2.2 化学平衡 测试题 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 测试题 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．固定体积的密闭容器中加入和，发生反应，平衡时C的浓度为；维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比作为反应物，平衡后C的浓度仍为的配比是 A． B． C． D． 2．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s)　ΔH>0，下列叙述正确的是(　　) A．加入少量W，逆反应速率增大 B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡 C．升高温度，平衡逆向移动 D．平衡后加入X，上述反应的ΔH增大 3．一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，能说明可逆反应A (g)＋3B (g)2C (g)达到平衡的说法中，正确的组合是 ①C 的生成速率和 C 的分解速率相等 ②单位时间内生成 a mol A，同时生成 3a mol B ③气体密度不再变化 ④ 混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤A、B、C 的物质的量之比为 1∶3∶2 A．①④ B．②③⑤ C．①④⑤ D．④⑤ 4．在一定温度下，容积为1L的恒容密闭容器中某一反应中所涉及的物质仅有M、N，其物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列表述中错误的是 A．该反应的化学方程式为 B．0～t2，该反应的平均反应速率 C．t3时，反应达到平衡 D．t1时，N的浓度是M的2倍 5．在恒温恒容密闭容器中充入一定量的，测得其中和的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．内的平均反应速率约为 B．生成的平均速率比慢 C．P点时反应达到平衡状态，此时 D．时，容器内压强为反应开始时的倍 6．已知： ，一定条件下与0.3molY(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应，则下列图示中肯定合理的是 A． B． C． D． 7．在体积恒定为2L的密闭容器中发生反应：X(g)4Y(s)+Z(g)。其他条件相同，在200℃和a℃时，X的浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．由图可知，a小于200 B．a℃、5min时，v正>v逆 C．a℃、8min时，c(Z)可能为0.5mol/L D．a℃时，当压强不变时，反应达到平衡状态 8．一定条件下，等物质的量的SO2和O2在容积为2L的恒容密闭容器中发生如下反应2SO2+O2 2SO3该反应放热，下图表示该反应过程中O2的物质的量随反应时间(t)的变化。下列叙述正确的是（　　） A．10s末SO2的物质的量浓度为3mol/L B．10s内反应的平均速率为v(O2)=0.05mol·L-1·s-1 C．a点对应的化学反应速率：2v正(SO2)=v逆(O2) D．当反应达到平衡时，升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡移动 9．甲醇是重要的化工原料，应用前景广阔。研究表明，二氧化碳与氢气反应可以合成甲醇，反应为，下列有利于提高平衡时转化率的措施有（　　） A．加入合适的催化剂 B．保持容器容积不变，再通入 C．增大与的初始投料比 D．保持容器容积不变，再通入 10．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：，平衡时测得A的浓度为。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得A的浓度变为。下列有关判断错误的是（　　） A．C的体积分数增大了 B．A的转化率降低了 C．平衡向正反应方向移动 D． 11．可逆反应：的图像如图甲所示；若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其图像如图乙所示。现有下列叙述： ①②③④⑤⑥⑦甲图与乙图中阴影部分的面积相等⑧图乙中阴影部分面积更大。 则以上所述各项正确的组合为（　　） A．②④⑤⑦ B．②④⑥⑧ C．②③⑤⑦ D．②③⑥⑧ 12．一定温度下，在恒容密闭容器中发生可逆反应：，已知、、Z的起始浓度分别为0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是（　　） A． mol·L-1 B． mol·L-1 C． mol·L-1 D． mol·L-1 13．已知： ，不同条件下反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．