2.2 化学平衡 同步训练 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 课时测试题 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．下列说法错误的是（　　） A．任何化学反应都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了 B．化学反应的限度可以通过改变条件而改变，如浓度、温度和压强 C．可逆反应是指同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可向逆反应方向进行的反应 D．当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应就停止了 2．某恒温恒容密闭容器中发生反应：。下列叙述正确的是（　　） A．充入氩气，反应速率减小 B．增大的质量，平衡常数增大 C．充入，反应速率不变 D．加入催化剂，平衡不移动 3．一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应2A(g)+B(g)3C(g)。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是 A．A(g)、B(g)和C(g)的物质的量之比为2：1：3 B．B(g)的物质的量保持不变 C．正反应和逆反应的速率相等 D．A(g)的质量保持不变 4．氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述正确的是（　　） A．再通入少量氯气，减小 B．通入少量，溶液的漂白性增强 C．加入少量水，水的电离平衡向电离的方向移动 D．加入少量固体，一定有 5．“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理SO2、NO2等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气，防止大气污染做出重要贡献。已知反应： ，下列说法正确的是（　　） A．增大压强有利于反应自发进行 B．该反应不能完全消除废气 C．降低反应温度可提高去除效率 D．升高反应温度可提高废气转化率 6．一定温度下，浓度均为1 mol·L-1的A2和B2两种气体，在密闭容器中反应生成气体C，反应达到平衡后，测得：c(A2)=0.58mol/L，c(B2)=0.16mol/L，c(C)=0.84mol/L。则该反应的正确表达式为 A．2A2+B2⇌2C B．A2+B2⇌2C C．A2+B2⇌C D．A2+2B2⇌2C 7．下述实验方案能达到实验目的的是 A B 证明酸性强弱： 探究对分解速率的影响 C D 在光照条件下制取纯净的一氯甲烷 根据两烧瓶中气体颜色的变化判断反应的热效应 A．A B．B C．C D．D 8． 时，反应 的平衡常数 。该温度下，测得某时刻容器内含 ， ， 和 ，此时该反应的状态是（　　） A．刚好达到平衡 B．反应向正反应方向进行 C．反应向逆反应方向进行 D．容器体积未知，无法判断 9．对于反应 ，下列说法正确的是（　　） A．其他条件相同，增大，的转化率上升 B．反应的平衡常数表示为 C．使用高效催化剂能降低反应的焓变 D．升高温度有利于提高的平衡转化率 10．CO2催化加氢可合成二甲醚，其过程中主要发生下列反应有 反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol−1 反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5kJ·mol−1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=×100％)随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是（　　） A．200~360℃范围内，体系中主要发生反应Ⅱ B．276℃时反应I、Ⅱ中参加反应的CO2的物质的量之比为12∶13 C．曲线b代表平衡时CH3OCH3的选择性变化 D．为提高CH3OCH3选择性需研发低温条件下对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂 11．已知是阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A．1mol铁与足量S反应，转移的电子数为 B．标准状况下，所含的氧原子数为 C．被还原为转移的电子数为 D．密闭容器中，和催化反应后分子总数为 12．一定温度下，向2.0 L的恒容密闭容器中充入1.6molCO、1.6molNO，发生反应2NO(g)+2CO(g) ⇌N2(g)+2CO2(g)，经过一段时间后达平衡。反应进行到不同时间测得n(CO)如表所示： t/s 0 5 10 15 20 n(CO)/mol 1.6 1.4 0.6 0.4 0.4 下列说法正确的是（　　） A．