2.2 化学平衡 同步训练题 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 同步训练题 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．煤炭与水蒸气在高温下反应制备的氢气称为“灰氢”。一定温度下，在恒容密闭容器中加入煤炭和水蒸气，发生反应：。下列情况表明可逆反应达到平衡状态的是 A．煤炭的浓度不随时间变化 B．气体压强不随时间变化 C．消耗速率等于生成速率 D．浓度相等 2．已知分子在一定条件下会发生二聚反应：。经实验测得，不同压强下，体系的平均相对分子质量()随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．该反应的 B．气体的总压强： C．平衡常数： D．测定的相对分子质量要在低压、高温条件下更准确 3．下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．，把充有的球浸泡在冰水中，气体颜色变浅 B．打开碳酸饮料瓶盖时，会有气泡冒出 C．合成氨工业中，采用高温有利于提高生产效率 D．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅或褪去 4．对于反应，下列有关说法不正确的是 A．在容器中充入4 mol 和5 mol ，一定条件下充分反应，反应结束后，电子转移的物质的量为20 mol B．在恒容容器内，反应达到平衡后，通入Ar，压强增大，但v(正)和v(逆)都不变 C．断裂1 mol N-H键的同时，断裂1 mol O-H键，说明该反应达到平衡伏态 D．当混合气体的平均摩尔质量不变，说明该反应达到平衡状态 5．观察图：对合成氨反应中，下列叙述错误的是 A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大 C．反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，反应停止 D．反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态 6．NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A．一定条件下，2molSO2与1molO2充分反应后分子总数为2NA B．3mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为2NA C．15g甲基(－CH3)中含有的电子数为10NA D．标准状况下，22.4LSO3中含有的原子数目为3NA 7．2021年11月，我国报道了新的合成氨催化剂设计策略，该技术可实现温和条件下的氨催化合成。对于反应 kJ⋅mol，下列说法正确的是（　　） A．高温条件有利于反应的自发进行 B．升高温度，反应的化学平衡常数K增大 C．增大压强，的转化率减小 D．若反应放出92.4 kJ热量，则过程中有3 mol 被氧化 8．利用CH4和CO2重整技术可获得合成气(主要成分为CO、H2)，重整过程中部分反应的热化学方程式： 反应I： 反应II： 反应III： 不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如图所示。 下列说法错误的是（　　） A．ΔH3 = +206 kJ·mol-1 B．700℃时，M点的大于N点的是反应II导致的 C．使用合适的催化剂可以提高合成气的产率 D．当=2.5时，温度高于900℃后减小是由与反应III平衡逆向移动 9．二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源，发生的主要反应如下： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 反应Ⅲ 在恒压下，将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后，以一定流速通过装有催化剂的反应器，反应相同时间测得的实际转化率、实际选择性与平衡选择性随温度的变化如图所示．的选择性．下列说法不正确的是（　　） A．曲线表示实际转化率随温度的变化 B．时，反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率 C．适当增加，有利于提高的产率 D．一定温度下，若增大压强，的平衡产量不变 10．少量铁粉与100 mL 0.1 mol/L的稀盐酸反应，若想减慢此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（　　） ①加H2O ②降温 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦加KNO3溶液 A．①④⑤⑦ B．②③⑥ C．①②⑤⑦ D．①②④⑤ 11．下列生产、生活等实际应用，不能用勒夏特列原理解释的是 A．高温比常温有利于NH3的合成 B．冰镇的啤酒打开后泛起泡沫 C．Fe(SCN)3溶液中加入KSCN后颜色变深 D．氯水宜保存在低温、避光条件下 12．合成氨反应：。过程中，正反应速率的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时升高了温度 B．时增大了压强 C．时减小了压强 D．时降低了温度 13．