升高温度，该反应的平衡常数增大 B．由可知，该反应低温能自发进行 C．过程b使用了催化剂，使反应的减小 D．恒温恒容条件下通入氦气，使单位体积内的活化分子数增大 14．一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中，某一反应中X、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是（　　） A．该反应的化学方程式为 B．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡 C．若，则内的化学反应速率为 D．时，气体的转化率约为33.3% 15．室温下，气体M、N、P、Q之间存在如下转化关系：①；②，反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为，(、为速率常数)，在容积为10L的密闭容器中，反应体系中组分M、P的物质的量随时间的变化如下表所示： 0 1min 2min 3min 4min 5min 6min M(mol) 1.00 0.76 0.56 0.40 0.36 0.36 0.36 P(mol) 0 0.06 0.11 0.15 0.16 0.16 0.16 下列说法正确的是 A．0~3min时间段内，Q的平均反应速率为 B．反应开始后，体系中P和Q的浓度之比保持不变 C．平衡时M生成Q的转化率为36% D．反应①的活化能比反应②的活化能低 16．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：，开始时向容器中加入足量的A和，反应到时刻达到平衡状态，下列说法不正确的是 A．时间内，混合气体的密度不发生改变 B．时间内， C．达平衡后， D．容器中压强始终保持不变 17．生物质X( )与Y( )同时反应如下： 反应Ⅰ：( )　 反应Ⅱ：( )　，反应历程如图，下列说法不正确的是（　　） A． B．相同条件下，反应Ⅰ更快达到平衡 C．降低温度，的平衡物质的量分数增大 D．升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ的反应速率都增大 18．在某温度下，可逆反应：的平衡常数为 K ，下列说法正 确的是 （　　） A．K 越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大 B．K 随物质浓度的改变而改变 C．K 越小，达到平衡时所需的时间就越短 D．K 随温度和压强的改变而改变 19．恒温环境下，某密闭容器中X、Y、Z三种气体的浓度随时间的变化如下图所示，下列说法正确的是（　　） A．起始条件相同，其他条件不变，绝热密闭容器比恒温密闭容器X的转化率更小 B．平衡后增大容器体积，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小 C．反应方程式为：3X+Y=2Z D．与反应开始相比，反应达到平衡后容器内的总压减小了50% 20．某温度下，在2L恒容密闭容器中加入4molX，发生反应，据如表所示。下列说法正确的是（　　） 时间段 0～20s 0～40s 0～60s v（Z）/（） 0.12 0.075 0.05 A．第10s时，Y的浓度等于0.4 B．0～40s内，用X表示的平均速率为0.05 C．反应到40s时，已经达到化学平衡状态 D．容器内气体Y的体积分数不再变化时，达到化学反应的限度 二、综合题 21．甲醇是重要的化工原料、燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： ①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58 kJ/mol ②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=41 kJ/mol 回答下列问题： （1）CO与H2在该条件下也能化合生成甲醇蒸汽。请写出该反应的热化学方程式：　 　。 （2）若300℃时，将8 mol CO2和20 mol H2充入2 L体积不变的密闭容器中发生反应①，测得CH3OH的物质的量随时间变化情况如下表所示。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 n(CH3OH)/mol 0 2.2 3.7 5 5.7 6 6 ①恒温下，能判断该反应达到化学平衡状态依据的是　 　。 a．容器中压强不变 b．甲醇和水蒸气的体积比保持不变 c．v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2个C=O断裂的同时有3个H-H生成 ②1~3min内H2的平均反应速率v=　 　，平衡常数K=　 　； ③反应达平衡时再向容器中充入2 mol H2、6 mol CH3OH，则v(正)　 　v(逆)(填“>”“<”或“＝”)； （3）若将CO2和H2按不同比例投入一密闭恒温容器中发生反应②，反应达到平衡时，CO的体积分数随的变化曲线如下图所示。 ①a、b、c三点CO2的转化率从大到小的顺序为　 　。 ②a、b两点的平衡常数大小关系为a　 　b(填“>”“<”或“＝”)。 22．中科院兰州化学物理研究所用催化加氢合成低碳烯烃，反应过程如图所示： 回答下列问题： （1）在存在下，加氢反应中，RWGS反应的活化能　 　(填“大于”“小于”或“不能判断”)FTS反应的活化能。同温同压下，无催化剂时RWGS反应很难进行，其原因是　 　。 （2）已知：Ⅰ. Ⅱ. ①由和生成和的热化学方程式为　 　。 ②的　 　(填“>”“<”或“=”)0，从化学键的角度说明判断的理由：　 　。 （3）在催化剂存在下，400kPa、500C条件下，将1mol和加入某密闭容器中合成低碳烯烃：，40min时反应达到平衡，此时测得的转化率和各含碳产物占所有含碳产物的物质的量分数如下表。 的转化率/% 各含碳产物占所有含碳产物的物质的量分数/% 其他 60.0 60.0 40.0 0 反应达到平衡后，的分压是　 　kPa(气体的分压=气体总压×该气体的物质的量分数，结果保留三位有效数字，下同)，从反应开始到平衡时，的反应速率是　 　。 23．的排放主要来自于汽车尾气，研究处理对环境保护有着重要的意义。 回答下列问题： （1）有人利用反应 ，对NO进行处理。1050K、，1050K、，1200K、三种条件下，加入足量的活性炭和一定量的NO气体，测得NO的转化率随时间t变化关系如图所示。 ①1200K、条件对应的曲线为　 　(填字母标号)，平衡时的体积分数为　 　。 ②b、c两条曲线最终重合的原因是　 　。 ③用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作)。在1050K、时，该反应的化学平衡常数　 　(已知：气体分压=气体总压×体积分数)。 （2）在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应：。实验测得，，(、强为速率常数，只与温度有关)。 ①温度低，尾气的平衡转化率更高，则该反应的　 　0(填“>”或“<”)。 ②下图中(表示速率常数的负对数；T表示温度)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示随变化关系的是斜线　 　。 ③图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a+80、a+20、a-20、a-40，则温度时化学平衡常数　 　。 24．研究化学反应的快慢和限度，对工农业生产和人们生活有重要的意义。 （1）Ⅰ.某反应过程的能量变化如图所示： 由图中曲线变化可知，该反应为　 　(填“放热”或“吸热”)反应，破坏旧键需要吸收的能量为　 　(填“E1”、“E2”、“E1+E2”或“E2-E1”下同)，破坏cmolC的化学键需要吸收的能量为　 　。 （2）Ⅱ.一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成气态物质，反应中各气态物质的物质的量变化如图所示： 该反应的化学方程式为：　 　； （3）0-6s内B的化学反应速率为：　 　。 （4）Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为：，在2L恒容绝热密闭容器中投入2molSO2和适当过量的O2，在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。 下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是　 　； ①容器中压强不再改变； ②容器中气体密度不再改变； ③O2的物质的量浓度不再改变； ④SO3的质量不再改变； （5）根据图示计算达到平衡时SO2的转化率为　 　 ； （6）Ⅲ.碱性氢氧燃料电池是目前开发的燃料电池之一，这种燃料电池由氢气、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中正极反应式为 下列说法错误的是　 　 ①电池放电时通入空气的电极为负极； ②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱； ③电池放电时每消耗3.2gH2转移3.2mol电子。 （7）写出该燃料电池的负极反应式：　 　。 25．异丁烯是一种重要的化工原料，主要用于制备甲基叔丁基醚、丁基橡胶、甲基丙烯腈等。将异丁烷脱氢制备异丁烯，可提高异丁烷的附加值，具有良好的经济与社会效益。回答下列问题。 （1）利用下列燃烧热数据，计算异丁烷直接脱氢生成异丁烯反应的∆H： ∆H=　 　kJ·mol-1。 物质 异丁烷（g） 异丁烯（g） 氢气（g） 燃烧热/（kJ·mol-1） 2868 2700 286 （2）在恒温853K、恒压100kPa条件下，初始反应气体组成（异丁烷）或（异丁烷）与平衡时异丁烷的物质的量分数x的关系如下图所示。 其中为曲线　 　（填“M”或“N”），催化剂易被副反应产生的加聚产物　 　（填写结构简式）影响而失活。 （3）有人提出在恒温恒压条件下加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯。比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯，从平衡产率角度分析该方法的优点是　 　，若生产过程中加入的空气过多，产生的主要问题是　 　。 （4）有人提出加入适量CO2，采用MgFe2O4催化CO2氧化异丁烷脱氢的方法制备异丁烯。催化过程中，反应物异丁烷、CO2先各自被催化剂上的不同位点吸附。催化剂中电负性较大的金属　 　（填元素符号）是酸性位点；而电负性较小的金属是碱性位点，吸附　 　（填“异丁烷”或“CO2”）。 答案解析部分 1．【答案】D 2．【答案】B 3．【答案】A 4．【答案】B 5．【答案】D 6．【答案】C 【解析】【解答】A．X减少0.1 mol，消耗Y 0.3 mol，生成Z 0.2mol，当达到平衡时X、Z的物质的量可以相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，图象不符合反应达到平衡状态，A不符合题意； B．Y消耗0.1mol，生成Z物质的量为0.2mol，图象中反应的定量关系不符合反应比，B不符合题意； C．该反应是气体体积减小的反应，随反应进行X的体积分数不变化，恒为50%，随反应进行，Z的体积分数不断增大，然后体积分数不变化，与图象符合，C符合题意； D．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，2v (X)正=v (Z)逆，此时反应达到平衡状态，v (X)=v (Z)，不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.可逆反应不可能完全转化； B.物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比； D.可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等。 7．【答案】C 8．【答案】B 【解析】【解答】A．起始时充入的SO2和O2的物质的量均为5mol，由图可知，10s末O2反应了1mol，则 SO2反应了2mol，10s末SO2的物质的量为5mol-2mol=3mol，物质的量浓度为 ，故A不符合题意； B.10s内O2反应了1mol，则 0.05mol·L-1·s-1，故B符合题意； C．a点反应达到平衡状态，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则有v正(SO2)=2v逆(O2)，故C不符合题意； D．升高温度，正反应速率和逆反应速率都增大，该反应放热，则平衡逆向移动，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.先计算氧气的物质的量浓度变化量，再根据物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比确定二氧化硫的物质的量浓度； B.根据计算； C.a点反应达到平衡状态，化学反应速率之比等于化学计量数之比； D.升温正逆反应速率均增大。 9．【答案】D 【解析】【解答】A.催化剂不能改变平衡转化率，A不符合题意； B.增大水蒸气的浓度，使平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率降低，B不符合题意； C.二氧化碳占的比例越多，二氧化碳的平衡转化率越低，C不符合题意； D.再通入，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，D符合题意； 故选D。 【分析】A.催化剂只能改变化学反应速率，不能改变平衡转化率； B.增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动； C.两种物质（均为气体）反应，增大一种的浓度，增大浓度的物质的平衡转化率降低，另一种物质的平衡转化率升高； D.增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动。 10．【答案】B 【解析】【解答】A．由分析可知，增大压强，平衡向正反应方向移动，C的体积分数增大，故A不符合题意； B．由分析可知，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故B符合题意； C．由分析可知，增大压强，平衡向正反应方向移动，故C不符合题意； D．由分析可知，增大压强，平衡向正反应方向移动，该反应是气体体积减小的反应，，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】依据勒夏特列原理，改变影响平衡的一个因素，平衡将向减弱这种改变的方向移动分析。 11．【答案】A 【解析】【解答】加入催化剂，正逆反应速率均增大，达到平衡的时间缩短，则a1<a2、b1<b2、t1>t2，加入催化剂不能使平衡移动，阴影面积为反应物浓度的变化，由于催化剂不影响平衡移动，则两图中阴影部分面积相等，故②④⑤⑦均正确； 故答案为：A。 