反应在前5s的平均速率为v(N2)=0.02mol•L-1 B．保持其他条件不变，降低温度，平衡时c(CO)=0.15mol•L⁻1，则反应的△H＞0 C．相同温度下，起始时向容器中充入1.6molN2和3.2molCO2，达到平衡时，则此反应的化学平衡常数为67.5 D．保持其他条件不变，向容器中再充入1.6molCO，达到新平衡时，CO的转化率增大 13．在某密闭容器中，一定条件下，对于反应，下列说法错误的是（　　） A．该反应为可逆反应 B．升高温度，正反应速率增大 C．该反应达到平衡状态时， D．该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和 14．往溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液呈红色，发生如下反应：，下列说法中正确的是（　　） A．往上述溶液中滴入溶液，溶液红色变浅 B．往上述溶液中滴入NaOH溶液，溶液红色变浅 C．往上述溶液中加入铁粉，溶液红色加深 D．往上述溶液中滴入溶液，溶液红色不变 15．若只改变某一条件，化学反应aA（g）+B（g） cC（g）的平衡变化图象如下（图中 p 表示压强，T 表示温度，α表示平衡转化率，v 表示反应速率，t 表示反应时间），据此分析下列说法正确的是（　　） A．由图①，可以判断该反应为吸热反应 B．在图①中，若 p1> p2，则此反应的系数：a + 1<c C．在图②中，t0时刻改变的条件为移走部分生成物C D．在图②中， 图像对应各点的正反应速率最大的是 d 16．在恒压、H2和CO2的起始浓度一定的条件下，用不同Mg含量的催化剂Ni/xMg(x值越大表示Mg含量越大)催化反应相同时间，测得不同温度下反应：4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的CO2的转化率如图所示。下列说法正确的是（　　） A．反应4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH>0 B．延长W点的反应时间可提高CO2的转化率 C．相同条件下催化剂中Mg的含量越高催化效率越高 D．使用合适的催化剂可以提高CO2的转化率 17．已知反应：。取等量，分别在和下，测得其转化率随时间变化的关系曲线（曲线）如图所示。下列说法错误的是（　　） A．曲线a代表下的曲线 B．内，的平均反应速率 C．升高温度，可缩短反应达到平衡的时间，并能增大的平衡转化率 D．从到，的产量 18．室温下，初始浓度为1.0mol/L的Na2CrO4溶液中 随 的变化如图所示。下列叙述正确的是（　　） A． 和 在溶液中相互转化的离子方程式 B． 逐渐增大的过程中，溶液颜色由橙色逐渐变为黄色 C．若到达A点时间为5s，则 D．由图可知，溶液酸性越大， 的转化率越大 19．在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明下述反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达到化学平衡状态 ①混合气体的压强　 ②混合气体的密度 　③各气体物质的物质的量浓度 ④气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 A．②③⑤ B．①②③ C．②③④ D．①③④⑤ 20．甲烷催化二氧化碳重整制合成气，可减少碳排放，变废为宝，其主要反应为： ，在刚性容器中，采用“HSD-2型”催化剂，一定的温度及压强范围内，测得反应的速率方程为[表示气体分压，分压=总压×物质的量分数]，下列推理错误的是（　　） A．使用催化剂，反应速率加快，不变 B．升高温度能提高合成气的产率 C．增大，反应速率和平衡常数均增大 D．增大，反应速率和平衡常数均不变 二、综合题 21．甲醛有毒，被世界卫生组织列为一类致癌物。但甲醛是重要的工业原料，在化工、纺织、医疗等领域有广泛应用。 （1）Ⅰ.回收利用是一种减弱温室效应的有效途径。科学家研究发现可利用回收的与反应制备甲醛。 已知：①甲醛的燃烧热为 ②的燃烧热为 ③ 与制备甲醛的反应： 　 　。 （2）在2L恒容密闭容器中通入0.2mol和0.4mol，在三种不同条件下发生(1)中反应，测得的转化率与时间的关系如图所示。曲线X对应温度下反应的平衡常数K=　 　，由曲线Y到曲线X采取的措施可能是　 　；由曲线Z到曲线X采取的措施可能是　 　。 （3）反应速率，，、分别为正、逆向反应速率常数，计算m点　 　。 （4）Ⅱ.甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的一种新方法，该法得到无水甲醛的同时得到副产品氢气。 在一个2L恒容密闭容器中投入2mol，在催化剂作用下发生反应： ，同时存在副反应：。。20min后，测得甲醇的转化率与甲醛的选择性分别与温度的关系如图所示。温度高于650℃，甲醇的转化率升高，甲醛的产率　 　，原因可能是　 　。 （5）甲醛被称为室内污染“第一杀手”。室内甲醛的含量可以通过传感器来监测。一种燃料电池型甲醛气体传感器的工作原理如图所示，则a电极反应式为　 　。国家标准是室内甲醛不能超过，传感器在室内空间测定，电路中有电子通过，该室内甲醛含量为　 　。 22．2021年国务院政府工作报告明确提出要制定2030年前碳排放达峰行动方案。如何实现碳的氧化物的资源化利用解决温室效应问题是当前科学家亟待解决的问题。请回答下列问题： （1）一定温度下，测得、和的燃烧热分别为、和，由 可知　 　。 （2）在恒温恒容条件下，下列不能说明反应达到平衡状态的是　 　(填序号)。 a． b．混合气体的密度不变 c．混合气体的平均摩尔质量不变 d．化学平衡常数不变 e．混合气体的压强不变 （3）在2 L恒容密闭容器中分别加入和，测得反应容器中平衡转化率、选择性、CO选择性随温度的变化关系如下图所示[已知：] ①试分析选择性在240 ℃后显著降低的可能原因是　 　。 ②240 ℃时，10 min后上述反应达到平衡，测得平衡转化率为25%，选择性为60%，则用表示的化学反应速率为　 　，反应的平衡常数为　 　(用浓度列出表达式)。 （4）利用电化学转化法，如图所示，在微生物的作用下，二氧化碳可自发地转化为甲醇，则电极A的名称为　 　，N为　 　(填“阴”或“阳”离子交换膜，一段时间后，电极B附近溶液的pH　 　(填“变大”“基本不变”或“变小”。) 23．二氧化碳是主要的温室气体，对二氧化碳的研究和利用在生产和生活中有重要意义。 （1）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。 ①在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的CO2和H2发生反应，生成乙烯和水蒸汽，下列能说明该反应达到平衡状态的是　 　。 A．容器内的压强不发生变化 B．生成的乙烯和水蒸汽物质的量比为1∶4 C．断裂3molH—H键的同时断裂4molH—O键 D．v（CO2）正=3v（H2）逆 当反应达到平衡时，若在容器中通入氩气以增大压强，则n（C2H4）　 　（填“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0.1Mpa，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1所示。 图1中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是　 　、　 　。CO2催化加氢合成C2H4反应的△H　 　0（填“大于”或“小于”）。 （2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图见图2。 ①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式：　 　。 ②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是：　 　。 24．二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题。金刚石和石墨燃烧，氧气不足时生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。 （1）通常状况下，金刚石和石墨中　 　（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热ΔH为　 　kJ·mol-1。 （2）一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量CO2和CH4，发生反应： 上述反应的熵变ΔS　 　0（填“>”、“<”或“=”），　 　条件下能够自发进行（填“低温”、“高温”或“任意温度”）。 （3）下列说法正确的是____。 A．当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态 B．升高温度，加快反应速率，CO2的转化率降低 C．增大CO2的浓度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大 D．平衡时CO2、CH4的体积分数一定相等 （4）下列说法不正确的是____。 A．再充入少量CO2，单位体积内反应物活化分子总数增多，反应速率加快 B．升高温度，反应活化分子百分数增多，反应速率加快 C．充入惰性气体，压强增大，反应速率加快 D．加入催化剂，降低活化能，活化分子百分数增多，反应速率加快 （5）新的研究表明，利用太阳能可以将CO2分解制取炭黑，其原理如下图所示。该过程中　 　能（填能量形式，下同）转化为　 　能，在整个过程中，FeO的作用是　 　。 已知： ① ② （6）则过程2的热化学方程式为　 　。 25．二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)。 