2.2 化学平衡 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.2 化学平衡 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中 和 代表不同元素的原子。（　　） 关于此反应说法错误的是（　　） A．一定属于吸热反应 B．一定属于可逆反应 C．一定属于氧化还原反应 D．一定属于分解反应 2．在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：。下列叙述中，能说明反应已达到化学平衡状态的是 A．Z的生成速率与Z的分解速率相等 B．单位时间内消耗amolX，同时生成3amolZ C．容器内的压强不再变化 D．混合气体总的物质的量不再变化 3．用和为原料合成甲醇的反应为，该方法符合“碳中和、碳达峰”的理念。一定温度下，向2L密闭容器中通入和发生反应，部分气体的物质的量随时间变化如图。下列说法正确的是 A．容器内气体的密度不再改变说明该反应已达平衡 B．在0～3min C．达到最大限度时的物质的量分数约为21% D．反应开始时充入氦气（非催化剂）可有效缩短达到平衡所用的时间 4．在一定温度下将1 mol CO和1 mol水蒸气放在密闭容器中，发生反应CO+H2OCO2+H2，达平衡后测得CO2为0.6 mol，再通入4 mol水蒸气，达新平衡后CO2的物质的量可能是 A．0.6 mol B．1 mol C．0.8 mol D．1.2 mol 5．在一定条件下，将与加入到1L的密闭容器中，发生反应，充分反应后，测得平衡时的浓度为。此条件下平衡常数K为（　　） A．0.5 B．1 C．2 D．4 6．在恒温恒容的密闭容器中发生反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH＜0，下列能说明该反应达到平衡状态的是（　　） ①反应速率5v(NH3)＝4v(O2) ②体系的压强不再发生变化 ③混合气体的密度不再发生变化 ④气体的平均摩尔质量不再发生变化 ⑤单位时间内生成5 mol O2，同时断裂12 mol O—H键 ⑥NO的浓度不变 A．②④⑥ B．①②④⑥ C．②⑤⑥ D．①②③④⑤ 7．在一密闭容器中，充入1molN2和3molH2混合气在一定条件下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，下列有关说法正确的是（　　） A．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零 B．当符合3v正(N2)=v正(H2)时，反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，单位时间消耗amolN2，同时生成3amolH2 D．当N2、H2、NH3的分子数比为1：3：2，反应达到平衡状态 8．一定条件下，分别将物质的量均为1mol的X、Y、Z三种物质通入一个密闭容器中发生反应：，反应达到平衡时，Y的物质的量可能是 A．1mol B．1.5mol C．0.5mol D．0 9．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．溴水中有下列平衡，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅 B．合成氨反应，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施 C．反应，达平衡后，升高温度体系颜色变深 D．对于达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深 10．根据实验测定，某容器中同时发生甲和乙两个反应： 反应甲： 反应乙： 该容器中的反应达到平衡后，下列措施中一定能提高平衡体系中CH3OH的百分含量的是 A．降低温度 B．使用催化剂 C．扩大容器体积 D．在原料气中加入H2O(g) 11．对于反应：，下列图像正确的是（　　） A．②③ B．①④ C．①③ D．②④ 12．常温下，可逆反应在恒容密闭容器中进行，下列叙述能够说明反应已达到平衡状态的是（　　） A．单位时间内生成的同时生成 B．单位时间内生成的同时生成 C．混合气体的密度不再改变 D．容器中、、的物质的量之比为2∶2∶1 13．在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A．反应过程中N的化合价发生变化 B．由NO生成HONO的反应历程有2种 C．增大NO的量，的平衡转化率增大 D．总反应可表示为 14．