【分析】催化剂能降低反应的活化能，正逆反应速率均增大，平衡不发生移动。 12．【答案】A 【解析】【解答】A．若反应正向进行，0.2mol/LX2完全反应则生成的Z为0.4mol/L，Z的浓度为0.8mol/L，若反应逆向进行，0.4mol/LZ完全反应，最终Z的浓度为0，由于该反应为可逆反应，反应不可能进行到底，故平衡时Z的浓度范围为0mol/L＜c(Z)平衡＜0.8mol/L，A不可能； B．若反应正向进行，0.2mol/LX2完全反应的同时消耗0.2mol/LY2，余下的Y2为0.6mol/L-0.2mol/L=0.4mol/L，若反应逆向进行，0.4mol/LZ完全反应生成0.2mol/LY2，Y2的浓度为0.8mol/L，由于该反应为可逆反应，反应不可能进行到底，故平衡时Y2的浓度范围为0.4mol/L＜c(Y2)平衡＜0.8mol/L，B可能； C．若反应正向进行，0.2mol/LX2完全反应，最终X2的浓度为0，若反应逆向进行，0.4mol/LZ完全反应生成0.2mol/LX2，X2的浓度为0.4mol/L，由于该反应为可逆反应，反应不可能进行到底，故平衡时X2的浓度范围为0mol/L＜c(X2)平衡＜0.4mol/L，C可能； D．若反应正向进行，0.2mol/LX2完全反应则生成的Z为0.4mol/L，Z的浓度为0.8mol/L，若反应逆向进行，0.4mol/LZ完全反应，最终Z的浓度为0，由于该反应为可逆反应，反应不可能进行到底，故平衡时Z的浓度范围为0mol/L＜c(Z)平衡＜0.8mol/L，D可能； 故答案为：A。 【分析】利用极限的思想，使反应正向进项彻底和使反应逆向进行彻底，可以算出各物质的取值范围，切记不能取等号，因为可逆反应不能完全进行，从而进行判断 13．【答案】B 【解析】【解答】A． 该反应是放热反应，升高温度，该反应的平衡常数减小，故A不符合题意； B． 该反应ΔH<0，ΔS<0，由可知，该反应低温能自发进行，故B符合题意； C． 过程b使用了催化剂，但反应的不变，故C不符合题意； D． 恒温恒容条件下通入氦气，单位体积内的活化分子数不变，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，升温该反应的平衡逆向移动； C.催化剂不影响焓变； D. 恒温恒容条件下通入氦气，单位体积内的活化分子数不变。 14．【答案】D 【解析】【解答】A．由图象可以看出，反应中物质的量减小，、的物质的量增多，则为反应物，、为生成物，且，又由于X、、都没有反应完，故为可逆反应，则该反应的化学方程式为：，故A不符合题意； B．时，反应达到化学平衡，但正、逆反应仍然在继续进行，是动态平衡，故B不符合题意； C．若，则的的化学反应速率，故C不符合题意； D．时，气体的转化率×100%≈33.3%，故D符合题意。 故答案为：D。 【分析】A.X的物质的量减小，Y、Z的物质的量增大，X为反应物，Y、Z为生成物，物质的量变化量之比等于化学计量数之比； B.化学平衡是动态平衡，反应达到平衡时正逆反应速率相等，仍继续进行； C.根据计算； D.根据计算。 15．【答案】B 【解析】【解答】A．由表格数据可知，0~3min时，M的物质的量变化量为0.60mol、P的物质的量变化量为0.15mol，则反应生成的Q的物质的量为0.60mol—0.15mol=0.45mol，则Q的平均反应速率为=0.015 mol/(L·min)，故A不符合题意； B．由化学反应速率定义可知，反应开始后，体系中P和Q的浓度变化量之比△c(P)：△c(Q)=tv1：tv2=k1c(M)：k2c(M)= k1：k2，k1、k2为定值，所以反应开始后，体系中P和Q的浓度之比保持不变，故B符合题意； C．由表格数据可知，4min反应达到平衡时，M的物质的量变化量为0.64mol、P的物质的量变化量为0.16mol，则反应生成的Q的物质的量为0.64mol—0.16mol=0.48mol，M生成Q的转化率为×100%=48%，故C不符合题意； D．由表格数据可知，4min反应达到平衡时，M的物质的量变化量为0.64mol、P的物质的量变化量为0.16mol，则反应生成的Q的物质的量为0.64mol—0.16mol=0.48mol，则反应①的反应速率慢于反应②，反应速率越快，活化能越小，则反应①的活化能比反应②的活化能高，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A、化学反应速率为浓度变化量和时间变化量的比值； B、结合速率常数判断； C、转化率为变化量和起始量的比值； D、速率越慢，活化能越大。 16．【答案】A 17．【答案】A 【解析】【解答】A.由图可知反应II为放热，因此 ，故A符合题意； B.根据图示，反应I的能量变化小，因此更快平衡，故B不符合题意； C.反应II为放热反应，温度降低平衡向右移动，N2的汉两种更大，故C不符合题意； D.温度升高，速率均增大，故D不符合题意； 故答案为：A 【分析】A.结合图示判断反应为放热，即可计算焓变； B.