第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题 一、单选题（共15题） 1．下列措施不能改变相应化学反应速率的是 A．在铁制品表面刷油漆——铁的腐蚀速率 B．高炉炼铁增加炉高——CO的反应速率 C．食物放在冰箱中储存——食物的腐败速率 D．烧煤时用煤粉代替煤块——煤的燃烧速率 2．一种烟气治理中的脱硝原理如图所示，下列说法不正确的是 A．反应的催化剂为V4+—O—H B．总反应方程式为：4NH3+3O22N2+6H2O C．反应过程中V的化合价有变化 D．虚线框内的变化不属于化学变化 3．碳量子点是种新型碳纳米材料，我国化学家研究的一种新型复微合光催化剂[碳量子点/氮化碳(纳米复合物)]可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列说法正确的是： A．总反应为 B．水分解过程中，H2O2作催化剂 C．复合光催化剂没有参与反应 D．若反应Ⅱ是放热反应，则反应Ⅰ一定是吸热反应 4．反应 4NH3+5O24NO+6H2O 在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率x(x表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)为 A．(NH3)= 0.002mol/(L·s) B．(O2)= 0.01mol/(L·s) C．(NO)= 0.008mol/(L·s) D．(H2O)= 0.004mol/(L·s) 5．下列选项中的原因或结论与现象不对应的是 选项 现象 原因或结论 A 在中加入，能加速的分解速率 降低了反应所需的活化能 B 将盛有气体的密闭容器浸泡在热水中，容器内气体颜色变深 ，平衡向生成方向移动 C 向溶液中加入溶液，溶液呈红色，再滴加几滴溶液，溶液颜色变浅 增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动 D 在密闭容器中有反应：，达到平衡时测得为，将容器容积扩大到原来的2倍，测得为 A．A B．B C．C D．D 6．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气催化剂 B．高压有利于N2和H2转化为 C．由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深 D．在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉，振荡静置，溶液颜色变浅或褪去 7．已知：H2(g)+I2(g)2HI(g)△H<0。相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2mol，相同温度下分别达到平衡。下列说法错误的是 A．反应放出的热量一定相同 B．此时体系的压强一定相同 C．反应物的转化率可能相同 D．此时HI的浓度一定相同 8．30℃时，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是 A．当v逆(X)=2v正(Z)，可以说明反应达平衡 B．反应前2 min的平均速率v(Z)=2.0×10-3 mol/(L·min) C．其他条件不变，再充入0.2 molZ，平衡时X的体积分数增大 D．该反应在350℃时的平衡常数小于1.44 9．工业合成氨反应 ，下列说法正确的是 A．合成氨反应为放热反应，高温可提高该反应的限度 B．高压条件有利于平衡正向移动，加快正向反应速率，降低逆向反应速率 C．使用高效催化剂可以提高原料的平衡转化率 D．及时将体系中的NH3液化分离有利于平衡正向移动 10．已知分步反应：①，②，其反应过程能量变化如图所示，下列说法错误的是 A．第一步反应的速率小于第二步反应的速率 B．A转化为D和E的反应为吸热反应 C．使用合适的催化剂可降低反应的活化能，但不影响反应的热效应 D．升高温度，反应①②的正反应速率均加快，逆反应速率均减慢 11．下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是（      ） A．将NO2球浸泡在冷水中和热水中 B．排饱和食盐水收集氯气 C． D． t/℃ 25 50 100 K w /10 -14 1.01 5.47 55.0 12．某含氯有机污染物X可通过加入高锰酸钾溶液除去，经处理后X转变为氯化物和CO2，而高锰酸根离子则转变为MnO2，部分物质和离子间量的关系为2KMnO4～X～3Cl-～2CO2.常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测得c(KMnO4)与时间的关系如表所示。 时间/min 0 2 4 6 …… c(KMnO4)/(mol/L) 1.0 0.70 0.50 0.40 …… 下列说法正确的是 A．除去X的反应先慢后快，生成物MnO2可能是该反应的催化剂 B．0～6 min内平均反应速率v(Cl-)=0.15 mol/(L·min) C．当反应耗时8 min时，c(KMnO4)＜0.30 mol/L D．随着反应的进行(忽略溶液体积变化)，c(K+)逐渐降低 13．下列有关化学平衡的叙述正确的是 A．  ，升高温度反应速率增大 B．，当和的浓度相同时能说明反应达平衡状态 C．对平衡体系采取增大压强的措施，平衡向正反应方向移动，体系颜色变浅 D．