对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-904 kJ·mol-1，下列有关说法正确的是 A．恒温恒容密闭容器中充入4molNH3和5molO2充分反应后放出热量为904kJ B．该反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能 C．断裂1mol N-H键的同时，断裂1molO-H键，说明该反应达到平衡状态 D．达到平衡时，增大容器的体积，v(正)增加、v(逆)减小 14．某温度下，将等物质的量的气体A、B混合于的密闭容器中，发生如下反应：。经后测得C的浓度为，B的物质的量分数为25%，以D表示内的平均反应速率，下列说法正确的是（　　） A． B．时，B的物质的量为 C．末， D．反应前后容器内气体的压强之比为1∶1 15．已知在一定温度下，和C在一密闭容器中进行反应，CO的平衡浓度(mol/L)的对数与温度的倒数的关系如图所示： 下列说法中正确的是（　　） A．该反应的 B．Q点的消耗速率大于生成速率 C．温度不变，将R点状态的容器体积缩小，重新达到平衡时，气体的压强增大 D．温度是时，反应的平衡常数为100 16．在一容积可变的密闭容器中，反应 aA(g) ⇌ bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B 的浓度是原来的 60%，则（　　） A．化学计量数关系 a>b B．物质 A 的转化率减小 C．物质 B 的质量分数减小 D．平衡向正反应方向移动 17．一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：C(s) +2NO(g) CO2(g)+N2(g)，下列不能表明该反应已达到化学平衡状态的是 A．N2的体积分数不再变化 B．容器内气体压强不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 18．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：，温度、下X的物质的量浓度c(x)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量 B．下，在时间内， C．M点的正反应速率大于N点的逆反应速率 D．M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率增大 19．汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO与CO的反应为 。一定温度下，在1L恒容密闭容器中加入1mol CO和1mol NO发生上述反应，部分物质的体积分数()随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线Ⅱ表示的是随时间的变化 B． min时，反应达到化学平衡状态 C．增大压强，该平衡右移，平衡常数增大 D．0～t4时间段内的平均反应速率为： 20．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下，以下说法正确的是（　　） ①2NO(g) ⇌ N2(g)+O2(g) K1= 1×1030 ②2H2(g)+O2(g) ⇌2H2O(g) K2= 2×1081 ③2CO2(g) ⇌2CO(g)+O2(g) K3= 4×10-92 A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1= c(N2)•c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g) ⇌2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80 C．该温度下，NO、H2O、CO2产生O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D．以上说法都不正确 二、综合题 21．将 和 两种引发温室效应的气体转化为合成气( 和 )，可以实现能量综合利用，对环境保护具有十分重要的意义。 （1）利用 在一定条件下重整的技术可得到富含 的气体，重整过程中的催化转化原理如图所示。 已知：i. ii. ①过程I反应的化学方程式为　 　。 ②该技术总反应的热化学方程式为　 　。 ③反应i甲烷含量随温度变化如图1，图中 四条曲线中的两条代表压强分别为 时甲烷含量曲线，其中表示 的是　 　 （2）甲烷的水蒸汽重整涉及以下反应 I. II. 在一密闭体积可变容器中，通入 和 发生甲烷的水蒸汽重整反应。 ①反应I的平衡常数的表达式为　 　。 反应II平衡常数 　 　 (填“>”“<”或“=”)。 ②压强为 时，分别在加 和不加 时，平衡体系 的物质的量随温度变化如图2所示。温度低于700℃时，加入 可明显提高混合气中 的量，原因是　 　。 22．以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。其原理是CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。 （1）该反应的能量变化如图所示，该反应为　 　(填“放热”或“吸热”)反应。 （2）恒容容器中，对于上述反应，下列措施能加快反应速率的是____。 A．升高温度 B．充入He C．加入合适的催化剂 D．