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】A.任何化学反应都有一定的反应限度，只是不同的化学反应，其反应限度不同，A不符合题意； B.化学反应的限度可通过改变条件而改变，如升高温度，可促使反应向吸热反应方向移动，B不符合题意； C.可逆反应是指在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应，C不符合题意； D.当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，达到平衡状态，此时反应仍在进行，D符合题意； 故答案为：D 【分析】A、任何化学反应都有一定的限度； B、浓度、温度、压强都可改变化学反应的反应限度； C、结合可逆反应的定义分析； D、当正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，但反应仍在进行； 2．【答案】D 【解析】【解答】A、充入氩气，各物质的浓度不变，反应速率不变，故A错误； B、平衡常数只受温度影响，增大的质量，平衡常数不变，故B错误； C、充入CO，反应物浓度增大，反应速率加快，故C错误； D、催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动，故D正确； 故答案为：D。 【分析】A、充入氩气，各物质的浓度不变； B、平衡常数只与温度有关； C、充入CO，反应物浓度增大； D、催化剂不影响平衡移动。 3．【答案】A 4．【答案】C 【解析】【解答】A．饱和氯水不能再更多溶解氯气，所以浓度比不会改变，描述不符合题意，不符题意； B．氯水能氧化SO2，生成HCl和H2SO4，均失去漂白能力，描述不符合题意，不符题意； C．加水稀释，溶液中H+浓度下降，水的电离受抑制程度降低，所以水的电离平衡向电离方向移动，描述符合题意，符合题意； D．未明确氯水中Cl-的物质的量以及NaOH中Na+的物质的量，不能确定浓度相等关系，描述不符合题意，不符题意； 故答案为：C。 【分析】氯水中存在的化学平衡： 1.氯气与水反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，2.为水的电离平衡，加入外界物质，看化学平衡是如何移动的。 5．【答案】B 【解析】【解答】A、反应自发进行的判据是ΔH-TΔS<0，与压强无关，故A错误； B、该反应为可逆反应，反应为不可能完全转化为生成物，则该反应不能完全消除废气，故B正确； C、降低温度，反应速率减小，去除效率降低，故C错误； D、升高反应温度平衡逆向移动，废气转化率降低，故D错误； 故答案为：B。 【分析】A、ΔH-TΔS<0时反应自发进行； B、该反应为可逆反应，不能完全转化； C、降温该反应的平衡正向移动； D、升温反应速率加快，平衡逆向移动。 6．【答案】D 【解析】【解答】A2、B2、C的浓度变化量分别为0.42mol/L、0.84mol/L、0.84mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，A2、B2、C的化学计量数之比为1：2：2，化学方程式为 A2+2B2⇌2C ； 故答案为：D 【分析】浓度变化量之比等于化学计量数之比，可确定化学反应方程式的系数。 7．【答案】D 8．【答案】B 【解析】【解答】A．由反应的平衡常数 可知，平衡时各物质的浓度是相等的，而此时各物质浓度是不相等的，则此时没有达到平衡，故A项不符合题意； B．水蒸汽的物质的量是其它物质的2倍，且水蒸汽是反应物，根据平衡常数，则此时反应向正反应方向进行，故B项符合题意； C．水蒸汽的物质的量是其它物质的2倍，且水蒸汽是反应物，根据平衡常数，则此时反应向正反应方向进行，故C项不符合题意； D．温度不变，平衡常数不变，且无论容器体积是多少，水蒸气的浓度都是其它物质的2倍，因此是可以判断的，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】依据化学平衡常数结合化学平衡移动原理分析解答。 9．【答案】A 【解析】【解答】A．其他条件相同，增大，相当于增大氧气的浓度，的转化率上升，故A符合题意； B．反应的平衡常数表示为，故B不符合题意； C．使用高效催化剂能加快反应速率，不能改变反应的焓变，故C不符合题意； D．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率降低，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A．依据化学平衡移动原理分析； B．化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比； C．催化剂只影响反应速率，不影响平衡； D．依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。 10．