可逆反应 mA(s) + nB(g) ⇌ eC(g) + fD(g)，反应过程中，当其它条件不变时，C的百分含量(C%)与温度和压强的关系如下图，下列叙述正确的是（　　） A．达平衡后，加入催化剂后C%增大 B．达平衡后，若升温，平衡右移 C．达平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动 D．化学方程式中n>e+f 15．反应I：H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；反应II：HI(g)H2(g)+ I2(g)的平衡常数为K2，上述反应的平衡常数为同温度下的测定值，则K1、K2的关系为（　　） A．K1= B． C． D． 16．已知：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H= -49.0kJ·mol-1。一定条件下，向体积为1L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化曲线如图所示，下列叙述中正确的是 A．欲增大平衡状态时c(CH3OH)/c(CO2)的比值， 可采用 升高温度的方法 B．3min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者浓度相同 C．欲提高H2的平衡转化率只能减小反应容器的体积 D．从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)=0.025mol·L﹣1·min﹣1 17．下列叙述及对应图示正确的是（　　） A．图甲是某温度下的醋酸与醋酸钠混合溶液中、与pH的关系曲线，pH=3的溶液中： B．图乙是恒温密闭容器中发生反应时，随反应时间变化的曲线，时刻改变的条件可能是缩小容器的体积 C．图丙是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线，时刻溶液的温度最高 D．图丁是在醋酸溶液中加水稀释，随着加水量的增加，溶液中的变化曲线，且水电离出的氢离子浓度A点大于B点 18．某实验室测定并计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数： ① ② 得到和均为线性关系，如下图所示，有关下列说法错误的是 A．反应②高温下可自发进行 B．反应的 C．升温，反应体系中分子总数会增大 D．当混合气体颜色不变时，说明反应①和②已达平衡状态 19．已知是放热反应。将的混合气体分别通入体积为的恒容密闭容器中，不同温度下进行反应的数据见下表。 实验编号 温度/℃ 起始量/ 平衡量/ 达到平衡所需时间/ 1 4 2 x 0.8 6 2 4 2 0.4 0.2 t 下列说法错误的是（　　） A． B．的大小关系： C． D．前6分钟，实验1中的 20．向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A． B．反应速率： C．点a、b、c对应的平衡常数： D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 二、综合题 21．为了消除含金硫精矿中硫对氰化浸出产生的不利影响，使被硫化物包裹的金得以解离，获得孔隙率较高的氧化焙烧渣，需对含金硫精矿进行氧化焙烧预处理。已知焙烧过程中发生的反应有： 反应1： 反应2： 反应3： （1）=　 　，有利于反应3自发进行的条件为　 　(填“高温”或“低温”)。 （2）焙烧温度和时间对硫的脱除率和金的浸出率的影响如图。 最佳的焙烧温度为　 　℃；最佳焙烧时间为2h，理由是　 　。 （3）在密闭容器中充入一定量的和进行反应，测得平衡时的体积分数随X的变化关系如图。 ①X表示的是　 　(填“温度”或“压强”)，判断的理由是　 　。 ②下列条件能判断反应1达到平衡状态的是　 　(填标号)。 a．的生成速率与的消耗速率相等 b．和浓度相等 c．容器中气体的平均摩尔质量不变 d．的质量保持不变 （4）℃下，在恒压密闭容器中充入1.5mol和3.5mol进行反应，已知起始压强为140kPa，经过10min达到平衡，测得生成、的物质的量均为0.2mol。①0~10min内，分压的平均变化率为　 　。 ②℃下，反应1的压强平衡常数=　 　(为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，列计算式即可)。 22．二氧化碳与甲烷重整是利用的研究热点之一、回答下列问题： （1）二氧化碳与甲烷重整制CO的反应为： 已知： 则　 　；若将两等份和分别充入恒压密闭容器中，在无催化剂和有催化的情况进行反应，相同时间下测得的转化率与温度的关系如图所示，M点时转化率相等的主要原因是　 　。 （2）在恒压密闭容器中，起始充入2mol(g)和6mol(g)，发生反应： ，该反应在不同温度下达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图所示。 ①表示的体积分数随温度变化的曲线是　 　 (填数字序号)。 ②A、B、C三点对应的化学平衡常数、、从大到小的顺序为　 　。 ③205℃时，反应达到平衡后，的平衡转化率为　 　 (结果保留一位小数)，若平衡时总压为P，平衡常数　 　 (列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 23．在温度保持不变的情况下，将一定量的充入注射器中后封口，图乙是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小且整个操作过程物质均为气态)。(已知：) （1）对注射器的移动轨迹判断正确的是____。 A． B． C． D． （2）判断下面的说法是否正确？(在□中画“×”或“√”) A．d点：　 　 B．c点与a点相比，增大，减小　 　 C．若注射器隔热，没有能量损失，会导致反应温度发生变化，则b、c两点的平衡常数　 　 D．若在注射器中对反应进行完全相同的操作，最后能得到相似的透光率变化趋势图像　 　 在100℃时，将的气体充入2L的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到下表数据。 时间/s 0 20 40 60 80 100 0.40 0.26 0.00 0.05 0.08 0.08 0.08 （3）比较、的大小　 　。 （4）20~40s内，的平均反应速率为　 　。 （5）100℃时，容器中物质的量的变化曲线如图。其他条件不变，请画出80℃时物质的量的变化曲线　 　。 24．我国科学家研制出催化剂将CO2转化为烃的效率提高1000倍。已知：在某催化剂作用下，CO2和H2发生反应如下：4CO2(g) +13H2(g)C4H10(g) +8H2O(g) △H （1）已知C4H10(g)、H2(g)的燃烧热△H分别为-2900 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1，H2O(I)=H2O(g) △H3= +44 kJ·mol-1.则△H=　 　kJ·mol-1。 （2）在恒容恒温条件下，向密闭容器中充入CO2、H2，加入合适催化剂发生上述反应，下列情况表明反应达到平衡状态的是____(填字母)。 A．混合气体密度保持不变 B．气体总压强保持不变 C．气体平均摩尔质量保持不变 D．混合气体中C4H10体积分数保持不变 （3）在密闭容器中充入适量CO2和H2，发生上述反应，单位时间内CO2的转化率与温度、催化剂的关系如图1所示。 ①催化效率，Cat2　 　(填“>”、“<”或“=”)Catl。 ②a点　 　(填 “达到”或 “未达到”)平衡，理由是　 　。b点之后CO2的转化率降低，可能的原因是　 　。 （4）在密闭容器中充入0.4 mol CO2和1.3 mol H2发生上述反应，测得CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。 ①p2　 　 (填 “>”、 “<”或 “=”)p1，随着温度升高，不同压强下，CO2的平衡转化率接近相等，其主要原因是　 　。 ②已知M点对应的容器体积为1 L，则在300℃下平衡常数K=　 　(只列计算式)。 25．工业上利用反应：可减少的排放。 （1）已知： 　 　 （2）工业上为提高产率，理论上应采用的条件是___________(填字母)。 A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压 （3）能判断工业上合成甲醇反应达到化学平衡状态的依据是___________(填字母)。 A．容器内压强不变 B．混合气体中不变 C． D． （4）在容积为1L的恒温密闭容器中充入和，一定条件下发生反应，测得和的浓度随时间变化如图所示： ①0～3min　 　(保留两位小数) ②的平衡转化率是　 　% ③平衡常数　 　(保留两位小数) （5）催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下： 实验编号 温度(K) 催化剂 转化率(%) 甲醇选择性(%) A 543 /纳米棒 12.3 42.3 B 543 /纳米片 11.9 72.7 C 553 /纳米棒 15.3 39.1 D 553 /纳米片 12.0 70.6 (注：甲醇选择性是指转化的中生成甲醇的百分含量)，根据上表所给数据，用生产甲醇的最优选项为　 　(填字母)。 