降低压强 （3）在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图。反应达到平衡状态，此时H2的转化率为　 　。 （4）在相同温度、容积不变的条件下，不能说明该反应已达平衡状态的是____。 A．CO2、H2的浓度均不再变化 B．体系压强不变 C．n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1 D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1 （5）用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图。 ①则电极c是　 　(填“正极”或“负极”)，电极d的电极反应式　 　。 ②若线路中转移1mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为　 　L。 23．氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。298.15K 时，N2、H2与 NH3 的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图如下所示，据图回答问题： （1）若反应中生成 2 mol 氨气，则反应　 　 (填“吸热”或 “放热”) 　 　kJ （2）图中曲线　 　(填“a”或“b”)表示加入催化剂的能量变化曲线，催化剂能加快反应速率的原理：　 　 ； （3）目前合成氨工业广泛采用的反应条件是 500℃、20～50MPa、铁触媒作催化剂，反应转化率不超过 50%。工业上为了进一步提高氨气的产率，你认为下列措施经济可行的是：____ ； A．升高反应温度，让更多的分子变成活化分子 B．降低反应温度，让反应向着有利于氨气生成的方向进行 C．将液氨及时从反应体系中分离出来 D．寻求能在更低的温度下有很强催化活性的新型催化剂 （4）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，发生反应；在一定温度下，在体积为 1L 的容器中发生上述反应，各物质的物质的量浓度变化如下 t/min CH4(mol/L) H2O(mol/L) CO(mol/L) H2(mol/L) 0 0.2 0.3 0 0 2 n1 n2 n3 0.3 3 n1 n2 n3 0.3 4 0.09 0.19 x 0.33 ①表中 x= 　 　mol/L；前 2min 内 CH4的平均反应速率为 　 　 ②下列不能作为反应达到平衡的判据是　 　。 A．气体的压强不变 B．v 正(CH4)=v 逆(CO) C．K 不变 D．容器内气体的密度不变 E．断开 1molH-O 键同时断开 3molH-H 键 24．、和CO是大气污染物，有效去除烟气中的、和CO是保护环境的重要课题。 （1）采用化学方法可将脱氮转化成无毒的，减少对大气的污染。下列物质不能用作脱氮剂的是____(填字母)。 A． B． C． D． （2）一定条件下，由(g)和CO(g)反应生成S(s)和的能量变化如图所示。该反应属于　 　(填“吸热”或“放热”)反应，每生成16gS(s)，反应吸收或放出的热量为　 　kJ。 （3）实验室为了模拟汽车尾气系统装置中的反应：在催化转化器内的工作情况，控制一定条件，使反应在恒容密闭容器中进行，用现代传感技术测得不同时间NO(g)和CO(g)的浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 ①0~2s内的平均反应速率　 　。 ②改变下列条件，能使上述反应速率加快的是　 　(填字母)。 A．降低温度 B．减小CO的浓度 C．使用催化剂 ③能说明上述反应达到平衡状态的是　 　(填字母)。 A． B． C．混合气体的密度保持不变 D．混合气体的平均相对分子质量保持不变 （4）某硝酸厂处理尾气中NO，在催化剂存在下用将NO还原为。已知： 1mL和2mol水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的过程中会吸收或放出　 　kJ能量。 25．处理、回收利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题： （1）CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g) + N2O(g)CO2(g) +N2(g)。在Zn*作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。 总反应： CO(g) + N2O(g) CO2(g) + N2(g) ∆H=　 　 kJ·mol-1； 该总反应的决速步是反应　 　 (填 “①"或“②”)，该判断的理由是　 　． （2）已知： CO(g) + N2O(g)CO2(g) + N2(g)的速率方程为v=k·c(N2O)， k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是____ (填字母序号)。 A．升温 B．恒容时，再充入CO C．恒压时，再充入N2O D．