专题04 化学反应的限度-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学上学期期中真题分类汇编（上海专用）

专题04 反应的限度 内容概览 考点01 化学平衡常数 考点02 化学平衡的移动 考点01 化学平衡常数 1．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是（    ） A．化学平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变 B．对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1 C．温度越高，K值越大 D．化学平衡常数随温度的改变而改变 2．下列关于平衡常数的说法正确的是： A．K不变，平衡可能移动 B．同一个反应的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍 C．K值越大，反应速率也越快 D．对于合成氨反应，压强增大，平衡右移，K增大 3．将4mol SO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为 A．4 B．0.4 C．0.25 D．0.2 4．反应的平衡常数为，反应 的平衡常数为，则、的关系为(平衡常数为同温度下的测定值) A． B． C． D． 5．也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。可溶于水，在水中易分解，产生的为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下： 反应①，平衡常数为； 反应②，平衡常数为； 总反应：，平衡常数为K。 下列叙述正确的是 A．升高温度，K增大 B． C．适当升温可提高消毒效率 D．压强增大，减小 6．t℃时，某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为： ，有关该平衡体系的说法正确的是（   ） A．升高温度，平衡常数K增大 ，则正反应为吸热反应 B．增大压强，W质量分数增加 C．增大X浓度，平衡向正反应方向移动 D．升高温度，若混合气体的平均相对分子质量变大，则正反应是放热反应 7．最近，各国科学家联合成功研制的一种新型催化剂，可在常压下将二氧化碳与氢气的混合气体转化为甲烷。在容积为VL的容器中进行该转化，相关情况如图所示。下列有关说法不正确的是 A．101kPa、120℃时，该反应的平衡常数表达式为 B．断裂1molC=O键、2molH—H键所吸收的能量小于形成2molC—H键、2molO—H键所释放的能量 C．300℃时，从反应开始到达到平衡的这段时间，平均反应速率 D．其他条件不变，缩小容器容积，二氧化碳的平衡转化率增大，平衡常数不变 8．某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入A气体、B气体，其浓度分别为2 mol/L，1 mol/L，且发生如下反应：3A(g)+2B(g) ⇋4C(?)+2D(?)已知“?”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，且反应前后压强比为5：4，则下列说法中正确的是（    ） ①该反应的化学平衡常数表达式为： ②此时B的转化率为35% ③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变 ④增加C的量，A、B转化率不变 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 9．在一定温度下，改变起始时n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是 A．b、c点均为平衡点，a点未达平衡且向正反应方向进行 B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大 C．a、b、c点均为平衡点，b点时SO2的转化率最大 D．a、b、c三点的平衡常数：Kb>Kc>Ka 二、填空题 10．在密闭容器中，氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气。时反应吸收的热量为，此时氨气的转化率为25%。该反应的热化学方程式： 。 11．在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度分别为0.200 mol·L-1和1.00mol·L-1。 求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少 ？ 12．把0.4molX气体的0.3molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)。5min后达平衡生成0.2molW，若测知，则 (1)上述反应中Z气体的化学计量数n的值是 。 (2)X的转化率为 ？ (3)平衡时Y的体积分数为 ？ (4)反应的平衡常数K= ？ 三、解答题 13．氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题： 已知： (1)若某反应的平衡常数表达式为，请写出此反应的热化学方程式： ；下列措施能够增大此反应中NO的平衡转化率的是 (填序号)。 A．缩小容器容积      B．升高温度     C．使用优质催化剂 D．增大CO的浓度 (2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应 ，NO和N2的物质的量变化如下表所示。 时间/ 物质的量/ 物质 T1℃ T2℃ 0 5 10 15 20 25 30 NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40 N2 0 0.42 0.60 0.60 0.75 0.80 0.80 ①内，以CO2表示的反应速率 ，该条件下的平衡常数K= 。 ②第15min后，温度调整到T2℃，数据变化如上表所示，则T1 T2 (填“”“”或“”)。 ③若30min时，温度保持T2℃不变，向该容器中再加入四种反应混合物各2mol，则此时反应 移动(填“正向”“逆向”或“不”)；最终达平衡时NO的转化率 。 (3)工业水可以用氨水除去反应中产生的CO2，得到溶液，反应的平衡常数K= 。(已知常温下的电离平衡常数，H2CO3的电离平衡常数、) 14．氨气具有广泛用途，工业上利用反应  合成氨，其基本合成过程如下： (1)某小组为了探究外界条件对反应的影响，参加合成氨的反应，在、两种条件下分别达到平衡，测得的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题： ①条件下，的平均反应速率 。 ②相对而言，可能改变的条件是 。 ③在条件下，时刻将容器容积压缩至原来的，时刻重新建立平衡状态。请在图中画出时刻的变化曲线 。 (2)某小组往一恒温恒压容器中充和，模拟合成氨的反应，图乙为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强()的关系图。若体系在、下达到平衡。 ①此时的平衡分压为 MPa，的平衡分压为 MPa。(分压总压物质的量分数) ②列式计算此时的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效数字) (3)分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是 。 考点02 化学平衡的移动 1．在2L恒容密闭容器中充入1molCO，2 mol，在一定条件下发生如下反应：  kJ⋅mol，CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是 A．工业上，利用上述反应合成甲醇，温度越高越好 B．