平衡后，加少量KCl，因为平衡向逆反应方向移动，故体系颜色变浅 14．向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下发生反应：SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)，正反应是放热反应。测得SO3浓度随时间变化如表所示，下列说法不正确的是 反应时间/s 40 50 60 70 80 90 100 110 SO3浓度/mol·L-1 0.10 0.14 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33 0.33 A．50 s时，SO3的生成速率为0.0028 mol·L-1·s-1 B．40 s～90 s时段：v正>v逆 C．v正(SO2)=v逆(SO3)或v正(SO2)=v逆(NO2)均能说明反应达到平衡状态 D．100s开始，容器中的温度不变，反应达到平衡状态 15．已知反应2NO2(g)⇌N2O4 (g) ΔH<0，N2O4的体积百分数随温度的变化平衡曲线如图所示，下列相关描述正确的是 A．平衡常数值：Kb<Kc B．T1温度下，若由a点达到平衡，可以采取减小压强的方法 C．d点：v正 < v逆 D．从b点变为c点，只要增加NO2的物质的量 二、填空题（共8题） 16．Ⅰ.在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋nD(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol；5 min时测得C为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。 试回答下列问题： (1)5 min时B的物质的量浓度为 。 (2)5 min内用A表示的化学反应速率v(A)为 。 (3)化学方程式中n为 。 (4)此反应在四种不同情况下的反应速率如下：①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.5 mol·L-1·s-1 ③v(C)=4.5 mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.8 mol·L-1·s-1，其中反应速率最快的是 (填序号) (5)能说明该反应已经达到平衡状态的是 。 a.v(B)=2v(A)                                 b.容器内压强保持不变 c.单位时间内生成1molA时，消耗2molB d.容器内密度保持不变 Ⅱ.某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： (6)①该反应的化学方程式为 。 ②反应开始～2min，气体X的平均反应速率为 。 17．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。 (1)一定温度下，在2L的密闭容器中，SO2、O2、SO3三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，请回答下列问题： ①反应的化学方程式为 ②反应开始到10s，用SO2表示的反应速率为 ③O2的平衡转化率为 (2)对于反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，当反应达到平衡时，如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1，则υ(O2)＝ ；υ(SO3)= 。 (3)已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)ΔH＝-196.6kJ·mol－1 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)ΔH＝-113.0kJ·mol－1 则反应NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝ kJ·mol－1。 (4)一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 a、体系压强保持不变              b、混合气体颜色保持不变 c、SO3和NO的体积比保持不变 d、每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2 18．某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)＝2NH3(g)＋CO2(g),实验测得不同温度下的平衡数据列于下表： 温度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/mol·L－1 2.4×10－3 3.4×10－3 4.8×10－3 6.8×10－3 9.4×10－3 (1)可以判断该分解反应已经达到平衡的是 (填字母序号)。 A．2v(NH3)＝v(CO2) B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变 (2)根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数： 。 (3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将 (填“增加”“减少”或“不变”)。 (4)氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH 0(填“＞”“＝”或“＜”，下同)，熵变ΔS 0。 19．含氮化合物的研发与绿色反展、经济可持续发展有着密切关联。 (1)氨是一种重要化工原料。合成氨原料气H2，可用天然气为原料制得，有关反应能量变化如下图所示。 则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为： 。 (2)氮的氧化物有着广泛用途，又是环境的污染物。 (i)在150℃时，将0.4mol NO2气体充入体积为2L的真空密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)。 每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量，数据如下表： 时间 0 20 40 60 80 n（NO2）/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4 n（N2O4）/mol 0 0.05 n2 0.08 0.08 ①当反应在1500C达到平衡时，该反应平衡常数K= 。（填数值） ②若最初通入N2O4，在相同条件下达到平衡时，各物质浓度仍然相同，则N2O4的起始浓度应为 。 (ii)氨氧化制HNO3的尾气中含有NO和NO2，且n(NO):n(NO2) =1:1，可用尿素溶液除去，其作用原理是：NO2和NO与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成对环境无污染的物质。若用1mol尿素吸收该尾气，则能吸收氮氧化物 g。 (3)氨气，CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为：2NH3(g)+CO2(g)==CO( NH2)2(s)+H2O(g) 右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为[n(NH3)/n(CO2)]，b为水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。则：①b应控制在    ； A．1.5. 1.6 B．1～1.1 C．0.6～0.7 ②a应控制在4.0的理由是 。 20．20℃时，将溶液与溶液等体积混合，2min后溶液中出现明显浑浊，反应的化学方程式为：，已知温度每升高10℃，该反应的速率增大为原来的2倍。那么50℃时，同样的反应要看到同样的浑浊现象所需时间为多少？ 21．在真空密闭容器内加入amolPH4I固体，在一定温度下发生如下反应： PH4I(s)PH3(g)+HI(g) 4PH3(g)P4(g)+6H2(g) 2HI(g)H2(g)+I2(g) 以上三个反应建立平衡后，测得HI为bmol，I2为cmol，H2为dmol。 (1)平衡后，增大压强，容器内n(I2)将 (填“增加”、“减小”或“不变”)。 (2)计算平衡后容器内P4(g)和PH3(g)的物质的量(列出计算过程) 。 22．利用制甲醇具有重要意义。其过程可能发生的反应如下： 反应1： 反应2： 反应3： (1) (2)恒容条件下，下列有利于提高平衡产率的条件是_______。 A．使用催化剂 B．调整和的投料比由1∶1至1∶3 C．增大反应物总压 D．通入稀有气体 (3)控制一定压强，通入和，反应后，转化率、产率及产率随温度变化曲线如图。 ①温度升高，先升高后降低的原因是 。 ②260℃时，(认为此时只发生反应1)，，气体总体积为，则该温度下反应1的平衡常数 (列出代数式即可)， (列出代数式即可)。 ③280℃时，，，则反应2的平衡常数 (列出代数式即可)。 (4)学界关于反应2产生的能否发生反应3存在争议。科学家利用模拟催化剂表面合成的两种不同路径，其决速步及活化能分别如下。 路径1 路径2 由此分析，200~260℃时降低的原因是 。 23．消除氮氧化物、二氧化硫等物质造成的污染是目前研究的重要课题。 (1)工业上常用活性炭还原一氧化氮，其反应为：2NO(g)+C(s) ⇌N2(g)+CO2(g)。向容积均为l L的甲、乙、丙三个恒容恒温容器中分别加入足量的活性炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示： 0min 40min 80min 120min 160min 甲 T℃ 2mol 1.45 mol 1 mol 1 mol 1 mol 乙 400℃ 2 mol 1.5 mol 1.1 mol 0.8 mol 0.8 mol 丙 400℃ 1 mol 0.8 mol 0.65 mol 0.53 mol 0.45 mol 甲容器反应温度T℃ 400℃(填“>”“<”或“=”)；乙容器中，0~40min内平均反应速率v(CO2)= ；丙容器中达平衡后NO的物质的量为 mol。 (2)活性炭还原NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s) ⇌N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，l mol NO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示： ①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是 点(填“A”或“B”或“C”)。 ②计算C点时该反应的压强平衡常数KP= MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 (3)燃煤烟气脱硫常用如下方法。 方法①：用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下： 2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1=8.0 kJ·mol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=－566.0kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=－483.6 1kJ·mol-1 则H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的热化学方程式为： 。 参考答案： 1．B 【解析】A．铁表面刷油漆，阻止铁与氧气接触反应，降低反应速率，故A不选； B．高炉炼铁增加炉高并不能改变CO反应速率，故B选； C．冰箱中温度低，反应速率减慢，故C不选； D．烧煤时用煤粉代替煤块，增大了固体接触面积，可以提高煤的燃烧速率，故D不选； 答案选B。 2．B 【解析】A．据图可知V4+—O—H在整个反应过程没有消耗，为该反应的催化剂，A正确； B．据图可知投入的原料为NH3、NO和O2，最终产物为N2和H2O，V4+—O—H为催化剂，所以总反应为2NO+4NH3+2O23 N2+6H2O，B错误； C．据图可知H-O-V4+和氧气反应的过程中V元素由+4价变为+5价，另外也存在含钒物质中V元素由+5价降低+4价的过程，C正确； D．虚线框内断裂的是氢键，没有化学键的断裂和生成，不属于化学变化，D正确； 故选B。 3．D 【解析】A．由图可知总反应为水在催化剂作用下分解生成氢气和氧气：，A错误； B．过程Ⅰ中，水分解为氢气和过氧化氢，过程Ⅱ过氧化氢再分解为氧气和水，所以过氧化氢是中间产物，不是催化剂，B错误； C．催化剂改变了反应的历程，参与了化学反应，C错误； D．水分解是吸热反应，在此过程中，水分解分两步进行，若反应Ⅱ是放热反应，则反应Ⅰ一定是吸热反应，D正确； 故选D。 4．A 反应 4NH3+5O24NO+6H2O 在5L的密闭容器中进行，30s后，NO的物质的量增加了0.3mol，故一氧化氮表示的反应速率v= ，再结合反应化学计量数之比等于平均反应速率之比判断。 【解析】A. (NH3)=v（NO）=0.002mol/(L·s)，A正确； B. (O2)=5/4v(NO) =0.0025mol/(L·s)，B错误； C. (NO)= 0.002mol/(L·s)，C错误； D. (H2O)= 3/2v(NO)=0.003mol/(L·s)，D错误； 答案为A。 5．C 【解析】A．在中加入，能加速的分解速率，降低了反应所需的活化能，故A正确； B．将盛有气体的密闭容器浸泡在热水中，容器内气体颜色变深，，是放热反应，加热平衡向生成方向移动，故B正确； C．向溶液中加入溶液，反应为，溶液呈红色，反应中与氯离子和钾离子无关，再滴加几滴溶液，溶液颜色变浅，因为溶液变稀，故C错误； D．在密闭容器中有反应：，达到平衡时测得为，将容器容积扩大到原来的2倍，如果忽略平衡移动，则为，现在测得为，则平衡正向移动，则反应后的分子数大于反应前的分子数，； 故选：C。 6．C 【解析】A．氯水中存在平衡：，排饱和食盐水时，增大，化学平衡逆向移动，减少Cl2的溶解，消耗，有利于Cl2的收集，A不符合题意； B．反应的正反应是气体体积减小的反应，在平衡时增大压强，化学平衡正向进行，有利于合成氨气，B不符合题意； C．反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，物质的浓度增大，气体颜色加深，但化学平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意； D．Fe(SCN)3的溶液中存在化学平衡：，在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉，发生反应，导致c(Fe3+)降低，化学平衡逆向进行，c[Fe(SCN)3]降低，因此溶液颜色变浅或褪去，D不符合题意； 故合理选项是C。 7．A 同容积的定容密封容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，由于乙按化学计量数转化到左边，可以得到H2和I2各0.1mol，故此时甲和乙建立的平衡是等效的。 【解析】A．甲中加入H2和I2各0.1 mol，H2(g)+I2(g)2HI(g)反应正向进行，反应放热；乙中加入HI 0.2mol，H2(g)+I2(g)2HI(g)反应逆向进行，反应吸热，故A错误； B．根据“一边倒”，甲乙为等效平衡，反应前后气体物质的量不变，体系的压强一定相同，故B正确； C．根据“一边倒”，甲乙为等效平衡，达平衡时为等效平衡，反应物的转化率可能相同，故C正确； D．根据“一边倒”，甲乙为等效平衡，达平衡时为等效平衡，平衡混合物中的物质浓度相同，故D正确； 选A。 8．D 【解析】A．根据X(g)+Y(g)2Z(g)，2v逆(X)=v正(Z)时为化学平衡状态，则当v逆(X)=2v正(Z)，说明逆反应速率＞正反应速率，反应不是平衡状态，故A错误； B．