【答案】D 【解析】【解答】A.200~360℃范围内，CO2平衡转化率先降低后升高，在降低阶段主要发生反应Ⅱ，在升高阶段主要发生反应I，A不符合题意； B.276℃时，CH3OCH3的选择性为48%，反应总的消耗1molCO2，则生成CH3OCH3的物质的量为0.24mol，则反应Ⅱ中参加反应的CO2的物质的量为0.48mol，反应I中参加反应的CO2的物质的量为1mol-0.48mol=0.52mol，故I、Ⅱ中参加反应的CO2的物质的量之比=0.52：0.48=13：12，B不符合题意； C．由分析可知，曲线b表示CO2平衡转化率随温度的变化，C不符合题意； D．为提高CH3OCH3选择性就需抑制反应I，促进反应Ⅱ，由于反应I吸热，反应Ⅱ放热，低温能实现，故需研发低温条件下对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】根据反应的热化学方程式可知，反应过程中，CO2的转化率不断增大，则线b表示CO2平衡转化率随温度的变化，曲线a表示CH3OCH3的选择性随温度变化。 11．【答案】C 12．【答案】C 【解析】【解答】A. 反应在前5s CO的物质的量减少0.2mol，那么N2生成0.1mol，则，A选项是错误的； B.根据题中表格，可知，在 一定温度下 ，达到平衡时，CO的浓度是0.2 mol•L-1 ， 保持其他条件不变，降低温度，平衡时c(CO)=0.15mol•L⁻1， 说明反应正移，说明该反应是放热的反应， △H <0，B选项是错误的； C. 　 2NO（g）+ 2CO（g）= N2（g） 2CO2（g） 起始（mol） 1.6 1.6 0 0 转化（mol） 1.2 1.2 0.6 1.2 平衡（mol） 0.4 0.4 0.6 1.2 平衡（mol·L-1） 0.2 0.2 0.3 0.6 K==，再充入1.6molN2和3.2molCO2，达到平衡时，温度不变，化学平衡常数就不变，C选项是正确的。 D..再通入 1.6molCO， CO的浓度增大，平衡会正移，单质CO的转化率是减小的，D选项是错误的。 故答案为：C。 【分析】A.化学反应速率指的是一段时间内，物质的浓度变化值与时间变化值的比值； B.对于放热反应，升高温度，平衡会逆移； C.根据K值表达式以及三段式可以计算出化学平衡常数，化学平衡常数只受温度的影响，所以温度必变，化学平衡常数就不变； D.根据勒夏特列原理，“外变大于内移”，再通入 1.6molCO，CO的浓度增大，平衡会正移，单质CO的转化率是减小的。 13．【答案】C 【解析】【解答】A、在可逆反应的化学方程式中用“”表示，该反应为可逆反应，A不符合题意； B、温度升高，正逆反应速率都增大，B不符合题意； C、当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但反应仍在进行，速率不为0，C符合题意； D、该反应为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，D不符合题意； 故答案为：C 【分析】A、该反应为可逆反应； B、温度升高，反应速率加快； C、当反应达到平衡状态时，反应仍在进行，速率不为0； D、吸热反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量； 14．【答案】B 【解析】【解答】A. 往上述溶液中滴入溶液， 会使平衡正移，溶液颜色加深，A选项是错误的； B.NaOH溶液会与Fe3+，反应生成Fe（OH）3沉淀，平衡正移，则生成的Fe（SCN）3浓度会减小，B选项是正确的； C. 往上述溶液中加入铁粉 ，Fe粉会和Fe3+反应生成Fe2+，平衡会向逆反应进行，C选项是错误的； D. 往上述溶液中滴入溶液 ，平衡会正移，溶液颜色会加深，D选项是错误的。 故答案为：B。 【分析】A.增大反应物的浓度，平衡会正移； B.NaOH溶液会与Fe3+反应，减小反应物的浓度，会使平衡逆移； C.往上述溶液中加入铁粉 ，Fe粉会和Fe3+反应生成Fe2+，平衡会向逆反应进行； D.增大反应物的浓度，平衡会正移。 15．【答案】D 【解析】【解答】A．根据图知，同一压强下，升高温度，A的转化率降低，说明平衡逆向移动，所以逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，故A不符合题意； B．若p1> p2，即相同温度下压强越大A的转化率越高，说明增大压强平衡正向移动，则该反应为气体减少的反应，即a + 1>c，故B不符合题意； C．据图可知t0时刻逆反应速率瞬间增大，而移走部分生成物C会使逆反应速率瞬间减小，故C不符合题意； D．据图可知t0时刻逆反应速率瞬间增大，而后逆反应速率逐渐减小，则该过程中正反应速率逐渐增大，直至正逆反应速率相等，所以d点正反应速率最大，故D符合题意； 故答案为D。 【分析】A.温度升高，A的转化率降低，即可判断温度升高，平衡正=逆向移动，故正反应为放热 B.同温度下，压强越大，A转化率越高，平衡向着正向移动，因此系数减小 C.应该是增加C的含量，因此速率突然增大 D.