答案解析部分 1．【答案】A 【解析】【解答】A．该物质属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2↑是放热反应，A符合题意； B．根据图示可知有一部分反应物未参加反应，该反应是可逆反应，B不符合题意； C．该反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，C不符合题意； D．反应物是一种，生成物是两种，因此属于分解反应，D不符合题意。 故答案为：A 【分析】根据图示可知该反应反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应，反应物没有完全转化为生成，属于可逆反应，据此解答即可. 2．【答案】A 3．【答案】B,C 4．【答案】C 5．【答案】C 【解析】【解答】 平衡时的浓度为 ，则O2的浓度为0.5mol/L，SO2的浓度为1mol/L，平衡常数，故选C； 故答案为：C。 【分析】计算各物质的平衡浓度，代入计算。 6．【答案】A 【解析】【解答】 ①根据化学方程式系数之比即可得到反应速率5v(NH3)＝4v(O2) ； ②反应前后系数不等，压强不变可说明反应达到平衡； ③反应前后均为气体，气体质量不变，体积不变，密度始终不变，不能说明其平衡； ④反应前后均为气体，气体质量不变，反应前后总的物质的量不等，若平均摩尔质量不变，能说明其平衡； ⑤单位时间内生成5mol O2，同时断裂12 mol O—H键 均属于正反应速率，不能说明其达到平衡； ⑥NO的浓度不变，可说明反应达到平衡； 故答案为：A 【分析】①反应速率5v(NH3)＝4v(O2) 不能说明其平衡； ②体系的压强不再发生变化 ，可说明其平衡； ③气体的质量不变，体积不变，密度始终不变，混合气体的密度不再发生变化，不能说明平衡 ； ④气体的平均摩尔质量不再发生变化，气体质量不变，计算出物质的量不变可说明其平衡； ⑤单位时间内生成5mol O2，同时断裂12 mol O—H键，均表示你反应速率不能说明其平衡； ⑥NO的浓度不变，可说明反应达到平衡。 7．【答案】C 【解析】【解答】A．当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0，A不符合题意； B．当符合：3υ正(N2)=υ正(H2)时，都指正反应方向，不能判断反应达到平衡，B不符合题意； C．单位时间内消耗a mol N2同时生成3a mol H2，则正逆反应速率相等，说明该反应已达到平衡状态，C符合题意； D．当体系达平衡状态时，N2、H2和NH3的物质的量浓度之比可能为1：3：2，也可能不是1：3：2，与各物质的初始浓度及转化率有关化学平衡是动态平衡，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．化学平衡是动态平衡； B．根据化学平衡达到时，不同物质的互为逆向的反应速率之比等于两物质化学计量数之比； C．同B项分析； D．利用“变者不变即平衡”。 8．【答案】A 9．【答案】D 10．【答案】A 【解析】【解答】A.降低温度，反应乙平衡逆向移动，二氧化碳和氢气的浓度增大，反应甲中的平衡正向移动，CH3OH的物质的量增大，从而提高平衡体系中CH3OH的百分含量，A符合题意； B.使用催化剂，反应甲、反应乙都不移动，不能提高平衡体系中CH3OH的百分含量，B不符合题意； C.扩大容器体积，即减小压强，反应甲的平衡逆向移动，CH3OH的物质的量减小，从而降低平衡体系中CH3OH的百分含量，C不符合题意； D.在原料气中加入H2O(g)，反应甲、反应乙的平衡都发生逆向移动，从而降低平衡体系中CH3OH的百分含量，D不符合题意； 故答案为：A 【分析】根据勒夏特列原理，当改变一个反应条件时，平衡会向着减弱这种改变的方向移动。 11．【答案】A 【解析】【解答】①该反应为放热反应，升温利于逆向移动，则C的物质的量减小，即C的物质的量分数减小，错误； ②该反应为放热反应，升温利于逆向移动，则A的物质的量增大，即其转化率降低，该反应前后气体体积减小，同温加压，利于平衡正向移动，压强较大，则A的转化率较高，正确； ③相同时间，温度较高，则B的反应速率较大，达到平衡较快，且升温利于平衡逆向移动，正确； ④加压利于平衡正向移动，则A的转化率升高，恒压升温，利于平衡逆向移动，则A的转化率降低，温度较高对应的A的转化率较低，错误； 故答案为：A。 【分析】该反应前后气体体积减小，且为放热反应，升温利于反应逆向移动，加压利于正向移动，结合化学平衡和化学反应速率的影响因素进行分析。 12．【答案】A 【解析】【解答】A．