根据计算出能量变化判断； C.根据反应II放热，温度降低平衡向右移动； D.温度升高，速率增大。 18．【答案】A 【解析】【解答】A.K值越大，则反应达到平衡状态时，反应正向进行的程度越大，A符合题意； B.K值的大小与物质的浓度无关，B不符合题意； C.K值的大小只能用于判断反应正向进行的程度大小，无法判断反应速率的大小，因此无法判断反应达到平衡所需时间的长短，C不符合题意； D.K值只受温度影响，与浓度、压强无关，D不符合题意； 故答案为：A 【分析】平衡常数K可用于衡量一个可逆反应正向进行的程度大小，平衡常数K越大，则反应正向进行的程度越大。对于某一个给定的化学方程式，平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强无关。 19．【答案】A 【解析】【解答】A.该反应是化合反应，一般是放热反应，绝热密闭容器中的体系温度升高，平衡逆向移动，所以起始条件相同，其他条件不变，绝热密闭容器比恒温密闭容器X的转化率小，A是正确的，符合题意； B.平衡常数只与温度有关，因此增大容器体积，不会使平衡常数减小，B选项是错误的，不符合题意； C.在前两分钟内，X的物质的量变化值为0.15，Y的物质的量变化值为0.05，Z的物质的量变化值为0.1，X、Y为反应物，Z是生成物，物质的量变化值之比等于化学反应的计量数之比，三者的计量数之比为：3：1：2，但是由于在到达一定的时刻时，各物质的含量不再发生改变，可见该反应属于可你反应，应该用可逆号，C选项时错误的，不符合题意； D.恒温恒容，密闭容器中压强之比等于浓度之比，0.2/0.3=2/3， 反应达到平衡后容器内的总压减小了 33.3%。D是错误的，不符合题意。 故答案为：A。 【分析】根据图像书写反应方程式时，应该注意两点：一点是看该反应是完全反应还是可逆反应，通过观察体系中是否某个或者所有的反应物最终的物质的量为0，若始终都是反应物和生成物共存，则为可逆反应，否则是不可逆反应；二是根据物质的量变化值之比等于计量数之比将各个物质的化学计量数确定。 20．【答案】C 【解析】【解答】A．随着反应的进行，平均反应速率不断减小，第20秒时，Z的平均生成速率为0.12 ，则第10秒时，Z的平均生成速率大于0.12，Z的浓度大于0.12×10s=1.2mol/L，此时Y的浓度大于0.40mol/L，故A不符合题意； B.0～40s内，用X为固体，无法计算，故B不符合题意； C．根据表中数据可知，40s末Z的浓度为0.075 ×40s=3 ，60s末Z的浓度为0.05 ×60s=3 ，即40秒时，反应已达平衡状态，故C符合题意； D．反应过程中，始终满足Y、Z物质的量之比为1：3的关系，所以混合气体的体积分数为定值，不能据此判断反应是否达到平衡状态，故D不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.计算出20s的Z浓度即可计算出20sZ的浓度与10s对比即可； B.X为固体不利用其计算速率； C.结合40s内Z的速率计算出浓度，再结合60s内Z的速率计算出Z上的浓度判断； D.Y和Z的系数之比为定值，因此体积分数始终是1；3. 21．【答案】（1）CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-99 kJ·mol-1 （2）a、c、d；2.1 mol·L-1·min-1；9；> （3）a>b>c；＝ 【解析】【解答】（1）已知：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58 kJ/mol ②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=41 kJ/mol 根据盖斯定律，将①-②，整理可得CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H=-99 kJ·mol-1； （2）①反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的正反应是气体体积减小的反应。 a．反应在恒温恒容密闭容器中进行，若容器中压强不变，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，a正确； b．甲醇和水蒸气都是生成物，无论反应是否达到平衡状态，二者的体积比始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，b不正确； c．在任何条件下都存在v正(H2)=3v正(CH3OH)，若v正(H2)=3v逆(CH3OH)，则v正(CH3OH)= v逆(CH3OH)，同一物质产生速率和消耗速率相同，反应达到了平衡状态，c正确； d．