，减小压强向分子数增多的方向移动，改变条件为减小压强；t6到t7正逆反应速率增大，且v正>v逆，平衡正向移动，其改变条件为增大反应物浓度；t8时刻速率增大，但v逆＝v正，平衡未移动，改变条件为使用催化剂。 5．(2023·成都质检)在某容积一定的密闭容器中，发生反应：A(g)＋B(g)⇌xC(g)，根据图Ⅰ所示的反应曲线，判断下列有关图Ⅱ的说法正确的是(T表示温度，p表示压强，C%表示C的体积分数)(　　) A．x＝1，ΔH＜0，p3＜p4，y轴表示混合气体的密度 B．x＝2，ΔH＞0，p3＜p4，y轴表示B的体积分数 C．x＝1，ΔH＜0，p3＞p4，y轴表示B的转化率 D．x＝1，ΔH＞0，p3＞p4，y轴表示B的体积分数 【答案】　C 【解析】　根据图Ⅰ分析可得T1>T2，p1<p2。由a曲线和b曲线分析可得增大压强，平衡正向移动，C的体积分数增加，可推得x＝1，B错误；由图Ⅰ中b曲线和c曲线分析可得，升高温度，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，D错误；混合气体密度ρ＝恒定不变，A错误；若图Ⅱ中y轴表示B的转化率，则p3>p4，C正确。 6.(2023·石家庄第十八中学高二月考)在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)⇌zC(g)，平衡时测得A的浓度为1.0 mol/L。保持温度不变，将容器的容积变为原来的0.5倍，再次达到平衡时，测得A的浓度为1.8 mol/L。下列说法正确的是(　　) A.x＋y＝z B.平衡向逆反应方向移动 C.B的转化率减小 D.C的体积分数增大 【答案】　D 【解析】　在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)⇌zC(g)，平衡时测得A的浓度为1.0 mol/L。保持温度不变，将容器的容积变为原来的0.5倍，再次达到平衡时，如平衡不移动，A的浓度应为2.0 mol·L－1，现测得A的浓度为1.8 mol·L－1，说明平衡正向移动。加压平衡正向移动，x＋y>z，A错误；平衡向正反应方向移动，B错误；平衡正向移动，B的转化率增大，C错误；平衡正向移动，C的物质的量增大，总物质的量减小，C的体积分数增大，D正确。 7.(2023·长沙长郡中学高二期中)下列条件，能使活化分子百分数、活化分子数双双增大，并引起平衡移动的是(　　) A.增大反应物浓度 B.增大气体反应体系的压强 C.升高温度 D.使用催化剂 【答案】　C 【解析】　增大反应物浓度，使平衡正移，能增大单位体积内的活化分子数，不能增大活化分子百分数，A错误；增大气体反应体系的压强，不一定能使平衡移动，能增大单位体积内的活化分子数，不能增大活化分子百分数，B错误；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，能增大活化分子百分数，进而增加活化分子总数，C正确；使用催化剂，不能使平衡移动，能增大活化分子百分数，进而增加活化分子总数，D错误。 8.(2023·双鸭山饶河高级中学高二月考)往一容积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)　ΔH<0，当达到平衡后，t1时改变反应的某一条件，平衡如图所示，则t1改变的条件为(　　) A.增大压强 B.升高温度 C.增大H2的浓度 D.加入催化剂 【答案】　B 【解析】　反应前后气体分子数不变，增大压强，正逆反应速率都增大，但平衡不移动，A错误；反应放热，升高温度，正逆反应速率均增大，且平衡逆向移动，符合题意，B正确；增大H2的浓度，平衡正向移动，C错误；加入催化剂，正逆反应速率均增大，但平衡不移动，D错误。 9.(2023·石家庄十八中高二月考)下列事实能用勒夏特列原理来解释的是(　　) A.SO2被氧化为SO3，往往需要使用催化剂：2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g) B.500 ℃温度比室温更有利于合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g)　ΔH<0 C.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深：H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g) D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气：Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO 【答案】　D 【解析】　加入催化剂有利于加快二氧化硫生成三氧化硫的反应速率，但是不会引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，A错误；合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，但500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应，是因为此时催化剂催化效率最高，不能用平衡移动原理解释，B错误；H2＋I22HI的平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C错误；实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，能用勒夏特列原理解释，D正确。 