单位时间内生成的同时生成说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故A符合题意； B．单位时间内生成的同时生成都代表正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故B不符合题意； C．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，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故C不符合题意； D．容器中、、的物质的量之比为2∶2∶1不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A.说明正反应速率等于逆反应速率； B.都是指正反应； C.根据，混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以密度不变； D.达到平衡时各成分的物质的量之比始终不变，但不一定是2：2：1. 13．【答案】C 【解析】【解答】A.根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO+·OOH =NO2+·OH、NO+ NO2+ H2O=2HONO、NO₂+·C3H7=C3H6+HONO，HONO= NO+·OH，含N分子，NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价，上述反应中均有元素化合价的变化，A选项是正确的； B.根据图示，由NO生成HONO的反应历程有两种，B选项是正确的； C.NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C选项是错误的； D.在催化下丙烷与 O₂反应制备丙烯的总反应都为 ，D选项是正确的。 故答案为：C。 【分析】在解答历程类的题目时，关键是将历程图中物质之间的转化，每一步的反应物和生成物分析出来。 14．【答案】D 【解析】【解答】A、达到平衡后，加入催化剂，正逆反应速率同时增大，且v正=v逆，平衡不发生移动，C%不变，A不符合题意。 B、达到平衡后，当压强不变时，升高温度，C%减小，说明升高温度，平衡逆向移动，B不符合题意。 C、A为固体，增加A的量不影响A的浓度，所以加入A不影响平衡移动，C不符合题意。 D、当温度不变时，增大压强，C%增大，说明增大压强，平衡正向移动。而增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，所以n＞e+f，D符合题意。 故答案为：D 【分析】当温度不变时，增大压强，C%增大，说明增大压强，平衡正向移动，所以n＞e+f。当压强不变时，升高温度，C%减小，说明升高温度，平衡逆向移动，所以ΔH＜0。据此结合选项进行分析。 15．【答案】D 【解析】【解答】反应Ⅰ化学平衡常数的表达式；反应Ⅱ的化学平衡常数，因此，D符合题意； 故答案为：D 【分析】根据反应平衡常数的表达式进行分析。 16．【答案】B 17．【答案】B 【解析】【解答】A.根据图像交点坐标可知，醋酸的电离的氢离子浓度为c(H+)=10-4.75，电离常数Ka=c(H+)c(CH3COO-)=10-4.75，温度不变，常数不变，故A不符合题意； B.根据恒温密闭容器发生， ，二氧化碳浓度增大，t1℃变化的是缩小体积；故B符合题意； C.铁与盐酸反应是放热反应，速率最快，温度继续上升，故C不符合题意； D.醋酸溶液，随着加水的量，电离程度增大，但是体积增大，浓度减小，对水的电离起到抑制作用，故D不符合题意； 故答案为：B 【分析】A.根据交点计算出常数即可； B.根据图示浓度增大，可能是体积缩小； C.盐酸与铁反应放热，温度升高； D.越稀释越电离，对电离起抑制作用。 18．【答案】B 19．【答案】B 【解析】【解答】A.平衡正向移动，达到平衡的时间，t>6，A正确； B.T2比T1时，SO2的转化率增大，反应向正向进行，且反应为放热反应，所以温度降低，反应正向移动，B错误； C.由分析可知， x=4-2.4=1.6，C正确； D.v（SO2）=，D正确； 故答案为：B。 【分析】本题主要考查化学平衡和化学反应速率的综合应用。 首先分析该反应，密闭恒容的1L容器， 是放热反应 。 在分析表格数据： T1时： 起始量： 4 2 0 平衡量： x 0.8 2.4 x=4-2.4=1.6 变化量： 2.4 1.2 2.4 T2时： 起始量： 4 2 0 平衡量： 0.4 0.2 3.6 变化量： 3.6 1.8 3.6 温度升高，化学反应速率加快，温度降低，反应速率降低，同时正反应反应为放热反应，平衡正向移动 20．【答案】B 21．