在该反应中2个C=O断裂的同时就会断裂3个H-H键，同时还有3个H-H键生成，则H2的浓度不变，反应达到了平衡状态，d正确； 故答案为：a、c、d； ②根据表格数据可知在1~3 min内△n(CH3OH)=5 mol-2.2 mol=2.8 mol，则根据物质反应转化关系可知△n(H2)=3△n(CH3OH)=8.4 mol，故用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=； 当反应达到平衡时n(CH3OH)=6 mol，根据方程式中物质反应转化关系可知平衡时n(H2O)=6 mol，n(CO2)=8 mol-6 mol=2 mol，n(H2)=20 mol-3×6 mol=2 mol，由于容器的容积是2 L，则平衡时各种气体的浓度分别是c(CH3OH)=c(H2O)=3 mol/L，c(CO2)=c(H2)=1 mol/L，则该反应的化学平衡常数K=； ③反应达平衡时再向容器中充入2 mol H2、6 mol CH3OH， 此时容器内各种气体的浓度：c(H2)=2 mol/L，c(CO2)=1 mol/L，c(CH3OH)=6 mol/L，c(H2O)=3 mol/L，Qc=，则化学反应正向进行，因此v(正)>v(逆)； （3）按不同投料比投入一密闭恒温容器中发生反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，在其它条件不变时，n(H2)增大，化学平衡正向移动，CO2的转化率就越大，即投料比越小，CO2的转化率就越大，所以a、b、c三点CO2的转化率从大到小的顺序为a>b>c； ②化学平衡常数只与温度有关，而与物质的投料比大小无关。温度不变，化学平衡常数就不变，所以a、b两点的平衡常数大小关系为a=b。 【分析】（1）先写出CO与氢气反应生成甲醇的化学反应方程，利用盖斯定律，根据已知方程与目标方程对比，消除二氧化碳即可得到目标方程的热化学反应方程式。 （2）判断平衡依据有：1.同正物质正逆反应速率相同，即达到平衡，2.各物质浓度或质量分数等保持不变，3.变化的物理量不再反生改变，即达到化学平衡。 （3）对应化学反应速率图像和化学平衡图像，应该注意下列几点：1、横轴坐标和纵坐标含义；2、曲线斜率或者趋势；3、曲线上特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；4、根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等。 22．【答案】（1）大于；该反应的活化能较大，此条件下未达到该反应的活化能 （2）2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H=-127.9kJ/mol；<；断裂1个碳碳双键吸收的能量比形成2个碳碳单键释放的能量少，故△H<0 （3）19.7；1.19 【解析】【解答】（1）活化能大的反应速率慢，在存在下，加氢反应中，RWGS反应为慢反应，而FTS反应为快反应，故前者的活化能大；同温同压下，催化剂降低了反应的活化能，无催化剂时RWGS反应很难进行，其原因是该反应的活化能较大，此条件下未达到该反应的活化能； （2）①根据盖斯定律，由Ⅰ×2+Ⅱ可得：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)故△H=2△H1+△H2 =+41.3 kJ/mol×2-210.5 kJ/mol =-127.9kJ/mol； ②因为反应中，2个分子比3个分子多2个碳碳单键，少1个碳碳双键，断裂1个碳碳双键吸收的能量比形成2个碳碳单键释放的能量少，故△H<0； （3）在400kPa、500C时，因加入1mol和，故起始时p(CO2)=100kPa，p(H2)=300kPa，平衡时CO2转化率为60%，根据反应，平衡时n(CO2)=0.4mol、n(H2)=1.2mol；由转化的碳守恒可得：2n(C2H4)+3n(C2H6)=0.6mol、=，解得：n(C2H4)=0.15mol、n(C2H6)=0.1mol、n(H2O)=1.2mol，故平衡体系中气体的总物质的量是3.05mol；反应达到平衡后，C2H4的分压是，的分压是，从反应开始到平衡时，的反应速率是。 【分析】（1）活化能大的反应速率慢；同温同压下，催化剂降低了反应的活化能； （2）①根据盖斯定律； ②断裂化学键需吸收能量，生成物化学键形成会释放能量； （3）利用“三段式”法计算。 23．【答案】（1）a；30%；该反应为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动；0.8 （2）<；②；1060 【解析】【解答】（1）该反应为气体体积不变的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮的转化率减小，增大压强，化学平衡不移动，由图可知，平衡时，曲线a中一氧化氮的转化率小于曲线b、c，曲线b达到平衡所需的时间小于曲线c，则a表示1200K、2.1×103kPa条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线、b表示1050K、2.1×103kPa条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线、c表示1050K、1.1×103kPa条