图像中X代表压强，与代表不同温度，且 C．图像中P点代表的平衡常数K的数值为4 D．若维持温度不变，再充入1 mol CO，2 mol，达到平衡时平衡常数增大 2．异山梨醇广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。在温度为T、催化剂条件下，山梨醇制备异山梨醇的过程及相关物质的浓度随时间变化的关系如图所示，山梨醇的初始浓度为，后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 山梨醇1,4-脱水山梨醇异山梨醇 A．曲线表示异山梨醇的浓度，该反应存在副产物 B．该温度下的平衡常数： C．内， D．加入催化剂对反应①②的平衡转化率均无影响 3．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g) ⇌2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。 下列说法正确的是 A．550℃时，若充入惰性气体，ʋ正，ʋ逆 均减小，平衡不移动 B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为60.0% C．T℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=P总 D．若将容器改为恒容，其他条件均不变，925℃平衡时，CO%＜96.0% 4．把2.5mol A和2.5mol B通入容积为2L的密闭容器里，一定温度下发生如下反应：3A(g)+B(g) ⇌xC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5s内C的浓度改变了1 mol/L，同时生成1 mol D。下列叙述中不正确的是 A．x=4 B．达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为6：5 C．达到平衡状态时A的转化率大于B的转化率 D．该温度下，反应的平衡常数为8 5．一定温度下，在某一密闭容器中，发生反应    ，下列说法正确的是 A．每转移0.4mol电子，此时生成1.6g(g) B．仅加入适宜的催化剂，该反应的平衡常数保持不变 C．当混合气体时，该反应达到平衡 D．该反应的能量变化趋势与的能量变化趋势不相同 6．在体积为1L的恒容容器中，用和合成甲醇：  。相同时间内不同的温度下，将和置于反应器中反应，测定的产率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．图中P点 C．Q点，的体积分数[]与的体积分数[]存在关系： D．520K下，X点所对应甲醇的产率为50%，则平衡常数 7．在某一密闭容器中，发生反应，该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 8．时在刚性密闭容器中使与发生反应生成。反应过程中的浓度变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为和时，的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论错误的是 A．当容器内混合气体的总压强不随时间改变时，该反应一定处于平衡状态 B．保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数减小 C．反应进行的前内，用表示的反应速率 D．容器中发生的反应可表示为： 9．恒容密闭容器（忽略固体体积的影响及温度对物质状态的影响）中一定量 发生反应，实验测得不同温度下的平衡数据如下。下列有关叙述正确的是 温度/℃ 15 20 25 平衡气体总浓度/ 2.1 3.0 6.3 A．时，当反应达平衡时，的体积分数小于 B． 时，当气体的密度不变时，反应已达到平衡 C．时，向平衡体系中再充入 和 ，达平衡后 浓度增大 D．时，根据平衡常数的大小，可以判断该反应进行得基本完全了 10．向一恒容密闭容器中加入1mol和一定量的，发生反应： ，的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．点a、b、c对应的平衡常数： B．反应速率： C． D．容器内压强 11．在一密闭容器中发生反应：  ，开始按体积比2：1将X、Y充入反应器中，一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图像，下列有关说法正确的是 A．图甲， B．图甲， C．图乙，时表示恒温，恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体 D．图乙，如果时表示向体系中加入了催化剂 12．时℃，向容积为的恒容密闭容器中加入和，模拟发生脱硝反应：，测得的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法错误的是 A．时，容器内 B．时，的转化率为60% C．， D．平衡时， 13．乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为 反应Ⅰ：C2H5OH(g) + 3H2O(g) =2CO2(g) + 6H2(g)    ΔH=173.3kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO2(g) + H2(g) =CO(g) + H2O(g)   ΔH=41.2kJ·mol-1 在1.0×105Pa，n始(H2O)﹕n始(C2H5OH)=3﹕1时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性 下列说法正确的是 A．图中曲线③表示平衡时H2的产率随温度的变化 B．平衡时C2H5OH的转化率与 H₂O的转化率相等 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，降低体系压强，反应I的平衡常数减小 14．250℃时，将一定量的碳酸氢钠固体置于真空容器中分解，达平衡时，测得体系内总压强为p。则下列叙述正确的是 A．当体系内二氧化碳的物质的量分数不变时，反应达到平衡状态 B．平衡后，继续添加碳酸氢钠，平衡右移，K增大 C．向平衡体系中加入等量的、，平衡左移，K不变 D．250℃时，该反应的化学平衡常数为 15．已知在一定条件下，反应，某实验小组测得的转化率在不同温度与压强下的实验数据，三者之间关系如下图所示。下列说法正确的是 A．图中、两点对应的平衡常数相等 B．x<4 C．TA<TB D．将、，置于密闭容器中发生反应，放出的热量为 16．在时，密闭容器中、、三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 初始浓度 平衡浓度 下列说法错误的是 A．增大压强使平衡向生成的方向移动，平衡常数增大 B．反应可表示为，其平衡常数为 C．反应达平衡时，的转化率为 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 17．在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。 已知：； 。 催化剂选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示： 。下列有关说法正确的是 A．反应在高温下有自发进行的倾向 B．在间，以为催化剂，升高温度的选择性明显增大 C．高于后，以为催化剂，转化率上升的原因是平衡正向移动 D．选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高的选择性 二、多选题 18．合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究与CO之间的转化。