【答案】（1）-4477；低温 （2）700；小于2h，金的浸出率较低，大于2h，金的浸出率提升不大 （3）温度；三个反应均为放热反应，温度越高，的体积分数越大；cd （4）10； 【解析】【解答】（1）结合盖斯定律可知△H3=3△H2-4△H1=3×(-3339kJ·mol-1)-4×(-1385kJ·mol-1)=-4477kJ·mol-1，又因为反应3的△S=-266J·mol-1·K-1，△H<0和△S<0，则该反应只能在低温条件下自发反应； （2）根据图象，可以知道700℃后，Au的浸出率开始下降，而S的脱除率变化不明显，因此最佳的焙烧温度为700℃；焙烧时间2h前，Au的浸出率太低，2h后Au的浸出率变化不大，因此最佳的焙烧时间为2h； 故答案为：700； 小于2h，金的浸出率较低，大于2h，金的浸出率提升不大 ； （3） ①三个反应都是放热反应，反应1和反应2都是气体化学计量数缩小的反应，增大压强，平衡朝正反应方向移动，O2的体积分数减小，升高温度，平衡朝逆反应方向移动，O2的体积分数增大，因此X表示的是温度； 故答案为： 温度 ； 三个反应均为放热反应，温度越高，的体积分数越大 ； ②a、SO2的生成速率和O2的消耗速率相等无法判断反应达到平衡，a错误； b、SO2和O2的浓度相等，无法判断反应达到平衡； c、平均摩尔质量，反应1气体的质量为变量，总物质的量为变量，则平均摩尔质量为变量，当平均摩尔质量不变，反应达到平衡，c正确； d、达到平衡时，FeS2的质量不变，反应达到平衡，d正确； 故答案为：cd； （4） ①反应物为FeS2和O2，Fe元素转化为Fe3O4和Fe2O3，S元素转化为SO2，O2转化为Fe3O4和Fe2O3，结合元素守恒，可以知道反应的Fe物质的量为3×0.2mol+2×0.2mol=1mol，又因为参加反应的Fe和S的物质的量之比为1：2，则参加反应的S为2mol，则生成的SO2为2mol，生成SO2所消耗的O为4mol，生成Fe3O4和Fe2O3消耗的O为4×0.2mol+3×0.2mol=1.4mol，则消耗的O总共为5.4mol，则消耗的O2为2.7mol，经过10min后，O2剩余0.8mol，生成的SO2为2mol，则平衡时共有2.8mol气体，反应前的压强为O2决定，反应为恒压条件，反应前和平衡时的压强都为140kPa，平衡时物质的量之比等于压强之比，则O2平衡时所占分压，则p(O2)=40kPa，则O2的分压速率； 故答案为：10； ②反应1的分压平衡常数； 故答案为： 【分析】（1）盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减； （2）此类图形要结合曲线判断，若温度、压强等条件增大后，变化不明显，通常就不再升高； （3） ①平衡移动的判断； 增大反应物浓度，平衡朝正向移动，被增加的反应物转化率减小，另一种反应物浓度增大，减小反应物的浓度则反之； 增大生产物浓度，平衡朝逆向移动，反应物的转化率减小，减少生成物的浓度则反之； 增大压强，减小体积，平衡朝气体体积缩小的方向移动，减小压强，增大体积则反之； 升高温度，平衡朝吸热方向移动，降低温度则反之； ②化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变； （4） ①结合物质的量之比等于压强之比判断； ②结合分压、总压强和物质的量分数判断。 22．【答案】（1）＋246；温度较高，催化剂失去活性 （2）②；；66.7%； 【解析】【解答】二氧化碳与甲烷重整制CO的反应为：③ ，已知：① ，② 由盖斯定律，②-①得③，得；2CO2(g)+6H2(g)→C2H4(g)+4H2O(g) ΔH3=-250 kJ/mol，该反应正反应是一个放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，则H2的体积分数随温度升高而增大，C2H4的体积分数随温度的升高而减小，且起始充入1molCO2(g)和3molH2(g)，反应中CO2和H2的转化量之比为1：3，故过程中CO2和H2的体积分数之比也为1：3，C2H4和H2O的体积分数之比为1：4，结合图示可知表示H2和C2H4的体积分数随温度变化的曲线分别为①，④，表示的体积分数随温度变化的曲线是② ，表示H2O 的体积分数随温度变化的曲线是③；205℃时，反应达到平衡后，根据三段式分析可知： 结合①的可知，205℃时，反应达到平衡后，C2H4和CO2 的体积分数相等，故有1-2x=x，解得：x=mol，由此求CO2的转化率、Kp。 (1)二氧化碳与甲烷重整制CO的反应为：③ ，已知：① ，② ，由盖斯定律，②-①得③，则172-(-74)=＋246；故答案为：＋246； 由的转化率与温度的关系图，M点时转化率相等的主要原因是温度较高，催化剂失去活性。