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线； ①由分析可知，a表示1200K、2.1×103kPa条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线，由图可知，反应达到平衡时，一氧化氮的转化率为60%，设起始一氧化氮的物质的量为2mol，由方程式可知，平衡时混合气体的总物质的量为2mol、二氧化碳的物质的量为2mol×60%×=0.6mol，则二氧化碳的体积分数为×100%=30%，故答案为：a；30%； ②由分析可知，b表示1050K、2.1×103kPa条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线、c表示1050K、1.1×103kPa条件下一氧化氮转化率随时间变化的曲线，该反应为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，所以温度相同时，b、c两条曲线最终重合，故答案为：该反应为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动； ③由图可知，1050K、1.1×103kPa条件下平衡时一氧化氮转化率为80%，设起始一氧化氮的物质的量为2mol，由方程式可知，平衡时混合气体的总物质的量为2mol、压强为1.1×103kPa，一氧化氮、氮气、二氧化碳的平衡分压分别为×1.1×103kPa、×1.1×103kPa、×1.1×103kPa，则反应的的化学平衡常数Kp==0.8，故答案为：0.8； （2）①温度低，尾气的平衡转化率更高说明降低温度，平衡向正反应方向移动，则该反应的焓变小于0，故答案为：<； ②越大，反应温度T越小，该反应为放热反应，降低温度，正逆反应速率均减小，平衡向正反应方向移动，则−lgk正、−lgk逆均增大，−lgk正大于−lgk逆，则斜线②能表示−lgk正随变化关系，故答案为：②； ③当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则k正c2(NO)c2(CO) =k逆c(N2)c2(CO2)，反应的平衡常数k==，由图可知，温度为T1时，−lgk正、−lgk逆分别为a+20、a+80，则k==1060，故答案为：1060。 【分析】（1） ①结合化学计量数之比等于物质的量之比判断； ② 反应为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动； ③ 分压平衡常数要结合总压强和总物质的量判断； （2） ① 升高温度，平衡朝吸热方向移动； ② 降低温度，平衡朝放热方向移动； ③ 化学平衡常数K=生成物的浓度幂之积/反应物的弄浓度幂之积。 24．【答案】（1）放热；；E1+E2 （2） （3） （4）② （5）70% （6）① （7） 【解析】【解答】Ⅰ.(1)由图中曲线变化可知反应物的总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应；根据图象变化可知，破坏旧键需要吸收的能量为E1；破坏cmolC的化学键需要吸收的能量为：E1+E2，故答案为：放热； ；E1+E2； Ⅱ(2)B和C物质的量减小为反应物，A和D物质的量增多为生成物，变化量之比等于化学计量数之比，所以该反应的化学方程式为，故答案为：； (3)根据图象变化可知，0-6s内B的化学反应速率为，故答案为：； (4)①压强和气体物质的量呈正比，该反应前后气体物质的量改变，所以容器中压强不再改变可以证明达平衡； ②容器中气体密度等于气体总质量比容器总体积，一直保持不变； ③O2的物质的量浓度不再改变可以证明达到平衡； ④SO3的质量不再改变可以证明达平衡； 故答案为：② (5)根据图示计算达到平衡时SO2的转化率为，故答案为：70%； Ⅲ(6) ①电池放电时通入空气的电极为正极，不正确； ②电池放电时，生成水，所以电解质溶液的碱性逐渐减弱，正确； ③3.2gH2为1.6mol，电池放电时每消耗3.2gH2转移3.2mol电子，正确； 故答案为：①； (7)氢气参与该燃料电池的负极反应，电极反应式为：，故答案为：。 【分析】（1）反应物的能量大于生成物能量，为放热反应； （2）结合化学计量数之比等于物质变化的物质的量之比判断； （3）化学反应速率为浓度变化量和时间的比值； （4）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； （5）转化率为变化量和起始量的比值； （6）A、燃料电池中，通入氧气一端为正极； B、放电时，由于反应生成水，使碱性变弱； C、结合化学计量数之比等于物质的量之比，判断电子的数目； （7）氢气失去电子，结合氢氧根离子生成水。 25．【答案】（1）+118 （2）M； （3）空气中O2与产物中H2反应生成H2O，同时惰性的N2加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率；空气中O2对异丁烷或异丁烯深度氧化，使得异丁烯产率降低 （4）Fe；CO2 学科网（北京）股份有限公司 $$