恒压时，再充入N2 （3）在总压为100kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在T1K时N2O的转化率与的变化曲线以及在时N2O的转化率与的变化曲线如图3所示： ①表示N2O的转化率随的变化曲线为　 　曲线(填“I”或“II”)； ②T1　 　T2 (填“>”或“<")，该判断的理由是　 　 ③已知：该反应的标准平衡常数，其中为标准压强 (100kPa)，p(CO2)、p(N2)、 p(N2O)和p(CO)为各组分的平衡分压，则T4时，该反应的标准平衡常数=　 　 ( 计算结果保留两位有效数字，p分=p总 ×物质的量分数)。 答案解析部分 1．【答案】B 2．【答案】D 3．【答案】C 4．【答案】A 5．【答案】C 6．【答案】B 7．【答案】D 【解析】【解答】A．合成氨属于熵减，即ΔS＜0，依据复合判据：ΔG=ΔH-TΔS＜0，低温条件下有利于反应自发进行，故A不符合题意； B．该反应为放热反应，升高温度，化学平衡常数减小，故B不符合题意； C．该反应为气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡向正反应方向进行，氮气的转化率减小，故C不符合题意； D．根据反应方程式可知，氢元素的化合价升高，氢气为还原剂，因此放出92.4kJ热量，有3mol氢气被氧化，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.根据ΔH-TΔS＜0时反应自发进行分析； B.升温该反应的平衡逆向移动，平衡常数减小； C.增大压强该反应的平衡正向移动。 8．【答案】D 【解析】【解答】A．根据盖斯定律，反应Ⅲ等于反应Ⅰ-反应Ⅱ，即，故A不符合题意； B.700℃时，M点，N点，此时越大，反应Ⅱ程度越大，生成的CO越多，所以越小，故B不符合题意； C．使用合适的催化剂可以提高合成气的选择性，可以提高合成气的产率，故C不符合题意； D．由已知可知反应Ⅰ和Ⅲ中CO和均为生成物，反应Ⅱ中为反应物，升高温度到900℃以后，以反应Ⅱ为主消耗，使得物质的量减小，减小，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.根据盖斯定律计算； B.反应Ⅰ、Ⅲ中氢气和一氧化碳都是生成物，反应Ⅱ中氢气是反应物、一氧化碳是生成物； C.催化剂能加快反应速率。 9．【答案】D 【解析】【解答】A、由分析可知， 曲线表示实际转化率随温度的变化 ，故A正确； B、在200℃时，实际选择性大于平衡选择性，则此温度下，反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ，故B正确； C、适当增加的量，会促进的转化率，能使反应Ⅱ的平衡正向移动，反应Ⅲ的平衡逆向移动，从而提高氢气的产率，故C正确； D、增大压强会使反应Ⅱ和反应Ⅲ的平衡逆向移动，CO的平衡产率会减小，故D错误； 故答案为：D。 【分析】实际选择性与平衡选择性随温度的变化的走势变化应该相同，故可知曲线b为实际选择性，则曲线a为实际转化率。 10．【答案】D 【解析】【解答】 ① 加水后，盐酸的浓度降低，反应速率减慢，铁的量不变，最终产生的氢气量不变， ① 正确； ② 降温能够降低反应速率， ② 正确； ③ 滴入盐酸后，盐酸的浓度增大，反应速率增大， ③错误； ④加入CH3COONa固体后会生成醋酸，溶液中氢离子浓度降低，反应速率减弱， ④正确； ⑤加NaCl溶液后，氯离子浓度增大，氢离子浓度降低，反应速率降低，氢气量不变，⑤正确； ⑥滴入硫酸铜溶液后构成了原电池，反应速度加快，氢气的量降低， ⑥ 不符合题意； ⑦加KNO3溶液后不生成氢气，⑦错误。 故答案为：D 【分析】增大反应物浓度，升高温度，构成原电池，添加催化剂都能增大反应速率。 11．【答案】A 12．【答案】C 【解析】【解答】A．该反应的正反应是放热反应，若在t1时升高了温度，化学平衡逆向移动，正反应速率增大，而不是减小，A项错误； B．t2时若增大了压强，化学平衡正向移动，图示平衡不移动，B项错误； C．t3时若减小了压强，化学平衡逆向移动，图示与反应事实吻合，C项正确； D．t4时若是降低了温度，则化学反应速率应该是突然减小，不是逐渐减小，与反应事实不吻合，选项D不符合题意； 答案选C。 【分析】A.t1时正反应速率瞬间增大，而后减小，平衡正向移动，可能为加压； B. 改变条件，平衡不移动，可能为加入催化剂； D.t4时速率连续减低，可能为减小生成物浓度。 13．【答案】C 【解析】【解答】A．根据热化学方程式可知4molNH3和5molO2完全反应时反应出904kJ热量，但可逆反应不能反应完全，充入4molNH3和5molO2充分反应后放出热量小于904kJ，故A不符合题意； B．该反应正向为放热反应，正反应活化能小于逆反应的活化能，故B不符合题意； C．断裂1mol N-H键的同时，断裂1molO-H键，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C符合题意； D．达到平衡时，增大容器的体积，正逆反应速率均减小，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．可逆反应不能反应完全； B．反应热等于反应物活化能与生成物活化能的差； C．依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断； D．依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。 14．【答案】D 【解析】【解答】A．同一时间内变化的浓度与化学计量数成正比，则，故A不符合题意； B． 后容器内B的物质的量浓度为 ，容器体积为 ，B的物质的量为 ，B不符合题意； C．