10.(2023·南阳六校高二联考)一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应：2X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)　ΔH＜0，若要使Z的平衡产率升高，可采取的措施是(　　) A.加入催化剂 B.升高温度 C.降低温度 D.减小压强 【答案】　C 【解析】　加入催化剂平衡不移动，Z的平衡产率不变，A错误；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的平衡产率减小，B错误；该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Z的平衡产率增大，C正确；该反应是气体计量系数减小的反应，减小压强，平衡逆向移动，Z的平衡产率减小，D错误。 11.(2023·山东师大附中高二月考)处于平衡状态的反应2H2S(g)⇌2H2(g)＋S2(g)　ΔH>0，不改变其他条件的情况下，下列说法合理的是(　　) A.加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变 B.升高温度，正、逆反应速率都增大，H2S的分解率也增大 C.改变容积增大压强，平衡向逆反应方向移动，混合气体密度不变 D.若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，与原平衡相比H2的浓度将减小 【答案】　B 【解析】　加入催化剂，改变反应途径，降低活化能，但不改变反应热，A错误；升温，正逆反应速率都增大，平衡正向移动，H2S的分解率增大，B正确；改变容积增大压强，平衡逆向移动，气体总质量不变，体积变小，则混合气体密度增大，C错误；恒容条件下，通入氢气，氢气浓度增大，平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，移动后氢气的浓度仍大于原平衡，D错误。 12.(2023·佛山一中高二月考)对于平衡体系mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，下列结论中错误的是(　　) A.保持其他条件不变，升高温度，D的体积分数增大说明该反应的ΔH＜0 B.若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为m∶n C.若温度不变，且m＋n＜p＋q，将容器的体积缩小到原来的一半，达到新平衡时A 的浓度相比原来的浓度增大了 D.若m＋n＝p＋q，则向含有a mol 气体的平衡体系中再加入a mol 的B气体，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2a mol 【答案】　A 【解析】　保持其他条件不变，升高温度，D的体积分数增大，说明升温后平衡向着正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的ΔH＞0，A错误；若平衡时，A、B的转化率相等，则起始物质的量之比等于化学计量数之比，则说明反应开始时，A、B的物质的量之比为m∶n，B正确；若温度不变，且m＋n＜p＋q，将容器的体积缩小到原来的一半，平衡逆向移动，达到新平衡时A 的浓度相比原来的浓度增大了，C正确；若m＋n＝p＋q，可知反应前后气体的物质的量不变，则往含有a mol 气体的平衡体系中再加入a mol 的B，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2a，D正确。 13.(2023·天水一中高二月考)在恒容密闭容器中反应：2NO(g)＋2CO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－373.4 kJ·mol－1达到平衡状态，以下说法不正确的是(　　) A.及时分离出CO2，使Q减小，Q<K，因此平衡正向移动 B.及时分离出N2，使Q减小，Q<K，因此平衡正向移动 C.加入催化剂可增大反应速率，从而增大反应物转化率 D.降低温度，v正、v逆均减小，但v逆减小幅度更大，因此平衡正向移动 【答案】　C 【解析】　及时分离出CO2，使生成物CO2浓度减小，N2、反应物的浓度都不变，则Q减小，Q<K，平衡正向移动，A正确；及时分离出N2，使c(N2)减小，而其它物质的浓度不变，则Q减小，Q<K，平衡正向移动，B正确；反应达到平衡前加入催化剂，可增大反应速率，但平衡不移动，对平衡转化率不产生影响，C不正确；该反应正反应为放热反应，降低温度，v正、v逆均减小，但v逆减小幅度更大，因此平衡正向移动，D正确。 14.(2023·长治、忻州高二联考)某恒容密闭容器中存在可逆反应2A(g)＋3B(g)⇌D(g)＋2E(g)　ΔH<0，反应开始后正、逆反应速率随着时间的变化情况如图所示，下列说法中正确的是(　　) A.t1～t2时间段内，3v正(B)＝2v逆(E) B.t2～t3时间段内平衡向右移动 C.t2时刻改变的条件是降低温度 D.t2时刻向容器中加生成物的同时分离出反应物 【答案】　D 【解析】　t1～t2时间段内反应处于平衡状态，平衡状态时B的正反应速率和E的逆反应速率之比等于对应的化学计量数之比，则2v正(B)＝3v逆(E)，A错误；t2～t3时间段内v′逆>v′正，平衡向左移动，B错误；若降低温度，正、逆反应速率均低于原平衡时速率，C错误；由于改变条件时逆反应速率高于原平衡速率而正反应速率低于原平衡速率，则改变的条件为向容器中加生成物且分离出反应物，D正确。 