由表中数据，前2min内消耗的Y为0.04mol，则生成Z为0.08mol，故v(Z)==4.0×10-3mol/(L•min)，故B错误； C．反应前后气体的体积不变，其他条件不变，再充入0.2 mol Z，相当于增大压强，平衡不移动，则平衡时X的体积分数不变，故C错误； D．30℃开始时c(X)=c(Y)==0.016mol/L，达到平衡时c(Y)= =0.01mol/L，则平衡时c(X) = c(Y)=0.01mol/L，c(Z)==0.012mol/L， 化学平衡常数K===1.44，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K减小，因此350℃时的平衡常数小于1.44，故D正确； 故选D。 9．D 【解析】A．合成氨反应为放热反应，高温条件下，平衡逆向移动，会降低该反应的限度，A不正确； B．合成氨反应为体积缩小的可逆反应，高压条件能增大反应物和生成物的浓度，有利于平衡正向移动，加快正向反应速率和逆向反应速率，B不正确； C．使用高效催化剂可以加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但不能提高原料的平衡转化率，C不正确； D．及时将体系中的NH3液化分离，可减小生成物浓度，从而减小逆反应速率，促使平衡正向移动，D正确； 故选D。 10．D 【解析】A．由图可知，第一步的活化能高于第二步的，活化能越大，反应速率越慢，则第一步反应的速率小于第二步反应的速率，A项正确； B．由图可知，A的总能量低于D和E的总能量，属于吸热反应，B项正确； C．使用催化剂可以降低反应的活化能，但不影响始态和终态的能量，所以反应的热效应不受影响，C项正确； D．升高温度，正、逆反应速率均加快，D项错误； 故选D。 11．C 【解析】A．2NO2(g)N2O4(g)  △H＜0，将NO2球浸泡在冷水中，平衡正向移动，混合气的颜色变浅，将NO2球浸泡在热水中，平衡逆向移动，混合气的颜色变深，能用平衡移动原理解释，A不选； B．虽然Cl2能溶于水，在水中存在如下平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，但在饱和食盐水中，大量存在的Cl-会使平衡逆向移动，使Cl2的溶解度降低，所以可用排饱和食盐水法收集氯气，能用平衡移动原理解释，B不选； C．在H2O2溶液中加入的MnO2是分解反应的催化剂，能加快H2O2的分解速率，但不能提高H2O2的平衡分解率，所以不能用平衡移动原理解释，C选； D．由表中数据可以看出，随着温度的升高，水的离子积常数增大，表明升高温度，水的电离平衡正向移动，能用平衡移动原理解释，D不选； 故选C。 12．B 【解析】A．由题表中的数据可知，反应速率先快后慢，故A错误； B．在0~6min内，，利用速率之比等于化学计量数之比，得到，故B正确； C．若保持4~6min内的平均速率反应到8 min时， ，但是随着反应物浓度的减小，反应速率也减小，所以当反应耗时8 min时，c(KMnO4)> 0.30 mol/L，故C错误； D．钾离子未参与反应，反应过程中c(K+)保持不变，故D错误； 故选B。 13．A 【解析】A．升高温度，加快化学反应速率，故A正确； B．和的浓度相同，并不意味着不变，反应不一定达到平衡状态，故B错误； C．该反应为气体分子数减小的反应，减小容器体积增大压强，平衡正向移动，但平衡时浓度大于原来平衡浓度，所以气体颜色比原来平衡深，故C错误； D．该反应中实际上KCl不参与反应，所以加入KCl平衡不移动，故D错误； 答案选A。 14．A 【解析】A．50 s内，v(SO3)=，不能计算50 s时的瞬时速率，故A错误； B．40 s～90 s时段，此时反应未达平衡，反应向正向进行，v正>v逆，故B正确； C．v正=v逆时，反应达平衡状态，v正(SO2)=v逆(SO3)或v正(SO2)=v逆(NO2)均能说明反应达到平衡状态，故C正确； D．该反应是个放热反应，100s开始，容器中的温度不变，说明反应达到平衡状态，故D正确。 答案为A。 15．B 【解析】A．该反应的正反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，温度：b＜c，则平衡常数：Kb＞Kc，故A错误； B．T1温度下，若由a点达到平衡，N2O4的体积百分数需要减小，平衡逆向移动，减小压强平衡逆向移动，所以可以实现，故B正确； C． d点N2O4的体积百分数小于平衡状态，要达到平衡状态需要反应正向移动，则v正＞v逆，故C错误； D．b、c点温度不同，从b点变为c点，应该改变温度实现，故D错误。 答案选B。 16．(1)2mol/L (2)0.1mol/(L∙min) (3)2 (4)④ (5)bc (6) 3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) 0.075mol/(L∙min) 【解析】（1）5min时测得C为3mol，则5min内消耗的B为2mol，5min时B的物质的量为6mol-2mol=4mol，B的物质的量浓度为=2mol/L；答案为：2mol/L。 （2）5min时测得C为3mol，则5min内消耗的A为1mol，5min内用A表示的化学反应速率v(A)===0.1mol/(L∙min)；答案为：0.1mol/(L∙min)。 （3）由于化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v(A)：v(D)=0.1mol/(L∙min)：0.2mol/(L∙min)=1：n，解得n=2；答案为：2。 （4）①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ； ②v(B)=0.5 mol·L-1·s-1 ，则v(A)=v(B)=×0.5mol/(L∙s)=0.25mol/(L∙s)=15mol/(L∙min)； ③v(C)=4.5 mol·L-1·min-1 ，则v(A)=v(C)=×4.5mol/(L∙min)=1.5mol/(L∙min)； ④v(D)=0.8 mol·L-1·s-1，则v(A)=v(D)=×0.8mol/(L∙s)=0.4mol/(L∙s)=24mol/(L∙min)； 反应速率由快到慢的顺序为④＞②＞①＞③，反应速率最快的是④；答案为：④。 （5）a．v(B)=2v(A)没有指明反应速率的方向，不能说明反应已经达到平衡状态，a项不符合题意； b．该反应反应前后气体的化学计量数之和不相等，建立平衡的过程中气体总物质的量增大，在恒温恒容容器中，容器内压强增大，容器内压强保持不变能说明反应已经达到平衡状态，b项符合题意； c．单位时间内生成1molA时，消耗2molB，说明正、逆反应速率相等，能说明反应已经达到平衡状态，c项符合题意； d．该反应中所有物质都呈气态，建立平衡的过程中混合气体的总质量始终不变，在恒容容器中，容器内的密度始终保持不变，容器内密度保持不变不能说明反应已经达到平衡状态，d项不符合题意； 答案选bc。 （6）①0~2min内X、Y物质的量随着时间的推移逐渐减小，X、Y为反应物，Z物质的量随着时间的推移逐渐增大，Z为生成物，2min时反应达到平衡状态，0~2min内X、Y、Z物质的量的改变值依次为0.3mol(1.0mol-0.7mol)、0.1mol(1.0mol-0.9mol)、0.2mol(0.2mol-0mol)，则X、Y、Z的化学计量数之比为3：1：2，反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；答案为：3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)。 ②反应开始～2min，气体X的平均反应速率v(X)===0.075mol/(L∙min)；答案为：0.075mol/(L∙min)。 17．(1) 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 0.08mol／(L·s) 80% (2) 0.025mol·L-1·min-1 0.05mol·L-1·min-1 (3)-41.8 (4)bd 【解析】（1）①根据图提供的信息，SO2和氧气不断减少，属于反应物，SO3的量不断增加，属于生成物，且0-10s内，各物质的变化量为Δn(SO2)∶Δn(O2)∶ Δn(SO3)=(2.00-0.40)∶(1.00-0.20)∶(1.60)=2∶1∶2，则反应的化学方程式为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)； ②根据图像可知SO2的物质的量的变化量为2mol-0.4mol=1.6mol，ν(SO2)= =0.08mol／(L·s)。 ③O2起始的物质的量为1mol，平衡时的物质的量为0.2mol，平衡转化率为×100%=80%。 （2）根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1，则υ(O2)＝0.025 mol·L-1·min-1；υ(SO3)= 0.05 mol·L-1·min-1。 （3）①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1②2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH＝-113.0 kJ·mol－1，利用盖斯定律将①×-②×得：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ•mol-1。 （4）a．无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，a项错误； b．混合气体颜色保持不变，说明浓度不变，达到平衡状态，b项正确； c．由方程式可知，SO3和NO的计量数之比为1∶1，无论是否达到平衡，二者的体积比保持不变，不能判断是否达到平衡状态，c项错误； d．物质的量之比等于化学计量数之比，则每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2，不能判断是否达到平衡状态，d项错误； 答案选bd。 18． BC K＝c2(NH3)·c(CO2)≈1.6×10－8 增加 ＞ ＞ （1）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率比等于化学计量数之比；化学反应中变化的量不在发生变化，说明达到平衡，以此解答该题； （2）根据K＝c2(NH3)·c(CO2)计算； （3）增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动； （4）根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡气体总浓度增大，这说明升高温度平衡向生成氨气和CO2的方向进行。 