同一时间段内反应速率之比等于化学计量数之比， 所以 内的平均速率 ，但这并不是 末的瞬时速率，故C不符合题意； D． ，则反应前后气体的分子数不变，所以反应前后压强之比为1∶1，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】根据给出的数据结合方程式计算出X的数值，计算出平衡时的数据结合选项即可判断 15．【答案】D 【解析】【解答】A．根据上述分析可知，反应的平衡常数随着T的升高而增大，所以该反应为吸热反应，即＞0，A不符合题意； B．Q点未达到平衡，其Qc＞K，则此时的消耗速率小于其生成速率，B不符合题意； C．温度不变，将R点状态的容器体积缩小，即增大压强，平衡向逆向移动，因为平衡常数K不变，所以CO的平衡浓度不变，气体压强不变，C不符合题意； D．温度是即时，根据图像数据可知，=0.5，所以c(CO)=100.5，则K=c4(CO)=100，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A．根据图像中平衡常数随着温度的变化判断； B．通过计算比较Qc与K的大小判断； C．温度不变，平衡常数K不变； D．根据图像数据计算。 16．【答案】D 【解析】【解答】A、将容器体积增加一倍，压强减小，平衡正向移动，说明a<b，故A错误； B、平衡正向移动，A的转化率增大，故B错误； C、平衡正向移动，生成的B增大，物质B的质量分数增大，故C错误； D、由分析可知，该反应的平衡正向移动，故D正确； 故答案为：D。 【分析】保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B 的浓度是原来的 60%，说明平衡正向移动。 17．【答案】B 18．【答案】B 【解析】【解答】A．根据图象可知W点消耗的X的物质的量大于M点消耗X的物质的量，因此根据热化学方程式可知W点放出的热量多，故A不符合题意； B．T2下，在0～t1时间内X的浓度减少了(a－b)mol/L，则根据方程式可知Y的浓度增加了，反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以Y表示的反应速率为，故B符合题意； C．根据图象可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态。温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1＞T2。M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，故C不符合题意； D．由于反应前后均是一种物质，因此M点时再加入一定量的X，则相当于是增大压强，正反应是体积减小的可逆反应，因此平衡向正反应方向移动，所以X的转化率升高，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.反应放热多少与参加反应的反应物的物质的量成正比； C.温度越高反应速率越快； D.M点时达到平衡状态，再加入一定量X，相当增大压强，平衡正向移动。 19．【答案】D 【解析】【解答】A.因为初始投料中n(CO)与n(NO)之比等于化学方程式中对应的化学计量数之比，反应至t4时达平衡，生成物的，其中一生成物为0.25，则另一生成物为0.5，按反应产物的比例可知，平衡时，故曲线Ⅱ表示的是随时间的变化，故A不符合题意； B.t2 min时，而不是达平衡，t4min时，反应达到化学平衡状态，故B不符合题意； C.增大压强，该平衡右移，平衡常数不变，故C不符合题意； D.计算可得0-t4时间段内，，因此速率为 ，故D符合题意； 故答案为：D 【分析】A.根据方程式化学计量系数之比，以及投料比均按照化学计量系数之比进行，即可判断； B.根据平衡条件判断t4达到平衡； C.温度不变，平衡常数不变； D.根据计算出NO的变化量即可计算速率。 20．【答案】C 【解析】【解答】A. 该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1= c(N2)•c(O2) /c(NO)2，故A不符合题意； B. 该温度下，反应2H2O(g) ⇌2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-82，故B不符合题意； C.根据常数越大产生氧气的倾向越大，NO ＞H2O＞CO2，故C符合题意； D.以上说法均不正确，故D不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.根据平衡常数等于生成物浓度与生成物浓度之比； B.根据②计算出其平衡常数； C.根据常数大小判断； D.结合选项判断即可。 21．【答案】（1）；；b （2）；>；加入 的体系与二氧化碳反应，使反应I、Ⅱ的化学平衡正向移动，氢气含量增大 【解析】【解答】(1)①由题图可知，过程I发生 反应； ②根据i．CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　　ΔH1=+206kJ/mol；ii． ；根据盖斯定律，则i×4-ii×3，得： ； ③对于吸热反应，压强一定时，升高温度，平衡正向移动，甲烷含量应减少，故排除曲线c、d；温度一定时，增大压强，平衡逆向移动，甲烷含量将增加，故曲线b表示2MPa时的甲烷含量曲线； (2)①反应I的平衡常数的表达式为 ，反应II是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故平衡常数K(5000℃)>K(700℃)； ②CaO为碱性氧化物，加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应II的化学平衡正向移动，CO浓度降低，反应Ⅰ的平衡也正向移动，使氢气含量增大，故答案为：加入CaO的体系与二氧化碳反应，使反应I、II的化学平衡正向移动，氢气含量增大。 