R达到平衡后，降温，M的转化率增大，说明平衡正向移动，正反应放热；加压，M的转化率增大，说明平衡正向移动，正方向气体分子数减少，则M一定为气体，R一定为非气体，A符合。 15.(双选)(2023·清远四校联考)已知苯能萃取碘。存在如下反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)⇌2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，向试管中滴加1 mL 0.1 mol/L KI溶液与5 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，反应达到平衡时，下列说法错误的是(　　) A.该反应平衡常数K＝ B.加入FeSO4固体，平衡逆向移动 C.加入苯，振荡，平衡正向移动 D.经苯两次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，则该化学反应存在限度 【答案】　AD 【解析】　K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则平衡常数的表达式为K＝，A错误；加入FeSO4固体，溶液中c(Fe2＋)增大，平衡逆向移动，故B正确；单质碘易溶于有机溶剂苯中，向平衡体系中加入苯之后萃取单质碘，使平衡正向移动，C正确；FeCl3过量经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液仍呈红色，不能证明该化学反应存在限度，D错误。 16.(双选)(2023·抚州临川二中高二月考)已知反应mA(s)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，反应达到平衡时，B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示，下列叙述一定正确的是(　　) A.m＋n>p＋q B.x点表示的正反应速率大于逆反应速率 C.x点表示的反应速率比y点的大 D.n<p＋q 【答案】　BD 【解析】　A项，从题图的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，A为固态，则有n＜p＋q，m＋n与p＋q的关系不能确定，A错误、D正确；B项，x点位于曲线上方，未达到平衡状态，由题图可以看出，当B的体积分数减小时，可趋向于平衡，则要想达到平衡状态，反应向正反应方向进行，即v正>v逆，B正确；x点对应的压强小于y点，压强越大，反应速率越大，故x点比y点的反应速率小，C错误。 17.(双选)(2023·沧州部分学校高二联考)α1和α2分别为两个恒容容器中平衡体系N(g)⇌ 2M(g)和3A(g)⇌2B(g)的反应物转化率，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量。下列判断正确的是(　　) A.N(g)⇌2M(g)平衡正向移动，α1减小 B.N(g)⇌2M(g)平衡逆向移动，α1减小 C.3A(g)⇌2B(g)平衡逆向移动，α2减小 D.3A(g)⇌2B(g)平衡正向移动，α2增大 【答案】　AD 【解析】　恒容容器中增加反应物的物质的量，反应物浓度增大，平衡正向移动，此时相当于加压，N(g)⇌2M(g)，平衡逆向移动，则反应物转化率减小，A正确、B错误；恒容容器中增加反应物的物质的量，反应物浓度增大，平衡正向移动，此时相当于加压，反应3A(g)⇌2B(g)正向移动，转化率增大，C错误、D正确。 18.(双选)(2023·日照实验高级中学高二月考)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ·mol－1 在5 MPa下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图。下列说法正确的是(　　) A.反应达平衡后，增大压强CO的含量不变 B.曲线m代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数 C.温度越低，越有利于工业生产CH3OH D.图示270 ℃时，平衡体系中CO2的体积分数为20% 【答案】　BD 【解析】　增大压强则反应Ⅰ平衡正向移动，二氧化碳浓度降低，反应Ⅱ平衡逆向移动，一氧化碳浓度降低，A错误；温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，则甲醇的含量降低，反应Ⅱ平衡正向移动，则一氧化碳的含量升高，故m代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数，B正确；温度过低反应速率会比较慢，不利于工业生产CH3OH，C错误；根据题意设起始量n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝3 mol，平衡时反应Ⅰ生成CH3OH物质的量为 x mol，反应Ⅱ中生成CO 的物质的量也为x mol，可得： 270 ℃时CO2的转化率为25%，则2x＝1 mol×25%＝0.25 mol，解得x＝0.125 mol，则反应后总的物质的量1＋3－6x＋4x＝(4－2x)＝3.75 mol，则平衡体系中CO2的体积分数为×100%＝20%，D正确。 19.(双选)(2023·潍坊高密三中高二月考)恒容密闭容器中充入3 mol CH4和6 mol H2S，发生反应：CH4(g)＋2H2S(g)⇌CS2(g)＋4H2(g)，温度变化对平衡时各组分的物质的量分数的影响如图所示。