故答案为：温度较高，催化剂失去活性； (2)①2CO2(g)+6H2(g)→C2H4(g)+4H2O(g) ΔH3=-250 kJ/mol，该反应正反应是一个放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，则H2的体积分数随温度升高而增大，C2H4的体积分数随温度的升高而减小，且起始充入1molCO2(g)和3molH2(g)，反应中CO2和H2的转化量之比为1：3，故过程中CO2和H2的体积分数之比也为1：3，C2H4和H2O的体积分数之比为1：4，结合图示可知表示H2和C2H4的体积分数随温度变化的曲线分别为①，④，表示的体积分数随温度变化的曲线是② (填数字序号)。故答案为：②； ②升高温度平衡逆向移动，则化学平衡常数减小，A、B、C三点对应的化学平衡常数、、从大到小的顺序为。故答案为：； ③205℃时，反应达到平衡后，根据三段式分析可知： ， 结合①的可知，205℃时，反应达到平衡后，C2H4和CO2 的体积分数相等，故有1-2x=x，解得：x=mol，故容器中气体的总物质的量1-2x+3-6x+x+4x=4-3x=4-3×=3mol，的平衡转化率为×100%=66.7%； 若平衡时总压为P，则p(CO2)= P= ，p(H2)=P=，p(C2H4)= P=，p(H2O)=P=，该反应的平衡常数Kp═ = (列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。故答案为：66.7%；。 【分析】（1）盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减； （2） ① 升高温度，平衡朝吸热方向移动； ② 吸热反应，平衡常数和温度呈正比； ③ 分压平衡常数的计算要注意，分压之比等于物质的量之比。 23．【答案】（1）A （2）√；×；×；× （3）n3=n4 （4）0.001mol·L-1·s-1 （5） 【解析】【解答】该反应是正反应气体体积减小的反应，压强增大平衡虽然正向移动，但是二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，压强减小平衡逆向移动，但是二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅。所以b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，c点后的拐点是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大。 (1)从图乙可知气体的透光度先下降后上升，说明NO2的浓度先增大后减小，故注射器先压缩后拉伸，最后达到初始水平，说明拉伸位置回到N，故移动轨迹为N→M→N。 (2)A项c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡逆向移动，v逆>v正，A正确；B项c点是压缩注射器的情况，二氧化氮和四氧化二氮浓度都增大，B不正确；b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致T（b）<T（c），升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，所以Kb>Kc，C不正确；D中的反应为等体积反应，进行完全相同的操作，改变压强，平衡不发生移动，不会发生相似的透光率，D不正确； (3)60s和80s时四氧化二氮的物质的量不发生变化，说明反应已达到平衡状态，n3=n4。 (4)根据方程式0-20s内可得，20s时二氧化氮有0.3mol，则20-40s内。 (5)降低温度，化学反应速率减小，到达平衡所需时间增大，平衡正向移动，平衡时NO2物质的量较100℃时要小，所以图像为。 【分析】（1）NO2的浓度先增大后减小，故注射器先压缩后拉伸，最后达到初始水平，说明拉伸位置回到N，故移动轨迹为N→M→N； （2）A、平衡朝逆向移动则逆反应速率大于正反应速率； B、压缩体积，反应物和生成物的速率浓度都增大； C、放热反应温度身高，平衡常数减小； D、体积相同，增大压强平衡不移动； （3）根据表格可以知道60s已经平衡，此时各种物质的物质的量保持不变； （4）化学反应速率要根据公式计算； （5）降低温度，平衡朝正向移动，二氧化氮物质的量增大，时间速率变小时间更长。 24．【答案】（1）-463. 