【解析】（1）A.未说反应速率的正逆，故A错误； B.随着反应的进行，体系压强逐渐增大,当容器内压强不变时，说明达平衡状态，故B正确； C.随着反应的进行,混合气体的总质量增大，而容器的体积不变,密闭容器中混合气体的密度增大,当密度不变时，说明达平衡状态，故C正确； D.氨气与二氧化碳比例始终为2:1，不会随反应方向变化而变化,与平衡无关,不能判断该分解反应已经达到化学平衡，故D错误； 答案：BC （2）K＝c2(NH3)·c(CO2)=（4.8×2/3×10－3）2×(4.8×1/3×10－3)≈1.6×10－8； 答案：1.6×10－8 （3）压缩容器体积，增大了压强，平衡向逆反应方向移动，氨基甲酸铵固体的质量增加。 （4）根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡气体总浓度增大，这说明升高温度平衡向生成氨气和CO2的方向进行，即分解反应是吸热反应，因此该分解反应的焓变ΔH＞0；正反应为气体物质的量增大的反应，因此ΔS＞0。 19．(1)CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g) △H=+171.1KJ/mol (2) 2.8 0.10mol/L 76g (3) C a等于4.0， CO2转化率迅速提高到最大值；而a在4.0之后增大，c(NH3)转化率无明显增大 【解析】（1）分别根据图象1、2、3可知热化学方程式为： CO（g）+1/2O2（g）＝CO2（g）△H=-282kJ/mol ① H2（g）+1/2O2（g）＝H2O（g）△H=-241.8kJ/mol ② CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（g）△H=-836.3kJ/mol ③ 将③-①-②×3可得：CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g）△H＝+171.1kJ/mol； 答案为：CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g）△H＝+171.1kJ/mol； （2）（i）①根据方程式中物质间的计量数关系、利用三段式可知，n1=0.3mol，n2=0.07mol，n3=0.24mol，n4=0.24mol，故在60min时反应达平衡，NO2的平衡浓度为0.12mol/L、N2O4的平衡浓度为0.04mol/L，故反应的平衡常数K=c(N2O4)/c2(NO2)=0.04/0.122=2.8； ②若最初通入N2O4，在相同条件下达到平衡时，各物质浓度仍然相同，即与通入0.4molNO2达等效平衡，而在恒温恒容条件下，按照等量加料，则达等效平衡，故应加入0.2molN2O4，即0.1mol/L； （ii）由题目信息可知，NO、NO2二者混合物与水反应生成亚硝酸，反应方程式为NO+NO2+H2O＝2HNO2；亚硝酸再与尿素反应生成CO2和N2，反应方程式为CO(NH2)2+2HNO2＝CO2+2N2+3H2O。 NO+NO2～2HNO2～CO(NH2)2 （30+46）g         1mol 1mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物（假设NO、NO2体积比为1：1）的质量为76g； 答案为：2.8；；0.10mol/L；76g （3）①氨碳比a [n(NH3)/n(CO2)]相同时，水碳比b[n(H2O)/n(CO2)]为0.6～0.7时，二氧化碳转化率最大； ②氨碳比a [n(NH3)/n(CO2)]大于4.0时，增大氨气的物质的量，二氧化碳的转化率增加不大，增加了生产成本；氨碳比a [n(NH3)/n(CO2)]小于4.0时，二氧化碳的转化率较小。 故答案为：C；a等于4.0， CO2转化率迅速提高到最大值；而a在4.0之后增大，c(NH3)转化率无明显增大。 20．15s 【解析】化学反应中，升高温度，反应速率增大，20℃时，将溶液与溶液等体积混合，2min(即120s)后溶液中明显出现浑浊；已知温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2倍，那么在50℃时，温度升高30°℃，反应速率应是20℃的23倍=8倍，反应需要时间为原先的，则同样的反应出现混浊需要的时间为120s×=15s。 21．(1)减小 (2)， 【解析】（1）增大压强后，该反应PH4I(s)PH3(g)+HI(g)向逆反应方向进行，PH3和HI的物质的量浓度降低，增大压强后，该反应4PH3(g)P4(g)+6H2(g)向逆反应方向进行，PH3物质的量浓度增加，导致PH4I分解的物质的量降低，即重新达到平衡后，容器内n(I2)将减小；故答案为减小； （2）根据化学反应有：，，，P4(g)的物质的量为mol，PH3(g)的物质的量为[(b＋2c)－]mol=mol；故答案为； 。 22．(1) (2)BC (3) 温度升高，反应速率加快，升高；达到平衡后，生成甲醇的反应1和反应3均为放热反应，升高温度，平衡逆反应方向移动，降低 (4)路径2的活化能比路径1小，200~260℃时发生途径2，，因此降低 【解析】（1）根据盖斯定律，反应1-反应2=反应3，，，代入数据可得。 （2）A．催化剂只能加快反应速率，不能提高平衡产率，A错误； B．反应1生成甲醇，和的投料比为1∶3时，平衡产率最高，B正确； C．