下列说法错误的是(　　) A.当满足v逆(H2S)＝2v正(H2)时，反应达到平衡状态 B.高温、低压条件有利于提高CH4的平衡转化率 C.M点时，保持温度不变，继续充入3 mol CH4和6 mol H2S，达到新平衡时，CH4的物质的量分数小于H2 D.图中N点对应温度下，以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx＝ 【答案】　AC 【解析】　反应速率之比等于化学计量数之比，则2v逆(H2S)＝v逆(H2)，即v逆(H2)＝v正(H2)，说明反应达到平衡状态，A错误；由图可知：升高温度，反应物物质的量分数下降，生成物物质的量分数上升，说明升高温度化学平衡正向移动，则该反应是气体体积增大的吸热反应；采用高温、低压条件，有利于平衡正向移动，因此有利于提高CH4的平衡转化率，B正确；图中M点时，CH4的物质的量分数等于H2的物质的量分数，保持温度不变，再向容器中充入3 mol CH4和6 mo H2S，等效于起始加入6 mol CH4和12 mol H2S，相当于增大压强，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，则CH4的物质的量分数增大，H2物质的量分数减小，达到新平衡时，CH4的物质的量分数大于H2的物质的量分数，C错误；根据N点数据，H2S的物质的量分数等于H2的物质的量分数，设CH4转化物质的量为x mol，故反应方程式CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)中物质反应转化关系可知：反应消耗H2S物质的量为Δn(H2S)＝2x mol，反应产生CS2物质的量Δn(CS2)＝x mol，反应产生H2的物质的量为Δn(H2)＝4x mol，故平衡时n(CH4)＝(3－x) mol，n(H2S)＝(6－2x) mol，n(CS2)＝x mol，n(H2)＝4x mol，根据N点时H2S的物质的量与H2的物质的量相等可得：6－2x＝4x，解得x＝1 mol，所以平衡时n(CH4)＝2 mol，n(H2S)＝n(H2)＝4 mol，n(CS2)＝1 mol，气体的总物质的量为11 mol，化学平衡常数Kx＝＝，D正确。 20.(双选)(2023·长沙雅礼中学高二月考)T ℃时，向容积为2 L的刚性容器中充入1 mol CO2和一定量的H2发生反应：CO2(g)＋2H2(g)⇌HCHO(g)＋H2O(g)，达到平衡时，HCHO的分压(分压＝总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知：初始加入2 mol H2时，容器内混合气体的总压强为1.2p kPa。下列说法正确的是(　　) A.5 min时反应到达c点，v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1 B.随增大， HCHO(g)的平衡压强不断增大 C.b点时反应的平衡常数Kp＝(kPa－1) D.由图像可得到：Kp(a)<Kp(b)<Kp(c) 【答案】　AC 【解析】　设反应的CO2的物质的量为x，根据c点的三段式分析： ， 平衡时容器气体的压强为p(平衡)＝×1.2p kPa，故有p(HCHO)＝×p(平衡)＝××1.2p kPa＝0.2p kPa，解得x＝0.5 mol，故p(平衡)＝p kPa。起始时容器内气体总压强为1.2p kPa，若5 min时反应到达c点，由分析可知，则v(H2)＝＝0.1 mol/(L·min)，A正确；随增大，平衡正向移动，CO2的转化率增大，但增大的H2的分压会越来越大，当按照计量数比投料，即＝2时，HCHO的平衡分压最大，因此继续增大时，HCHO的平衡分压将减小，故不是越大，HCHO的压强越大，B错误；温度不变，化学平衡常数不变，故b点时反应的化学平衡常数与c点对应的平衡常数相等，由分析可知，c点平衡下，p(CO2)＝×p kPa＝0.2p kPa，同理p(H2)＝0.4p kPa，p(HCHO)＝p(H2O)＝0.2p kPa，故Kp＝＝ (kPa)－1＝＝(kPa－1)，C正确；平衡常数只与温度有关，因此温度不变，平衡常数不变，Kp(a)＝Kp(b)＝Kp(c)，D错误。 二、填空题（共3题，共计50分） 21.(2023·山东师大附中高二月考,14分)甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。 (1)已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1 C2H2(g)＋O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l) ΔH2＝－1 299.6 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH3＝－571.6 kJ·mol－1 则甲烷气相裂解反应：2CH4(g)⇌C2H2(g)＋3H2(g)的ΔH＝________。 (2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。 ①T1 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4，只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)＋2H2(g)，达到平衡时，测得c(C2H4)＝c(CH4)。