【分析】（1） ① 从图可知反应物是甲烷和CO2，生成物是CO和H2； ② 写出CH4和CO2生成CO和H2O的总反应方程式，再利用盖斯定律求反应热，书写热化学方程式要注意标物质的状态； ③ 反应是气体分子总数增大的反应，压强减小平衡正向移动，甲烷的平衡含量反而越高，该反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，甲烷的平衡压强减小； （2） ①反应II 是吸热反应温度升高平衡正向移动，平衡常数逐渐增大； ② 氧化钙和CO2反应，CO2的浓度减小，反应I、Ⅱ的化学平衡正向移动，氢气含量增大 。 22．【答案】（1）放热 （2）A；C （3）75%(或0.75) （4）C；D （5）负极；O2+4e-+4H+=2H2O；5.6 【解析】【解答】(1)根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应； (2)恒容发生CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)： A．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增大，反应速率加快， 故答案为：A； B．恒容容器中，充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选B； C．加入合适催化剂，活化能降低，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增大，反应速率加快， 故答案为：C； D．降低压强，单位体积内活化分子数减少，有效碰撞几率减小，反应速率减慢，故不选D； 选AC； (3)反应达到平衡状态时，反应消耗0.75molCO2，根据变化量之比=计量数之比可知消耗氢气的物质的量为0.75mol×3=2.25mol，此时H2的转化率为75%(或0.75)； (4)A．反应达到平衡时，各物质浓度保持不变，CO2、H2的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，故不选A； B．反应前后气体系数和不同，压强是变量，体系压强不变，反应达到平衡，故不选B； C．CH3OH(g)、H2O(g)都是生成物，反应开始后二者物质的量比始终是1：1，故n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1，反应不一定平衡， 故答案为：C； D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率都是正反应速率，二者之比为3∶1不能判断反应是否平衡， 故答案为：D； 选CD； (5)①根据图示，电子由c流出，则电极c是负极，d是正极，氧气在正极得电子发生还原反应，电极d的电极反应式O2+4e-+4H＋=2H2O； ②正极反应式为O2+4e-+4H＋=2H2O，若线路中转移1 mol电子，消耗0.25mol氧气，消耗的O2在标准状况下的体积为0.25mol ×22.4L/mol=5.6L。 【分析】（1）结合反应物总能量与生成物总能量高低判断吸热还是放热 （2）常见加快化学反应速率方法为：升温、加入催化剂、增加浓度等 （3）结合图像，列出三段式，求出平衡时各物质的物质的量，计算出氢气的转化率 （4）化学反应达到平衡的依据为“变化的量不再改变既达到化学平衡” （5）对应燃料电池，通入燃料为负极，氧气为正极，在书写电极反应时一定要注意电解质溶液的酸碱性 23．【答案】（1）放出；92 （2）b；改变了反应历程，降低了合成氨反应的活化能 （3）D （4）0.11；0.05mol/(L·min)；CDE 【解析】【解答】（1）根据图示即可写出N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，=(508-600）KJ/mol=-92KJ/mol；因此生成2mol氨气，则释放92KJ； （2）加入催化剂，活化能降低，故b为加入催化剂的变化曲线，催化剂改变了反应的反应历程，降低合成氨反应的活化能； （3）A.升高温度，平衡逆向进行，不利于合成氨，故A不符合题意； B.降低温度，虽然平衡正向进行，但反应速率变慢，故B不符合题意； C.分离氨气，平衡正向进行，但反应速率减慢，故C不符合题意； D.低温下，平衡正向进行，加入合适的催化剂，则提高反应速率，故D符合题意； （4）①根据表格数据即可得到变化量为0.11mol/L，因此x=0.11mol/L，根据2min，c(H2)=0.3mol/L，因此n1=0.1mol/L，因此甲烷的平均速率为0.1/2.05mol/(L·min) = 0.05mol/(L·min)； ②A.前后系数不等，压强不变可说明其反应得到平衡，故A不符合题意； B.甲烷的正反应为平衡正向进行，CO的逆反应说明平衡逆向进行，且速率之比为1：1，则v 正(CH4)=v 逆(CO)，作为判断平衡的依据，故B不符合题意； C.K值只受温度影响，则K不能作为判断平衡的依据，故C符合题意； D.