现将一定量的与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应：，测得压强、温度对CO的平衡组成的影响如图所示。下列说法正确的是 A．平衡体系的压强： B．该反应的活化能： C．该反应的平衡常数： D．图中d点按再通入混合气，平衡不移动 19．、为原料合成涉及的反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：     在5MPa下，按照投料，平衡时，CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图。下列说法不正确的是 A．反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能 B．曲线m代表在含碳产物中物质的量分数 C．该条件下温度越低，越有利于工业生产 D．图示270℃时，平衡体系中的体积分数为20% 三、填空题 20．有可逆反应：。已知938K时平衡常数，1173K时平衡常数。 (1)该反应的平衡常数表达式 ，是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)若该反应在体积恒定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，如果改变下列条件，反应混合气体的平均相对分子质量如何变化(填“增大”“减小”或“不变”)。 ①升高温度 。 ②再通入CO 。 (3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图： ①从图中可以看出，反应到时达到平衡，在时改变某种条件，该条件可能是 。 A．升高温度        B．增大浓度 ②如果在时从混合物中分离出部分CO，时间段反应处于新的平衡状态，请在图上画出的v(逆)变化曲线 。 四、解答题 21．工业上利用CO与的反应大规模生产，反应原理如下：  。回答下列问题： (1)生产中，欲提高CO的转化率，可采取的措施是 (填“增大”或“减小”)的浓度，适当 (填“升高”或“降低”)反应温度。 (2)实验发现其他条件不变，在体系中投入一定量CaO可以增大的体积分数，从化学平衡的角度解释原因： 。 (3)在其他条件相同时，将两种等质量不同粒径的CaO(纳米级和微米级)投入体系中，体积分数随时间变化如图所示，其中表示纳米级CaO对体积分数产生影响的曲线是 (填“a”或“b”)，判断理由是 。 (4)将加热至，部分发生分解，，达到平衡时。，在一真空密闭容器中加入适量的，再充入一定量的，加入催化剂使其发生反应：(忽略其他副反应)，测得该反应中物质分压如图所示(t时刻前，的分压未给出)。 ①A点坐标为(t， )。 ②的平衡转化率为 。 ③反应的平衡常数 。 22．水是生命之源，生产和生活都离不开水。请回答： (1)置于密闭容器中的纯水(如图所示)，存在平衡：H2O(l) H2O(g)  ΔH=+44 kJ/mol。一定温度下达到平衡时，p(H2O)(水蒸气产生的压强)为一定值，该压强称为相应温度下的饱和蒸气压。若将水置于敞口容器中，当水的饱和蒸气压与外界气压相同时，水就会沸腾。 ①从反应自发性角度分析，常温下水能够挥发的原因是 。 ②已知：一定物质的量的气体产生的压强与温度成正比；当水中溶有非挥发性溶质时，水的沸点会升高。在下图中画出水和水中加入非挥发性溶质时的饱和蒸气压随温度的变化曲线并分别标注纯水、溶液 。 (2)水蒸气和沼气(含CO2)的催化重整反应可用于制氢气，相关反应如下： Ⅰ．CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH1=+260kJ/mol Ⅱ．CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)  ΔH2=－41kJ/mol Ⅲ．CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)  ΔH3=+247kJ/mol 其他反应：甲烷高温分解等原因造成的积碳反应。 ①工业生产中常采用700℃左右的高温，原因是 。 ②一定温度下，某密闭容器中充入一定量CH4(g)、H2O(g)、CO(g)和H2(g)发生反应Ⅰ，下列有关说法正确的是 。 A．若反应在恒压容器中进行，容器体积不再发生变化时，反应达到平衡状态 B．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量CH4，达到新平衡后，与原平衡相比，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后，降低体系温度，达新平衡时，CO体积分数一定减小 D．若反应在恒压容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量Ar，达到新平衡时，c(H2)比原平衡大 ③在催化剂作用下，反应Ⅰ机理涉及如下过程(*代表催化剂吸附中心位点，CH2*代表吸附态的CH2)： (a)：CH4+* → CH2*+H2      (b)：H2O+2*H*+OH*     (c)： (d)：          (e)：CO*CO+* 23．可采用多种方法消除大气中氮氧化物。 方法1：法，主要反应为：   (1)下列关于法主要反应的说法正确的是___________。 A．由于反应的，，所以该反应的自发性与温度无关 B．在恒容密闭容器中发生该反应，容器中气体密度不变说明反应达到平衡 C．在绝热容器中发生该反应，容器中气体温度不变说明反应达到平衡 D．在恒压密闭容器中发生该反应，通入惰性气体能缩短达到平衡的时间 (2)其他条件相同，某2L密闭容器中分别投入、2molNO、，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图所示。 ①图中甲曲线上各点 (“全部”、“部分”或“均未”)达到平衡状态。 ②工业上选择催化剂乙的原因是 。 ③在催化剂甲作用下，高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是 。 方法2：法，其主要反应原理为：    (3)在3.00L密闭容器中，通入和，在一定温度下进行上述反应，反应时间(t)与容器内气体总压强(P)的数据见表： 反应时间t/min 0 2 4 6 8 10 总压强P/100kPa 4.80 5.44 5.76 5.92 6.00 6.00 由表中数据，计算0-4min内： ① 。 ②该反应的分压平衡常数 kPa。 (4)在一恒容装置中，通入一定量和，测得在相同时间内和不同温度下，的转化率如图，则下列叙述正确的是___________(选填序号)。 A．若温度维持在200℃更长时间，混合气体的颜色变淡，则的转化率将大于19% B．反应速率：b点的(逆)点的(逆) C．400℃前和500℃后，升高温度，的平衡转化率的变化趋势相反 D．若在d点对应温度下，通入更多，当转化率达到85%时，反应所需时间不变 24．合成气(和)制醇是煤、天然气等非石油基碳资源的高值化转化的重要途径之一、已知合成气制甲醇的反应为 (1)若逆反应活化能，则正反应活化能 (用含的代数式表示)。合成气制甲醇的反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下自发。 (2)向四个容积均为的容器中分别充入和值分别为时的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。 ①温度下，下列表述不能说明反应达到平衡状态的是 (填序号)。 A．的消耗速率等于甲醇的生成速率 B．单位时间内，断裂键的数目是断裂键的数目的2倍 C．混合气体密度不再改变 D．混合气体平均摩尔质量不再变化 ②表示的是曲线 ，理由是 。 ③温度下，投料比时，反应达到平衡后混合气体中甲醇的物质的量分数 %，物质的量分数平衡常数 。(用物质的量分数代替浓度计算平衡常数) (3)科学家合成了硫化钼纳米片作催化剂，利用合成气制备多种醇。