该反应达到平衡时，CH4的转化率为___________________。 ②对上述平衡状态，若改变温度至T2 ℃，经10 s后再次达到平衡，c(CH4)＝2c(C2H4)，则10 s内C2H4的平均反应速率v(C2H4)＝________________，上述变化过程中T1________(填“＞”或“＜”)T2，判断理由是___________________________________________________。 ③在①建立的平衡状态基础上，其他条件不变，再通入0.5 mol CH4，平衡将________(填“不移动”、“正向移动”或“逆向移动”)，与原平衡相比，CH4的平衡转化率________(填“不变”、“变大”或“变小”)。 【答案】　(1)＋376.4 kJ·mol－1 (2)①66.7%　②0.001 25 mol·L－1·s－1　＞　从题给图像判断出该反应为吸热反应，对比T1 ℃和T2 ℃两种平衡状态，由T1 ℃到T2 ℃，CH4浓度增大，说明平衡逆向移动，则T1＞T2　③正向移动　变小 【解析】　(1)将已知反应依次编号为①②③，由盖斯定律，将①×2－②－③×可得：2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)　ΔH＝(－890.3 kJ·mol－1)×2－(－1 299.6 kJ·mol－1)－(－571.6 kJ·mol－1)×＝＋376.4 kJ·mol－1。(2)①设达到平衡时，甲烷转化了x mol·L－1，根据“三段式”法进行计算： 则有0.15－x＝0.5x，解得x＝0.1故CH4的转化率为，×100%≈66.7%。 ②由图像判断出该反应为吸热反应，因重新达到平衡后甲烷的浓度增大，故反应逆向移动，则T1 ℃→T2 ℃为降温过程，即T1>T2。结合①的计算结果，设重新达到平衡时，甲烷的浓度变化了y mol·L－1，根据“三段式”法进行计算： 则有0.05＋y＝2×(0.05－0.5y)，解得y＝0.025，则v(C2H4)＝＝0.001 25 mol·L－1·s－1。③由图像判断出该反应为吸热反应，因重新达到平衡后甲烷的浓度增大，故反应逆向移动，则T1 ℃→T2 ℃为降温过程。 22.(2023·山东省实验中学高二月考，8分)甲烷、二氧化碳的催化重整反应过程非常复杂，其中的部分反应如下： ①CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2(g) ②CH4(g)⇌C(s)＋2H2(g) ③2CO(g)⇌C(s)＋CO2 (1)反应②是分步进行，其反应进程与能量的关系如图所示。正反应活化能最大的一步反应的化学方程式为____________________________；催化剂一般多孔，催化重整反应②、③都易造成催化剂失去活性，可能的原因是______________________________________________。 (2)A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为________。 (3)在恒温恒容的密闭容器中，反应①中原料气组成比与甲烷的转化率的关系如图所示，试从理论角度解释造成曲线变化趋势的原因__________________________________。 【答案】　(1)CH＋3H⇌C＋4H　生成的碳单质附着在催化剂表面，造成催化剂孔道堵塞而使催化剂失去活性 (2)KA <KB＝KC (3)原料气组成比增加等效于加入二氧化碳，可促使平衡正向移动，增大甲烷的转化率 【解析】　(1)由图像可知，正反应活化能最大的一步为第四步，发生反应为CH＋3H⇌C＋4H，催化剂一般多孔，催化重整反应②、③都易造成催化剂失去活性，可能的原因是生成的碳单质附着在催化剂表面，造成催化剂孔道堵塞而使催化剂失去活性；(2)由图可知，温度为T2时，CH4的转化率大于T1时CH4的转化率，所以A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为KA <KB＝KC；(3)在恒温恒容的密闭容器中，反应①中原料气组成比与甲烷的转化率的关系变化趋势的原因是原料气组成比增加等效于加入二氧化碳，可促使平衡正向移动，增大甲烷的转化率。 23.(2023·天津耀华中学高二期中，7分)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题： (1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)________(“变大”、“变小”或“不变”)。 (2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa的密闭容器中反应，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。 图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。 (3)根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝________(MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。 【答案】　(1)1∶4　变大　(2)d　c　小于 (3)× 【解析】　(1)CO2催化加氢生成乙烯和水，该反应的化学方程式可表示为2CO2＋6H2CH2===CH2＋4H2O，因此，该反应中产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4。