根据图示即可判断，d的速率最大 16．【答案】D 【解析】【解答】A．据图可知使用不同催化剂时，在360℃左右、相同时间内CO2的转化率相同，说明该温度下，改时间段内三种催化剂条件下反应都达到了平衡，继续升高温度CO2的转化率减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，A不符合题意； B．W点处反应已经达到平衡，延长W点的反应时间平衡也不会移动，CO2的转化率不变，B不符合题意； C．据图可知温度较低反应未达到平衡时，催化剂中Mg的含量越高，相同时间内CO2转化率越低，催化效率越低，C不符合题意； D．据图可知，在温度较低反应未达到平衡时，选用合适的催化剂可以加快反应速率，提高CO2的转化率，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.升高温度CO2的转化率减小，说明平衡逆向移动； B.W点处反应已经达到平衡，延长时间平衡不发生移动； C.由图可知，催化剂中Mg的含量越高，相同时间内CO2转化率越低，催化效率越低。 17．【答案】C 【解析】【解答】A．由图像可看出曲线首先到达平衡，所以曲线代表反应所处温度高，曲线代表反应所处温度低，A正确； B．从图像中可以看出对应的转化率：曲线高于曲线，说明内，曲线对应的的平均反应速率较快，所以，B正确； C．分析图像可知，温度高，的平衡转化率低。他条件相同时，温度越高，反应速率越快，到达平衡的时间越短。故升高温度，可缩短反应达到平衡的时间，减小了的平衡转化率，C错误； D．根据图像可以看出，当反应进行到时，曲线对应的的转化率相同，都是0.113，此时生成的一样多，所以从到，的产量，D正确； 故答案为：C。 【分析】其他条件相同时，温度越高，反应速率越快，到达平衡的时间越短。升高温度平衡向吸热方向移动。根据图像中反应物转化率随温度升高的变化判断反应进行的方向。 18．【答案】C 【解析】【解答】A． 和 在溶液中相互转化，根据Cr原子守恒以及题干图像可知，该转化关系为： ，故A不符合题意； B． 在水溶液中呈黄色， 在水溶液中呈橙红色，由图可知，当溶液中 逐渐增大的过程中，溶液中 浓度逐渐增大，因此溶液颜色由黄色逐渐变为橙红色，故B不符合题意； C．A点时， =0.25mol/L，因此Δ =0.5mol/L，若到达A点时间为5s，则 ，故C符合题意； D．由图可知，溶液酸性越大， 浓度越大，说明越来越少的 转化为 ，即 的转化率越小，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A、CrO42－和Cr2O72－在溶液中的转化为可逆反应； B、结合c(H＋)对平衡移动的影响分析溶液的颜色变化； C、根据反应的离子方程式计算参与反应的c(CrO42－)，再结合速率公式计算； D、结合c(H＋)对c(Cr2O72－)的影响分析； 19．【答案】A 20．【答案】C 【解析】【解答】A．催化剂降低反应所需活化能，加快反应速率，但不会改变，所以不变，A不符合题意； B．该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，则能提高合成气的产率，B不符合题意； C．一定的温度及压强范围内，测得反应的速率方程为，增大，反应速率加快，但平衡常数只与温度有关，则平衡常数不变，C符合题意； D．一定的温度及压强范围内，测得反应的速率方程为，增大，不变，所以反应速率不变，平衡常数只与温度有关，则平衡常数不变，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．催化剂降低反应所需活化能，加快反应速率，但不会改变； B．根据影响化学平衡移动的因素分析； C．平衡常数只与温度有关； D．平衡常数只与温度有关。 21．【答案】（1） （2）5；加催化剂；降低温度 （3）25.6 （4）降低；温度升高，平衡正向移动，甲醇转化率升高，但由于温度高于650℃后，催化生成甲醛的催化剂活性降低或副反应生成的氢气浓度增大，导致主反应平衡逆向移动，生成甲醛量减少 （5）；0.003 【解析】【解答】（1）氢气燃烧热反应方程式的2倍减去甲醛燃烧热反应方程式，再减去③得到与制备甲醛的反应： ；故答案为：。 （2）根据题意曲线X对应温度下平衡时，消耗二氧化碳物质的量为0.1mol，消耗氢气物质的量为0.2mol，生成甲醛、水蒸气物质的量为0.1mol，剩余二氧化碳物质的量为0.1mol，剩余氢气物质的量为0.2mol，则该温度下平衡常数，分析曲线Y和曲线X，平衡时各物质的量相等，但达到平衡时时间不相同，说明由曲线Y到曲线X采取的措施可能是加入催化剂；曲线Z与曲线X分析，曲线Z所需时间比曲线X时间短，但二氧化碳转化率比X低，由曲线Z到曲线X是平衡正向移动，反应速率减慢了，因此采取的措施可能是降低温度；故答案为：5；加催化剂；降低温度。 （3）根据平衡常数得到，在m点时消耗二氧化碳物质的量为0.04mol，消耗氢气物质的量为0.08mol，生成甲醛、水蒸气物质的量为0.04mol，剩余二氧化碳物质的量为0.16mol，剩余氢气物质的量为0.32mol，则m点；故答案为：25.6。 （4）根据图中信息得到，温度高于650℃，甲醇的转化率升高，甲醛的产率降低，根据两个方程式分析，两个方程式都为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，甲醇转化率升高，由于副反应生成氢气，氢气量增大，对主反应来说，氢气浓度增大，导致主反应逆向移动，生成甲醛的量减少，也可能是甲醛催化剂的催化活性降低即温度升高，平衡正向移动，甲醇转化率升高，但由于温度高于650℃后，催化生成甲醛的催化剂活性降低或副反应生成的氢气浓度增大，导致主反应平衡逆向移动，生成甲醛量减少；故答案为：降低；温度升高，平衡正向移动，甲醇转化率升高，但由于温度高于650℃后，催化生成甲醛的催化剂活性降低或副反应生成的氢气浓度增大，导致主反应平衡逆向移动，生成甲醛量减少。 （5）根据题意甲醛变为二氧化碳，甲醛中碳化合价升高，失去电子，作负极，因此a电极反应式为。国家标准是室内甲醛不能超过，传感器在室内空间测定，电路中有电子通过，则含有甲醛物质的量为，该室内甲醛含量为；故答案为：；0.003。 【分析】（1）首先写出甲醛、氢气的燃烧热，利用盖斯定律，即可得到二氧化碳与氢气反应的热化学反应方程式。 （2）根据二氧化碳转化率，列出三段式，求出各物质平衡浓度，带入平衡常数表达式即可。 （3）根据达到平衡时V正=V逆，结合平衡常数表达式可以得到，K正/K逆=K=5，根据m点转化率，求出各物质浓度，带入表达式即可得到其比值。 （4）平衡图像解题技巧：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有；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）﹣87.6 （2）bd （3）催化剂活性降低(合成甲醇为放热反应，温度升高，平衡逆向移动等合理答案都行)；0.015； （4）正极；阴；变小 【解析】【解答】(1)一定温度下，测得、和的燃烧热分别为、和， 则① ② ③ ④ 根据盖斯定律①+②×2+④-③得-283-285.8×2+40.9+726.1=-87.6； (2)a．，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故不选a； b．反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定平衡， 故答案为：b； c．反应前后气体物质的量改变，气体总质量不变，所以平均摩尔质量是变量，混合气体的平均摩尔质量不变，反应一定达到平衡状态，故不选c； d．恒温条件下，平衡常数是恒量，化学平衡常数不变，反应不一定平衡， 故答案为：d； e．反应前后气体物质的量改变，容器体积不变，压强是变量，混合气体的压强不变，反应一定达到平衡状态，故不选e； 选bd； (3)①催化剂能够改变反应的活化能，但催化剂受温度影响较大，温度升高，催化剂活性可能降低，造成选择性降低；或者根据两个反应，第一个反应生成CO为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，而合成甲醇为放热反应，温度升高，转化率降低；所以选择性在240 ℃后显著降低。 ②240 ℃时，10 min后上述反应达到平衡，测得平衡转化率为25%，选择性为60%，则生成甲醇的物质的量是2mol×25%×60%=0.3mol；反应消耗二氧化碳2mol×25%-0.3mol=0.2mol，消耗氢气0.2mol，生成水0.2mol；反应消耗二氧化碳0.3mol、消耗氢气0.9mol、生成水0.3mol，则容器中二氧化碳的物质的量是1.5mol、氢气的物质的量是6mol-0.2mol-0.9mol=4.9mol、甲醇的物质的量是0.3mol、水的物质的量是0.5mol， 用表示的化学反应速率为，反应的平衡常数为。 (4)根据图示可知，二氧化碳在电极A得电子发生还原反应生成甲醇，A为正极；负极氢气失电子变成氢离子，中间的硫酸根离子经过阴离子交换膜N进入右侧形成硫酸，故离子交换膜N为阴离子交换膜，电极B附近溶液的pH降低。 【分析】(1)根据盖斯定律计算； (2)依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断； (3)①催化剂有高效性和选择性； ②利用“三段式”法计算。 (4)根据正极得电子发生还原反应；负极失电子，阴离子经过阴离子交换膜分析。 23．【答案】（1）AC；不变；d；c；小于 （2）CO2+HCO +2e-=HCOO-+CO ；阳极产生O2，pH减小，HCO 浓度降低；K+部分迁移至阴极区 【解析】【解答】（1）①在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的CO2和H2发生反应，生成乙烯和水蒸汽，反应的方程式为2CO2（g）+6H2（g）⇌ C2H4（g）+4H2O（g）； A．反应后气体的物质的量减少，则容器内的压强为变量，当容器内的压强不发生变化，说明达到了平衡状态，故A选； B．