温度下，分别投入和，经历达到平衡，实现了的转化率和的甲醇选择性(如图所示)，则平均反应速率 (用含t的计算式表示)。 25．汽车尾气中的CO、、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮氧化物，防止空气污染。回答下列问题： (1)已知：   kJ·mol   kJ·mol 能将NO转化成无毒物质，写出在298K时该反应的热化学方程式： 。 (2)氮氧化物也可以用尿素水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体，该反应的化学方程式为 。 (3)活性炭对尾气中NO处理的原理为：  。 I．在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率随温度的变化关系如图所示： ①由图可知，温度低于1050K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是 。 ②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、pa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]。 II．科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、，通入NO使其浓度达到0.1 mol⋅L。不同温度下，测得2小时时NO去除率如图所示： ①据图分析，490℃以下反应活化能最小的是 (用a、b、c表示)。 ②490℃活性炭负载钙、镧氧化物时的反应速率 mol⋅L⋅h，该温度下此反应的平衡常数为121，则反应达到平衡时NO的去除率为 %(保留两位有效数字)。 26．联氨()又称肼，是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。 回答下列问题： (1)的电子式为 ，分子中氮原子轨道的杂化类型是 。 (2)、常用作火箭发射推进剂中的反应物质。 已知：①  ； ②  ； ③  ； ④  。 上述反应热效应之间的关系式为 (用含、、的代数式表示)。 (3)已知联氨为二元弱碱，常温下联氨的水溶液中存在平衡：  ；  。常温下将盐酸滴加到联氨()的水溶液中，混合溶液中微粒的分布分数随变化的关系如图所示[已知：X的分布分数，X表示或或]： ① 。 ②a点溶液的 。 ③在溶液中水解的离子方程式为 。 (4)和氧气反应的产物随温度的不同而发生变化，在相同时间内测得和氧气反应产物的产率随温度变化的曲线如图所示： ①下列说法正确的是 (填选项字母)。 A．温度低于400℃时，肼和氧气发生的主要反应中反应物反应的物质的量之比为1：1 B．T℃下，若只发生反应，反应达到平衡时，增大容器体积，变大 C．温度高于900℃时，与的产率降低，但是反应速率加快了 D．温度高于900℃时，和的产率降低的原因一定是平衡逆向移动 ②1200℃时，向某1L恒容密闭容器中充入1.10mol肼和2.50mol氧气，发生反应 和，平衡时若生成0.40mol，0.10mol，则反应的平衡常数 。 27．甲醇是一种重要的化工原料，具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇(CH3OH)。 (1)已知一定条件下，发生反应：，，该条件下，水煤气转化成甲醇的热化学方程式是 。 在体积可变的恒压密闭容器中投入和，不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如下图所示。 (2)P1 P2(填“<”或“>”)。 (3)M点对应的平衡混合气体的体积为，则时，该反应的平衡常数 ，的转化率为 (保留1位小数)。 (4)工业上可利用甲醇茾基化法进一步制取甲酸甲酯：。在容积不变的密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH(g)和(g)，在相同时间内的转化率随温度变化如下图所示(不考虑其他副反应)。 ①b、c、d三点中，尚未达到化学平衡状态的点是 。 ②该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。 ③反应达到平衡后向该容器中继续通入等物质的量的CH3OH(g)和(g)，保持恒温恒容，则再次平衡后，甲醇的转化率 (填“增大”或“减小”或“不变”)。 ④曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理由 。 28．氮氧化物(主要为 NO 和 NO2)是大气污染物，如何有效地消除氮氧化物的污染是目前科学家们研究的热点问题。 (1)用尿素[CO(NH2)2]吸收氮氧化物是一种可行的方法。 ①尿素在高温条件下与NO2反应转化成无毒气体，该反应的化学方程式为 。 ②在一个体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和1mol NH3，在恒定温度下使其发生反应 2NH3 (g)+CO2 (g)NH2 CONH 2(s)+H 2O(g)△H＜ 0并达到平衡，混合气体中氨气的体积分数随时间的变化如图所示。 B点时，NH3 的转化率为 。 ③下列有关反应2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2 (s)+H2O(g)的说法正确的是 。 A．分离出少量的尿素，NH3 的转化率将增大 B．反应达到平衡时，降低反应体系的温度，CO2 的浓度减小 C．NH3 的转化率始终等于CO2 的转化率 D．加入有效的催化剂能够提高尿素的产率 (2)已知常温下Ka(HNO2)=5×10-4，则反应 HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(aq)+H2O(l)的平衡常数K= 。 (3)CO与Ni发生羰化反应形成的络台物可作为催化烯烃反应的催化剂。Ni的羰化反应为Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)  ＜0，T0温度下，将足量的Ni粉和3.7molCO加入到刚性密闭容器中，10min时反应达到平衡，测得体系的压强为原来的。则： ①0～10min内平均反应速率v(Ni)= g·min-1。 ②研究表明，正反应速率v正=k正·x4(CO)，逆反应速率v逆=k逆·x[Ni(CO)4](k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数)，计算T0温度下的= 。 29．某温度下，利用CO2生产甲醇主要涉及以下反应。 反应Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=-49.4kJ/mol  K1 反应Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2  K2 反应Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3= _90.6 kJ/mol 回答下列问题： (1)ΔH2= kJ/mol。 (2)恒压条件下发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡后再充入惰性气体，反应Ⅱ平衡将 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。 (3)将1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)充入密闭容器发生反应Ⅰ和Ⅱ，并达到平衡状态。相同温度下，在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性[] 和CO的选择性[] 随压强变化曲线如图所示，图中表示CO2的平衡转化率的曲线是 (填“m”“n”或“p”)，A点时H2的转化率为 。 (4)在恒压密闭容器中充入6 mol H2(g)、2 mol CO2(g)，分别在1 MPa和10 MPa下反应，分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH3OH的影响，设这三种气体物质的量分数之和为1，CO和CH3OH的物质的量分数与温度变化关系如图： ①表示10 MPa时CH3OH的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 (填标号)。 ②200~400℃b、d曲线基本重合的原因是 。 ③590℃时，反应Ⅱ的Kp为 。 30．CH4还原CO2是实现“碳达峰”“碳中和”的有效途径之一，相关的主要反应有： Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  =+247kJ/mol K1 =+200J/(K·mol) Ⅱ：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) =+41kJ/mol K2 =+42J/(K·mol)。 回答下列问题： (1)反应Ⅰ在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 (2)有利于提高CO2平衡转化率的条件是_______。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (3)计算反应CH4(g)＋3CO2(g)4CO(g)＋2H2O(g)的= kJ/mol，K= (用含K1、K2的式子表示)。 (4)恒温恒容条件下，向密闭容器中充入一定量CH4和CO2，下列条件不能判断反应达到平衡状态的是_______。 A．n(CH4)：n(CO2)=1：2 B．CH4体积分数保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．反应体系的热效应为0 (5)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入等物质的量的CH4和CO2，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，起始压强为0.2MPa．平衡时总压强为0.3MPa，CO2的转化率为70%。反应Ⅱ的平衡常数Kp= (用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 (6)恒温恒压条件下，CH4和CO2按一定的比例投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2的高效转化： 过程ⅱ平衡后通入氦气，一段时间后测得CO的物质的量上升。过程ⅲ发生的反应有CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)，3Fe(s)+4CO2(g)Fe3O4(s)+4CO(g)，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因： 。 31．既是温室气体，也是重要的化工原料。研究的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。 (1)工业上，利用和反应合成二甲醚： ，该反应在 (填“高温”或“低温”)下能自发进行。 (2)T℃时，在1L恒容密闭容器中投入和，发生反应：，在10min时反应达到平衡，测得此时。该温度下反应的平衡常数 (列出计算式即可)；达到平衡时，的转化率为 。 (3)一定条件下，在密闭容器中充入与在催化剂作用下发生反应：，的平衡转化率与温度压强的关系如图所示。 ①a点时，的物质的量为 mol。 ②)在恒温恒容条件下，再增加和，平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动，达到新平衡时，的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 反应的限度 内容概览 考点01 化学平衡常数 考点02 化学平衡的移动 考点01 化学平衡常数 1．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是（    ） A．化学平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变 B．对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1 C．温度越高，K值越大 D．化学平衡常数随温度的改变而改变 【答案】C 【解析】A选项，同一反应，平化学衡常数只受温度影响，与反应物的浓度无关，故A正确； B选项，同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数，对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1，故B正确； C选项，平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，反应可能是吸热反应或放热反应；升温，平衡向吸热反应方向进行，平衡常数不一定增大，故C错误； D选项，平化学衡常数只受温度影响，与反应物浓度、体系的压强无关，故D正确； 综上所述，答案为C。 【点睛】使用催化剂只改变反应速率，不改变化学平衡，不影响平衡常数； 平衡常数是衡量化学平衡进行程度的物理量； 平衡常数只受温度影响，不受浓度、压强、催化剂等因素的影响。 2．下列关于平衡常数的说法正确的是： A．K不变，平衡可能移动 B．同一个反应的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍 C．K值越大，反应速率也越快 D．对于合成氨反应，压强增大，平衡右移，K增大 【答案】A 【解析】A. K值只与温度有关，影响化学平衡的因素主要有浓度、温度、压强等。如在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于正反应的进行，K值不变，但平衡发生移动，所以K值不变，平衡可能移动，A项正确； B. 相同条件下，同一个反应，其方程式的计量数增大2倍，K值应为原来的平方，B项错误； C. K值表示反应进行的程度，其值越大，则说明正向进行的程度越大，与反应速率无关，C项错误； D. 合成氨反应为N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)，此反应是气体体积减小的反应，则压强增大，平衡右移，但K值只与温度有关，温度不变，则K值不变，D项错误； 答案选A。 【点睛】平衡常数K是温度的函数，只与温度有关，温度一定，平衡常数K值一定，温度发生变化，平衡常数K值也发生变化。 3．将4mol SO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为 A．4 B．0.4 C．0.25 D．0.2 【答案】A 【分析】利用化学平衡三段式计算各组分的浓度，根据平衡常数公式K= 计算出该反应的平衡常数． 【解析】平衡时SO3的浓度为0.5mol·L-1，则平衡时各组成物质的量变化为： 平衡常数K= = =4， 故选A。 【点睛】本题考查了化学平衡常数考点，解题关键：注意平衡常数在计算中的应用，易错点，平衡常数计算公式中是浓度，不能用物质的量代入计算。 4．反应的平衡常数为，反应 的平衡常数为，则、的关系为(平衡常数为同温度下的测定值) A． B． C． D． 【答案】C 【解析】反应的平衡常数为＝，则相同温度下，反应的平衡常数K2=,所以，C项正确。 5．也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。可溶于水，在水中易分解，产生的为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下： 反应①，平衡常数为； 反应②，平衡常数为； 总反应：，平衡常数为K。 