由于该反应是气体分子数减少的反应，当反应达到平衡状态时，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，n(C2H4)变大；(2)由题中信息可知，两反应物的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。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小于0；(3)原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为0.39，则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即，二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一，即，因此，该温度下反应的平衡常数Kp＝×(MPa)－3＝×(MPa)－3。 24.(2023·河南许平汝联盟高二期中联考，12分)工业上利用CO2和H2合成甲醇，既能减少温室气体排放，又能合成重要工业燃料。发生的反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH。其它条件不变时，反应相同时间CO2的转化率随温度T的变化情况如图所示。 回答下面问题： (1)x点的v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，x点的v(正)________y点的v(逆)，ΔH________0。 (2)在某体积不变的绝热刚性容器中发生上述反应，下列说法正确的是________(填选项)。 A.混合气体的密度不再发生变化时反应达到化学平衡状态 B.混合气体的浓度商Q逐渐增大，最后不再变化时，Q＝K C.该反应的化学反应速率随着反应的进行不断加快 D.达到平衡后升高温度，气体压强增大，化学平衡可能正向移动 (3)在一定温度和压强下，若原料气中的H2和CO2的物质的量之比＝M，如图是M与CH3OH平衡百分含量(a%)的关系。 ①M1＝________。 ②在平衡状态x点时，CO2的平衡转化率为________%。 ③在平衡状态y点时，用百分含量表示的平衡常数K＝________。 (4)在合成甲醇的反应中同时存在：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＞0，为了提高CH3OH的选择性，可以采取的措施是________________、________________(写出两点)。在某密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，在催化剂作用下，同时发生：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)和②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，达到平衡后，测得n(CH3OH)＝0.3 mol，n(CO)＝0.1 mol，则反应②的化学平衡常数是________(保留三位小数)。 【答案】　(1)大于　小于　小于　(2)B (3)①3(或3∶1)　②50%　③4 (4)选用合适的催化剂、增大压强或适当降低温度等 0.033 【解析】　(1)根据图像分析可知，250 ℃以前，由于温度低，速率慢，还没达到平衡，则x点的v(正)大于v(逆)；250 ℃以后达到平衡，温度升高，平衡逆移，反应放热，y点的v(正)等于y点的v(逆)，大于平衡前的x点的v(正)；(2)混合气体的密度为气体的总质量与气体总体积之比，为衡量，则混合气体的密度不变，反应不一定达到平衡状态，A错误；恒容绝热体系，反应放热，所以温度不断升高，反应速率不断增大，正向建立平衡，反应物不断减小，生成物不断增大，混合气体的浓度商Q逐渐增大，最后不再变化时，Q＝K，B正确；起初该反应的化学反应速率随着反应的进行不断加快，但反应到一定时间后，反应物的浓度逐渐减小，导致速率会有所下降，C错误；根据分析可知，反应为气体分子数减小的放热反应，结合理想气体状态方程pV＝nRT可知，达到平衡后升高温度，平衡逆向移动，D错误；(3)①原料气中的H2和CO2的物质的量之比等于化学计量数之比时，原料利用率最高，CH3OH平衡百分含量(a%)最大；②在平衡状态x点时，CH3OH平衡百分含量(a%)为25%，设二氧化碳初始投入浓度为1 mol/L，CO2的平衡转化率为x，则三段式列出如下： ＝25%，解得x＝0.5，所以CO2的平衡转化率为×100%＝50%；平衡常数K＝＝ ＝4；③在平衡状态y点时投料比虽然改变，但温度不变，所以其平衡常数与投料比为2∶1的平衡常数相同，结合上问所求即为4；(4)在合成甲醇的反应中同时存在：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＞0，为了提高CH3OH的选择性，可提高主反应的转化率，如选用合适的催化剂、增大压强，或适当降低温度；在某密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，在催化剂作用下，同时发生：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)和②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，达到平衡后，测得n(CH3OH)＝0.3 mol，n(CO)＝0.1 mol，则根据三段式思想可知，平衡时n(CO2)＝1－0.3－0.1＝0.6 mol，n(H2)＝3－0.3×3－0.1＝2 mol，n(H2O)＝0.3 mol＋0.1 mol＝0.4 mol，设密闭容器的体积为V，则反应②的化学平衡常数K＝＝＝≈0.033。 