增大反应物总压，相当于增加反应物浓度，可以提高平衡产率，C正确； D．通入稀有气体，恒容条件，各物质浓度不变，速率不变，平衡不移动，平衡产率不变，D错误； 故选BC。 （3）温度升高，反应速率加快，升高；达到平衡后，生成甲醇的反应1和反应3均为放热反应，升高温度，平衡逆反应方向移动，降低。260℃时，，认为此时只发生反应1，根据，则该温度下反应1的平衡常数。。280℃时，，，，根据碳原子守恒可知，根据氧原子守恒可知，据氢原子守恒可知，假设此时容器体积为，则反应2的平衡常数。 （4）比较合成的两种不同路径，路径2的活化能比路径1小，200~260℃时发生途径2，，因此降低。 23． > 6.25×10−3mol·L−1·min−1 0.4 A 4 2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)   △H=+90.4 kJ·mol-1 （1）对比甲和乙，甲和乙初始时的组分的量相同，根据表中数据，在相同时间内，甲中反应物消耗的比乙多，则甲的反应速率更快，温度越高，化学反应速率越大；根据化学反应平均速率计算公式计算NO的化学反应平均速率，由化学反应速率之比等于化学计量数之比计算CO2的平均反应速率；根据等效平衡判断丙中NO的物质的量； （2）①反应为2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g)，随着反应的进行，气体分子数增加，体系总压强增大，压强增大，平衡向逆反应方向移动； ②根据图象，c点时体系总压为20MPa，此时平衡体系中c(CO2)=c(NO2)，列出反应的三段式计算NO2、N2、CO2分压，进而反应的平衡常数Kp； （3）H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的化学方程式为：2H2(g)+SO2(g)═S(g)+2H2O(g)，该反应可由已知的热化学方程式推导，根据盖斯定律计算该反应的焓变。 【解析】（1）对比甲和乙，甲和乙初始时的组分的量相同，根据表中数据，在相同时间内，甲中反应物消耗的比乙多，则甲的反应速率更快，温度越高，化学反应速率越大，则甲容器反应温度T℃>400℃；根据乙容器的数据，0∼40min内，反应经历的时间△t=40min，NO的物质的量改变量为△n(NO)=2mol−1.5mol=0.5mol，容器体积为V=1L，则NO的平均速率为，由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，则0∼40min内平均反应速率； 根据反应方程式：2NO(g)+C(s)⇌N2(g)+CO2(g)，可知这是一个反应前后气体物质的量不变的反应，压强不对化学平衡产生影响，乙和丙两容器的容积、温度均相同，起始时乙容器中的NO的量是丙容器中的两倍，相当于乙容器是加压的，化学平衡不移动，则平衡时，两个容器中NO的转化率是一样的，这就是等效平衡的思想，乙中平衡时，n(NO)=0.8mol，自然丙平衡时n(NO)必然为0.4mol， 故答案为>；6.25×10−3mol·L−1·min−1；0.4； （2）①反应为2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g)，随着反应的进行，气体分子数增加，体系总压强增大，压强增大，平衡向逆反应方向移动，所以总的来说，高压强对应低的NO2转化率，所以A、B、C三点中NO2的转化率最高的是A点； 故答案为A； ②根据图象，c点时体系总压为20MPa，此时平衡体系中c(CO2)=c(NO2)，反应的三段式为 2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g) 起始量            1            0      0 变化量           2x            x     2x 平衡量          1-2x           x     2x 平衡体系中c(CO2)=c(NO2)，则1−2x=2x，x=0.25，NO2、N2、CO2分压分别为，同理，p(N2)=4Mpa，p(CO2)=8Mpa，则该反应的平衡常数为； 故答案为4； （3）已知：①2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g)    △H1=8.0 kJ·mol-1； ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)          △H2=－566.0kJ·mol-1； ③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)           △H3=－483.6 1kJ·mol-1； 则H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的化学方程式为：2H2(g)+SO2(g)═S(g)+2H2O(g)，该反应可由①−②+③得到，根据盖斯定律，则该反应的焓变为△H=△H1−△H2+△H3=8.0 kJ/mol −(−566.0) kJ/mol +(−483.6) kJ/mol =90.4kJ/mol； 故答案为2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)   △H=+90.4 kJ·mol-1。 学科网（北京）股份有限公司 $$