下列叙述正确的是 A．升高温度，K增大 B． C．适当升温可提高消毒效率 D．压强增大，减小 【答案】C 【解析】A．由总反应： 可知，正反应为放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，A项错误； B．由，B项错误； C．适当升温，反应①的平衡正向移动，生成，反应②的平衡逆向移动，的量增多，则可提高消毒效率，C项正确； D．平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，D项错误； 答案选C。 6．t℃时，某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为： ，有关该平衡体系的说法正确的是（   ） A．升高温度，平衡常数K增大 ，则正反应为吸热反应 B．增大压强，W质量分数增加 C．增大X浓度，平衡向正反应方向移动 D．升高温度，若混合气体的平均相对分子质量变大，则正反应是放热反应 【答案】A 【分析】根据平衡常数得到反应方程式为：2Z(g) + 2W(g) X(g) + 2Y(g)。 【解析】A选项，升高温度，平衡向吸热反应移动，平衡常数K增大，说明正向移动，即正反应为吸热反应，故A正确； B选项，增大压强，向体积减小方向移动即正向移动，W质量分数减小，故B错误； C选项，增大X浓度，平衡向逆反应方向移动，故C错误； D选项，升高温度，平衡向吸热反应移动，若混合气体的平均相对分子质量变大，气体质量不变，说明向气体物质的量减小方向移动即正向移动，因此正反应是吸热反应，故D错误； 综上所述，答案为A。 7．最近，各国科学家联合成功研制的一种新型催化剂，可在常压下将二氧化碳与氢气的混合气体转化为甲烷。在容积为VL的容器中进行该转化，相关情况如图所示。下列有关说法不正确的是 A．101kPa、120℃时，该反应的平衡常数表达式为 B．断裂1molC=O键、2molH—H键所吸收的能量小于形成2molC—H键、2molO—H键所释放的能量 C．300℃时，从反应开始到达到平衡的这段时间，平均反应速率 D．其他条件不变，缩小容器容积，二氧化碳的平衡转化率增大，平衡常数不变 【答案】A 【解析】A.根据题目信息，可推知发生的反应为，由于、120℃时，水为气态，故此时该反应的，A错误； B.结合图像可知，温度较高时，的平衡物质的量较小，说明该反应的正反应为放热反应，故断裂键、键所吸收的能量小于形成键、键所释放的能量，B正确； C.300℃时，从反应开始到达到平衡的这段时间，平均反应速率，故，C正确； D.其他条件不变，缩小容器容积，体系中各物质浓度均增大，相当于加压，平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，温度不变，平衡常数不变，D正确。 答案选A。 8．某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入A气体、B气体，其浓度分别为2 mol/L，1 mol/L，且发生如下反应：3A(g)+2B(g) ⇋4C(?)+2D(?)已知“?”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，且反应前后压强比为5：4，则下列说法中正确的是（    ） ①该反应的化学平衡常数表达式为： ②此时B的转化率为35% ③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变 ④增加C的量，A、B转化率不变 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】C 【解析】反应一段时间后达到平衡，测得反应前后压强比为5：4，故反应后气体体积减小，故C、D至少一种不为气体；在一个2L的密闭容器中充入A气体，B气体，测得其浓度为2mol/L和1mol/L；则A气体，B气体的物质的量分别为2mol/L×2L=4mol，1mol/L×2L=2mol，则反应前气体总的物质的量为4mol+2mol=6mol；测得反应前后压强比为5：4，故平衡时气体总的物质的量为6mol×4/5=4.8mol；生成1.6molC，则生成D的物质的量为1.6×2/4=0.8mol，反应的B的物质的量为1.6×2/4=0.8mol，反应A的物质的量为1.6×3/4=1.2mol，则平衡时，A、B、C、D的物质的量分别为4mol-1.2mol=2.8mol、2mol-0.8mol=1.2mol、1.6mol、0.8mol，平衡时气体总的物质的量为6mol×=4.8mol，故D为气体，C不为气体．①C不为气体，故C不能出现在平衡常数的表达式中，故①错误；②反应的B的物质的量为0.8mol，故B的平衡转化率为×100%=40%，故②错误；③反应后气体体积减小，故增大该体系压强，平衡向右移动；平衡常数与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，故③正确；④C不为气体，故增加C的量，平衡不移动，故A、B转化率不变，故④正确；故说法中正确的是③④，答案选C。 9．在一定温度下，改变起始时n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是 A．b、c点均为平衡点，a点未达平衡且向正反应方向进行 B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大 C．a、b、c点均为平衡点，b点时SO2的转化率最大 D．a、b、c三点的平衡常数：Kb>Kc>Ka 【答案】B 【解析】A．题中横坐标为二氧化硫的物质的量，纵坐标为平衡时三氧化硫的体积分数，曲线上的点为平衡状态，故A错误； B．二氧化硫越少，氧气越多，则二氧化硫的转化率越大，a点二氧化硫的转化率最大，故B正确； C．根据B的分析，a点二氧化硫的转化率最大，故C错误； D．温度不变，则平衡常数不变，故D错误； 故选B。 二、填空题 10．在密闭容器中，氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气。时反应吸收的热量为，此时氨气的转化率为25%。该反应的热化学方程式： 。 【答案】 【解析】时反应吸收的热量为，此时氨气的转化率为25%，参加反应的氨气为4mol×25%=1mol，即反应1mol氨气时，反应吸收热量，故该反应的热化学方程式为。 11．在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度分别为0.200 mol·L-1和1.00mol·L-1。 求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少 ？ 【答案】83% 【解析】设CO转化为CO2的物质的量浓度为xmol/L，根据三段式 则 =1，解得x=，CO转化为CO2的转化率为×100%=83%； 答案为83%。 12．把0.4molX气体的0.3molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)。5min后达平衡生成0.2molW，若测知，则 (1)上述反应中Z气体的化学计量数n的值是 。 (2)X的转化率为 ？ (3)平衡时Y的体积分数为 ？ (4)反应的平衡常数K= ？ 【答案】(1)1 (2)75% (3)33.3% (4)K=40 【分析】Z的变化量为： 【解析】（1）根据分析可知，变化的物质的量之比等于计量数之比，故n=1，故答案为：1； （2）根据三段式分析可知，X的转化率为，故答案为：50%； （3）根据三段式分析可知，平衡时Y的体积分数为，故答案为：33.3%； （4）根据三段式分析可知，2L容器中反应的平衡常数为，故答案为：40。 三、解答题 13．氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题： 已知： (1)若某反应的平衡常数表达式为，请写出此反应的热化学方程式： ；下列措施能够增大此反应中NO的平衡转化率的是 (填序号)。 