根据方程式，生成的乙烯和水蒸汽物质的量比始终为1∶4，不能判断是平衡状态，故B不选； C．断裂3molH—H键的同时断裂4molH—O键表示正逆反应速率相等，说明达到了平衡状态，故C选； D．v（CO2）正=3v（H2）逆表示正反应速率＞逆反应速率，不是平衡状态，故D不选； 故答案为：AC； 当反应达到平衡时，若在容器中通入氩气以增大压强，但反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，n（C2H4）不变； 故答案为：不变； ②根据2CO2（g）+6H2（g）⇌ C2H4（g）+4H2O（g）知，两反应物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，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，则升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，△H＜0； 故答案为：d；c；小于； （2）①阴极CO2还原为HCOO-，是二氧化碳得到电子，在碳酸氢根离子溶液中生成甲酸根离子和碳酸根离子，电极反应式为CO2+HCO +2e-=HCOO-+CO ，故答案为：CO2+HCO +2e-=HCOO-+CO ； ②电解一段时间后，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，电极附近氢离子浓度增大，pH减小，氢离子和碳酸氢根离子反应，导致HCO 浓度降低，K+部分迁移至阴极区，因此阳极区的KHCO3溶液浓度降低，故答案为：阳极产生O2，pH减小，HCO 浓度降低；K+部分迁移至阴极区。 【分析】（1）①根据反应2CO2（g）+6H2（g）⇌ C2H4（g）+4H2O（g），判断反应达到平衡可以看某物质的正逆速率是否相等、浓度是否不变、以及压强是否不变、以及密度或者相对分子质量不变进行判断，充入氩气，浓度不变平衡不移动 ②根据化学方程式的系数即可判断出曲线，根据温度的变化与物质的量分数的关系即可判断焓变 （2）①阴极发生的是还原反应根据反应物和生成物即可写出电极式 ②根据阳极是得到氧气导致氢离子浓度增大，消耗碳酸氢根离子 24．【答案】（1）石墨；-393.5 （2）>；高温 （3）A （4）C （5）太阳能；化学能；作催化剂 （6） 【解析】【解答】（1）由图可知，金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以石墨更稳定；1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳放出的热量为(110.5+283.0)kJ =393.5kJ，则石墨的燃烧热为393.5 kJ·mol-1，故答案为：石墨；393.5 kJ·mol-1； （2）该反应为气体体积增大的反应，ΔS>0，当ΔH-TΔS<0时反应能自发进行，则该反应在高温下能自发进行，故答案为：>；高温； （3）A、当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A正确； B、升高温度，该反应的平衡正向移动， CO2的转化率 增大，故B错误； C、平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故C错误； D、 平衡时CO2、CH4的体积分数与转化率等有关， 平衡时CO2、CH4的体积分数不一定相等，故D错误； 故答案为：A； （4）A、 再充入少量CO2， 单位体积内反应物活化分子总数增多，反应速率加快，故A正确； B、升高温度，反应活化分子百分数增多，活化分子数增多，反应速率加快，故B正确； C、充入惰性气体，位体积内反应物活化分子总数不变，反应速率不变，故C错误； D、加入催化剂，降低活化能，活化分子百分数增多，反应速率加快，故D正确； （5）该过程中利用太阳能分解 CO2制取炭黑，将太阳能转化为化学能；整个过程中，FeO没有发生变化，作催化剂，故答案为：太阳能；化学能；作催化剂； （6）由图可知，过程2的化学方程式为，根据盖斯定律，将-（①+②）可得该反应，则过程2的热化学方程式为 ，故答案为： 。 【分析】（1）物质的能量越低越稳定；燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量； （2）根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析； （3）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变； （4）温度、反应物浓度、催化剂等均能影响反应速率； （5）该过程中太阳能转化为化学能； （6）结合反应历程分析。 25．【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。 学科网（北京）股份有限公司 $$