气体质量不变，气体的体积不变，因此密度始终不变，密度不变不能说明其平衡，故D符合题意； E.断开1molH-O键，说明消耗0.5molH2O，断开3molH-H，说明消耗1molH2，系数比不相符，则不能作为判断平衡的依据，故E符合题意； 【分析】（1）根据焓计算出焓变，利用计量系数比计算热量； （2）催化剂降低活化能，速率加快； （3）A.温度升高，平衡逆向移动不利于反应进行； B.温度降低，速率变慢； C.将氨分离出速率减慢； D.温度较低时平衡正向移动，加入催化剂速率加快； （4）①根据甲烷的变化量即可计算出CO的变化量； ②A.前后系数不等，压强不变可说明其达到平衡； B.甲烷正速率与CO的逆速率相等可说明平衡； C.K值不变不能说明平衡； D.气体质量不变，体积不变密度始终不变； E. 1molH-O 键同时断开 3molH-H 键 正逆速率不等。 24．【答案】（1）C （2）放热；135 （3）1.875×10-4；C；BD （4）665 【解析】【解答】(1)由题意可知，NOx转化为氮气时氮元素的化合价降低被还原，NOx为反应的氧化剂，则能用作脱氮剂的物质为反应的还原剂，高锰酸钾具有强氧化性，不能做还原剂，而氨气、甲烷和尿素都具有还原性，可以作脱氮剂， 故答案为：C； (2)由图可知，该反应为反应为总能量大于生成物总能量的放热反应，反应生成1mol固态硫放出的热量为(679-409)kJ=270kJ，则生成16g固态硫放出的热量为×270kJ/mol=135kJ，故答案为：135； (3)①由图可知，2s时一氧化氮的浓度为2.50×10-4mol/L，则0~2s内氮气的平均反应速率为=1.875×10-4 mol/(L·s)，故答案为：1.875×10-4； ②A．降低温度，化学反应速率减慢，故不正确； B．减小反应为一氧化碳的浓度，化学反应速率减慢，故不正确； C．使用催化剂，可以降低反应活化能，反应速率加快，故正确； 故答案为：C； ③A．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故不正确；B．说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； 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，故不正确； D．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； 故答案为：BD； (4)由图可知，1mol氮气和2mol水蒸气反应生成一氧化氮和氢气时，破坏化学键需要吸收的热量为945kJ+4×463kJ=2797kJ，形成化学键释放的能量为2×630kJ+2×436kJ=2132kJ，则反应吸收的热量为2797kJ—2132kJ=665kJ，故答案为：665。 【分析】（1）氮氧化物转化为氮气，氮元素化合价降低，即被还原，因此脱氮剂应该具备还原性； （2）反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热； （3） ① 化学反应速率； ② 增大化学反应速率的方法：升高温度，增大反应物的浓度，加入催化剂，增大接触面积，气体的反应压缩体积； ③ 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）△H=反应物键能-生成物键能，△H<0，反应放热，△H>0，反应吸热。 25．【答案】（1）；①；反应①的活化能是，反应②的活化能是，反应②的活化能更小，故反应①是总反应的决速步 （2）A；C （3）Ⅱ；＜；曲线I表示的转化率随的变化，由于，则越大，的转化率越大，故；3.4 【解析】【解答】（1）由图2可知，总反应为：CO(g) + N2O(g) CO2(g) + N2(g) ∆H = -361.22 kJ·mol-1，反应的决速步骤是由活化能大的步骤决定的，故该总反应的决速步是反应①，判断的理由是反应①的活化能是149.6 kJ·mol-1，反应②的活化能是108.22 kJ·mol-1 ，反应②的活化能更小，故反应①是总反应的决速步。 （2）由速率方程可知，此反应的速率与温度和c( N2O)有关， A．升温，k增大，速率加快，故A正确； B．恒容时，再充人CO，c( N2O)不变，速率不变，故B不正确； C．恒压时，再充人N2O ，c( N2O)增大，速率增大，故C正确； D．恒压时，再充人N2 ，c( N2O)减小，速率减慢，故D不正确； 故答案为：AC； （3）①越大，N2O的转化率越小，故曲线II表示N2O的转化率随的变化。 ②曲线I表示的转化率随的变化，由于，则越大，的转化率越大，故。 ③由图3曲线1可知，，总压为100kPa，容器恒容，温度为T4时，N2O的转化率为65%，可列出三段式：，利用“三段式”计算法可知，平衡时p(N2O) = 17.5 kPa，p(CO) = 17.5 kPa，p(CO2) =32. 5 kPa，p(N2) =32.5 kPa，。 【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）增大化学反应速率的方法：升高温度，增大反应物的浓度，加入催化剂，增大接触面积，气体的反应压缩体积； （3） ①越大，N2O的转化率越小； ② 越大，的转化率越大 ； ③ 平衡常数的计算要结合分压判断，分压之比等于物质的量之比。 学科网（北京）股份有限公司 $$