A．缩小容器容积      B．升高温度     C．使用优质催化剂 D．增大CO的浓度 (2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应 ，NO和N2的物质的量变化如下表所示。 时间/ 物质的量/ 物质 T1℃ T2℃ 0 5 10 15 20 25 30 NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40 N2 0 0.42 0.60 0.60 0.75 0.80 0.80 ①内，以CO2表示的反应速率 ，该条件下的平衡常数K= 。 ②第15min后，温度调整到T2℃，数据变化如上表所示，则T1 T2 (填“”“”或“”)。 ③若30min时，温度保持T2℃不变，向该容器中再加入四种反应混合物各2mol，则此时反应 移动(填“正向”“逆向”或“不”)；最终达平衡时NO的转化率 。 (3)工业水可以用氨水除去反应中产生的CO2，得到溶液，反应的平衡常数K= 。(已知常温下的电离平衡常数，H2CO3的电离平衡常数、) 【答案】 AD > 正向 60% 1.25×10-3 【分析】(1)根据平衡常数表达式写出化学方程式，再根据盖斯定律计算；增大此反应中NO的平衡转化率，则平衡正移，根据等效平衡和勒夏特列原理判断； (2)①根据和化学平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比计算；②根据温度对化学平衡的影响分析；③计算T2时平衡常数K，再计算Qc与K比较可得； (3)反应的平衡常数，再利用水的离子积常数和的电离平衡常数Kb，H2CO3的电离平衡常数Ka1，计算其化学平衡常数K。 【解析】(1)平衡常数表达式，可知反应方程式为 ；将题中所给热化学方程式依次编号为①②③，结合盖斯定律可知，得到，。缩小容器容积，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡正向移动，的转化率增大，故A符合题意；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡逆向移动，的转化率减小，故B不符合题意；使用优质催化剂，催化剂同等程度改变正、逆反应速率，平衡不移动，故C不符合题意；增大的浓度，平衡正向移动，的转化率增大，故D符合题意。 (2)反应得到反应 。 ①内， 以表示的反应速率；达到平衡时， 。 ②第后，温度调整到，的物质的量减小，平衡正向移动，该反应为放热反应，降低温度，平衡向放热反应方向移动，则。③温度保持不变，，若时，向该容器中再加入四种反应混合物各，，平衡正向移动；相当于开始时投入足量活性炭、、、， ，解得，最终的转化率 。 (3)反应的平衡常数，平衡常数表达式的分母同时乘，可得 。 14．氨气具有广泛用途，工业上利用反应  合成氨，其基本合成过程如下： (1)某小组为了探究外界条件对反应的影响，参加合成氨的反应，在、两种条件下分别达到平衡，测得的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题： ①条件下，的平均反应速率 。 ②相对而言，可能改变的条件是 。 ③在条件下，时刻将容器容积压缩至原来的，时刻重新建立平衡状态。请在图中画出时刻的变化曲线 。 (2)某小组往一恒温恒压容器中充和，模拟合成氨的反应，图乙为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强()的关系图。若体系在、下达到平衡。 ①此时的平衡分压为 MPa，的平衡分压为 MPa。(分压总压物质的量分数) ②列式计算此时的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效数字) (3)分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是 。 【答案】 增大 9 9 15 及时分离出液氨，减小，使平衡往生成的方向移动，增大原料利用率(或产率) 【解析】(1)．①由图象可知，a条件下，0～t0时间内，氢气的浓度变化量为(c0-c1)×10-2mol/L，所以用氢气表示的化学反应速率为 mol·L-1·min-1，由于化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以氮气的平均反应速率v(N2)= mol·L-1·min-1，故答案为：； ②相对a而言，b到达平衡的时间缩短，说明化学反应速率加快，氢气的浓度降低，说明平衡正向移动，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不会是升高温度造成的，增大压强，各物质的浓度都会增大，不会是增大压强造成的，则可能改变的条件是增大c(N2)，故答案为：增大； ③在a条件下t1时刻将容器体积压缩至原来的，氢气浓度迅速增大至2c1，平衡正向移动，氢气的浓度降低，但t2时刻重新建立平衡状态时，氢气的浓度大于c1，所以图象为 ，故答案为：； (2)．①若体系在、下达到平衡，相同温度下，气体的体积分数等于其物质的量分数，设平衡时， 平衡时氨气体积分数，，故氮气的分压，氨气的分压，氢气的分压，故答案为：9；15； ②用平衡分压代替平衡浓度带入平衡常数表达式中，此时的平衡常数，故答案为：； (3)．分离器中的操作是分离出液氨，促进平衡正向进行，增大原料利用率或产率，故答案为：及时分离出液氨，减小，使平衡往生成的方向移动，增大原料利用率(或产率)。 考点02 化学平衡的移动 1．在2L恒容密闭容器中充入1molCO，2 mol，在一定条件下发生如下反应：  kJ⋅mol，CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是 A．工业上，利用上述反应合成甲醇，温度越高越好 B．图像中X代表压强，与代表不同温度，且 C．图像中P点代表的平衡常数K的数值为4 D．若维持温度不变，再充入1 mol CO，2 mol，达到平衡时平衡常数增大 【答案】C 【解析】A．升高温度，化学反应速率加快，达到平衡所需时间较短，因此适当升高温度，可以加快化学反应速率，但根据热化学方程式可知：合成甲醇的正反应是放热反应，升高温度，会使化学平衡向吸热的逆反应方向移动，不利于甲醇的合成，因此工业上，利用上述反应合成甲醇，并不是温度越高越好，A错误； B．图示中横坐标X越大，CO的转化率越大，说明增大X平衡向着正向移动，该反应的正反应为气体体积缩小的放热反应，则X代表压强，M代表温度；在压强一定时，温度越高，CO的转化率越小，则M2<M1，B错误； C．反应开始时c(CO)=0.5 mol/L，c(H2)=1 mol/L，P点CO转化率为50%，则△c(CO)=0.25 mol/L，△c(H2)=0.5 mol/L，△c(CH3OH)=0.25 mol/L，则平衡时c(H2)=0.5 mol/L，c(CO)=0.25 mol/L，c(CH3OH)=0.25 mol/L，故该反应的化学平衡常数K=，C正确； D．若温度不变，平衡常数不变，D错误； 故选C。 2．异山梨醇广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。在温度为T、催化剂条件下，山梨醇制备异山梨醇的过程及相关物质的浓度随时间变化的关系如图所示，山梨醇的初始浓度为，后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 山梨醇1,4-脱水山梨醇异山梨醇 A．曲线表示异山梨醇的浓度，该反应存在副产物 B．该温度下的平衡常数： C．内， D．加入催化剂对反应①②的平衡转化率均无影响 【答案】B 【解析】A．0h时，a的浓度最大，a为山梨醇，随着反应①的进行，山梨醇浓度减小，生成1，4—脱水山梨醇，故b为1，4—脱水山梨醇，c为最终产物异山梨醇。时山梨醇已反应完全，此时1，4—脱水山梨醇与异山梨醇的浓度和不等于山梨醇的初始浓度，故该反应存在副产物，A项正确； B．