25.(2023·鞍钢高级中学高二月考,9分)Ⅰ .已知NO2和N2O4可以相互转化，反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)　ΔH＝－57.2 kJ·mol－1。 (1)在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数V(NO2)%随压强的变化情况如图所示。下列说法正确的是________。 A.A、C两点的正反应速率的关系A＜C B.A、B、C、D、E各状态，v(正)＞v(逆)的是状态E C.E→A所需时间为x，D→C所需时间为y，则x＜y (2)一定温度下，向容积为20 L的密闭容器中充入1 mol NO2气体，发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g)。反应中测得相关数据如表所示： 反应时间/min 0 10 20 30 40 50 气体相对分子质量 46 57 64 69 69 69 ①此条件下该反应的化学平衡常数K＝___________________________。 ②该温度下，若将46 g NO2和N2O4的混合气体充入20 L密闭容器中，某时刻测得容器内气体的相对分子质量为56，则此时v正(NO2)________v逆(NO2)(填“＜”“＞”或“＝”)。 Ⅱ .用CO2制备CH3OH可实现CO2的能源化利用，反应如下：CO2＋3H2⇌CH3OH＋H2O。 (3)工业上用CO2制备CH3OH的过程中存在以下副反应：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ/mol。将反应物混合气按进料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入反应装置，选择合适的催化剂，发生反应。 ①不同温度和压强下，CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。 ⅰ.图1中，压强p1________p2(填 “＞”、“＝” 或“＜”)。 ⅱ.图2中，压强为p2，温度高于503 K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是________________________________________________________________。 ②实际生产中，测得压强为p3时，相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3。 图3中523 K时的CH3OH产率最大，可能的原因是________(填字母序号)。 a.此条件下主反应限度最大 b.此条件下主反应速率最快 c.523 K时催化剂的活性最强 【答案】　(1)A　(2)①60　②＞　(3)①＞　温度升高，CO2的平衡转化率主要取决于副反应　②bc 【解析】　(1)从图中可以看出，A点的压强小于C点的压强，压强越大，反应速率越快，则正反应速率的关系A＜C，A正确；A、B、C、D、E各状态，A、B、C三点都在平衡线上，v(正)＝v(逆)，D点要达平衡，NO2的体积分数应减小，则平衡正向移动，v(正)＞v(逆)，由此可知，E点v(正)＜v(逆)，B不正确；压强p1＜p2，则p2时反应速率快，E→A所需时间为x，D→C所需时间为y，则x＞y，C不正确；(2)①一定温度下，向容积为20 L的密闭容器中充入1 mol NO2气体，发生反应2NO2(g)⇌ N2O4(g)，达平衡时，n(混)＝＝ mol，设生成N2O4的物质的量为x，则可建立如下三段式： 则1－x＝，x＝ mol，此条件下该反应的化学平衡常数K＝＝60。②该温度下，若将46 g NO2和N2O4的混合气体充入20 L密闭容器中，某时刻测得容器内气体的相对分子质量为56，则达平衡时，平均相对分子质量也为69，因为56＜69，则此时是反应正向进行的某个阶段，所以此时v正(NO2)＞v逆(NO2)。(3)①i.对于反应CO2＋3H2CH3OH＋H2O，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的平衡产率增大，则图1中，压强p1＞p2。ⅱ.对于主反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，对于副反应，温度升高，平衡正向移动，CO2的转化率增大，则图2中，压强为p2，温度高于503 K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是：温度升高，CO2的平衡转化率主要取决于副反应。②a.主反应为放热反应，温度越低，CH3OH的平衡产率越大，则523 K时主反应的限度不是最大，a不正确；b.温度越高速率越快，所以此条件下主反应速率最快，造成相同时间内产率增大，b正确；c.如果催化剂的催化活性受温度变化的影响，523 K时CH3OH的产率最大，则反应物的转化率最大，相同时间内反应速率最快，催化剂的活性最强，c正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$