4 kJ • mol-1 （2）B；C；D （3）>；未达到；该反应为放热反应，但是a点随着反应的进行，二氧化碳的转化率在增大，则a未达到平衡；b点温度之后CO2转化率降低可能的原因为若b点反应未达平衡，温度升高可能可能导致催化剂失去活性；若b点反应达到平衡，正反应放热，温度升高平衡逆向移动使得CO2平衡转化率降低 （4）<；温度升高反应速率加快，反应可以在较短时间内达到平衡，此时压强影响逐渐减小； 【解析】【解答】（1）①C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)十5H2O(1) = -2900 kJ • mol-1②H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H3 = -285.8 kJ • mol-1③H2O(1)=H2O(g) △H4=+44 kJ • mol-1根据盖斯定律，②13 -①+③8得4CO2(g)+13H2(g)C4H10(g)十8H2O(g) = ( -285. 8 kJ • mol-1 ) 13+2900 kJ • mol-1+44 kJ • mol-18= -463. 4 kJ • mol-1； （2）A．反应前后气总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体密度保持不变，反应不一定平衡，A不正确；B．反应前后气体物质的量不同，压强是变量，气体总压强保持不变，反应一定达到平衡状态，B正确；C．反应前后气总质量不变，气体总物质的量不同，混合气体的平均摩尔质量是变量，若混合气体的平均摩尔质量保持不变，反应一定达到平衡状态，C正确；D．C4H10是生成物，随着反应的进行，其物质的量逐渐增多，故其体积分数保持不变，可以证明反应达到平衡，D正确； 故答案为：BCD； （3）①相同温度下，用Cat2作催化剂CO2转化率比Cat1高，所以催化效率Cat2>Cat1；②由第一问可知，该反应为放热反应，但是a点随着反应的进行，二氧化碳的转化率在增大，则a未达到平衡；b点温度之后CO2转化率降低可能的原因为若b点反应未达平衡，温度升高可能可能导致催化剂失去活性；若b点反应达到平衡，正反应放热，温度升高平衡逆向移动使得CO2平衡转化率降低； （4）①该可逆反应的正反应是气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强，CO2平衡转化率增大，所以p2<p1；温度升高反应速率加快，反应可以在较短时间内达到平衡，此时压强影响逐渐减小；②M点对应的容器体积为1L，二氧化碳转化率为50%；则在对应的温度下，反应I的平衡常数。 【分析】（1）盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减； （2）化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变； （3） ① 结合图象，相同温度下，转化率越高，催化效果越好； ② 放热反应，温度升高，反应物转化率应该减小，而结合图象可以知道此后转化率仍然增大，因此反应未达到平衡； （4） ① 温度升高反应速率加快，反应可以在较短时间内达到平衡，此时压强影响逐渐减小 ； ② 平衡常数的计算要结合三段式和浓度进行判断。 25．【答案】（1）-49kJ/mol （2）D （3）A；B （4）0.17mol/(L·min)；75；5.33 （5）B 【解析】【解答】（1）根据方程式之间的关系知：目标方程式的反应热等于已知方程式的反应热之和； （2）制取甲醇的反应属于减压反应和放热反应，所以可以通过增大压强和降低温度来提高甲醇的产率； （3）A.该反应中压强发生变化，所以在压强不再改变时，说明达到平衡，A符合题意； B.混合体系中二氧化碳的浓度不再该表，说明二氧化碳消耗量和生成量相等，说明达到平衡，B选项符合题意； C.甲醇和水的体积与浓度相等不能说明反应达到平衡，C.D不符合题意。 （4） ① 根据物质的量变化之比等于化学计量数之比，0-3min之V(CO2)=1-0.50/3×1= 0.17mol/(L·min) ，那么V（H2O)=0.17mol/(L·min)； ② 平衡转化率指的是已经反应掉的物质的量与原物质的量之比； ③ 利用三段式计算出在平衡时，即10min处各组分的浓度，带入K=c（CO2)×c3（H2）/从c（CH3OH)×c（H2O）可计算平衡常数； (5)对比几个实验，知：在同样的温度下，Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率加快，甲醇选择性高，而催化剂相同时，温度升高，CO2的转化率升高，而甲醇的选择性却降低，所以用CO2生成甲醇的最优选项是：B。 【分析】判断可逆反应达到平衡的依据：（1）正逆反应速率相等；（2）反应中为变量的物理量，在某一时刻不再改变，即“变量不变即平衡”。 学科网（北京）股份有限公司 $$