由题干和图可知，后所有物质的浓度都不再变化，山梨醇转化完全即反应充分，而1，4—脱水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行的程度小于反应①，则该温度下平衡常数的大小关系为，即，B项错误； C．由图可知，在内，异梨山醇的浓度变化量为，则平均反应速率(异山梨醇 ，C项正确； D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质的平衡转化率，D项正确。 故选B。 3．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g) ⇌2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 已知：气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。 下列说法正确的是 A．550℃时，若充入惰性气体，ʋ正，ʋ逆 均减小，平衡不移动 B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为60.0% C．T℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=P总 D．若将容器改为恒容，其他条件均不变，925℃平衡时，CO%＜96.0% 【答案】D 【解析】A．可变的恒压密闭容器中反应，550℃时若充入惰性气体，体积扩大、气体浓度都减小，v正、v逆均减小，平衡发生移动，相当于减小压强，平衡向着正向移动，故A错误； B．由图可以知道，650℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化了x，则有，所以100%=40%，计算得出x=0.25mol，则CO2的转化率为：100%=25.0%，故B错误； C．由图可以知道，T℃时，反应达平衡后CO2和CO的体积分数都为50%，p(CO2)=p(CO)=p总，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=，C错误； D．反应后气体物质的量增大，由于容器恒容，反应后压强更大，导致平衡逆向移动，故925℃平衡时，CO%＜96.0%，D正确； 本题选D。 4．把2.5mol A和2.5mol B通入容积为2L的密闭容器里，一定温度下发生如下反应：3A(g)+B(g) ⇌xC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5s内C的浓度改变了1 mol/L，同时生成1 mol D。下列叙述中不正确的是 A．x=4 B．达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为6：5 C．达到平衡状态时A的转化率大于B的转化率 D．该温度下，反应的平衡常数为8 【答案】D 【分析】把2.5mol A和2.5mol B通入容积为2L的密闭容器里，一定温度下发生如下反应：3A(g)+B(g) ⇌xC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5s内C的浓度改变了1 mol/L，生成C的物质的量为2mol，同时生成1 mol D， 。 【解析】A．5s内C的浓度改变了1 mol/L，生成C的物质的量为2mol，同时生成1 mol D，系数比等于 变化量比，所以x=4，故A正确； B．同温同体积，压强比等于物质的量之比，达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为(1+2+2+1):(2.5+2.5)=6：5，故B正确； C．达到平衡状态时A的转化率为 ，B的转化率为，故C正确； D．该温度下，反应的平衡常数为，故D错误； 选D。 5．一定温度下，在某一密闭容器中，发生反应    ，下列说法正确的是 A．每转移0.4mol电子，此时生成1.6g(g) B．仅加入适宜的催化剂，该反应的平衡常数保持不变 C．当混合气体时，该反应达到平衡 D．该反应的能量变化趋势与的能量变化趋势不相同 【答案】B 【解析】A．反应中每转移0.4mol电子，生成0.1mol氧气，质量为3.2g，故A错误； B．平衡常数只与温度有关，仅加入适宜的催化剂，该反应的平衡常数保持不变，故B正确； C．如果只加反应物，则混合气体中，所以当混合气体中，该反应不一定达到平衡，故C错误； D．也是吸热反应，与的能量变化趋势相同，故D错误； 答案选B。 6．在体积为1L的恒容容器中，用和合成甲醇：  。相同时间内不同的温度下，将和置于反应器中反应，测定的产率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．图中P点 C．Q点，的体积分数[]与的体积分数[]存在关系： D．520K下，X点所对应甲醇的产率为50%，则平衡常数 【答案】A 【分析】已知随着温度的升高，反应速率加快，反应达到平衡时时间会缩短，故最高点左边，反应均未达到平衡，最高点右边曲线表示反应均处于平衡状态，即升高温度甲醇的产率降低，说明该反应为放热反应。 【解析】A．由上述分析知，该反应为放热反应，即，故A错误； B．由分析可知，P点处未达到到平衡状态，此时正反应速率较大，即v(正)＞v(逆)，故B正确； C．设Q点时CO2的变化量为x，列三段式有，平衡时气体总物质的量为(4－2x)mol，相同条件下，物质的量与体积成正比，则 ，故C正确； D．X点为平衡状态，理论上可以得到1mol甲醇，甲醇产率为50%，实际得到0.5mol甲醇，列三段式有，容器体积为1L，故平衡常数K==，故D正确； 故选A。 7．在某一密闭容器中，发生反应，该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】对于反应，依据平衡常数的定义，平衡常数等于平衡时生成物浓度的化学计量数次幂的乘积，除以反应物浓度的化学计量数次幂的乘积。但需注意，反应中只有H2O呈液态，其它物质都呈气态，所以H2O不能出现在平衡常数表达式中，故K=，故选C。 8．时在刚性密闭容器中使与发生反应生成。反应过程中的浓度变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为和时，的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论错误的是 A．当容器内混合气体的总压强不随时间改变时，该反应一定处于平衡状态 B．保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数减小 C．反应进行的前内，用表示的反应速率 D．容器中发生的反应可表示为： 【答案】B 【分析】根据图1可知，到达平衡时，X 和 Y 的浓度能够分别减少了 0.3 mol / L 、0.1 mol / L ，而 Z 的浓度增加了 0.2 mol / L ，所以该反应的方程式是 3X ( g ) + Y ( g ) ⇌ 2Z ( g )，据此分析解答。 【解析】 A．由于该反应是：3X ( g ) + Y ( g ) ⇌ 2Z ( g ) ，正反应  ( 3 + 1 > 2 ) 是体积减小的，即反应前后混合气体的压强会有变化。若容器内混合气体的总压强不随时间改变时，则可以说明该反应已经处于平衡状态，故A正确； B．根据图2，T 2 先达到平衡状态，可知 T 1 < T 2 ，说明升高温度 Y 的含量降低，所以正反应是吸热反应，因此升高温度，反应的化学平衡常数 K增大，故B错误； C．根据到达4 min 时，X 的Δc = 0.3 mol / L 、 Δt = 4 min ，则用X 表示的化学反应速率  = = 0.3 mol / L ÷ 4 min = 0.075 mol ⋅ ( L ⋅ min ) − 1 ，故C正确； D．根据分析可知，该反应的方程式是3 X ( g ) + Y ( g ) ⇌ 2 Z ( g ) ，故D正确； 故选B。 9．恒容密闭容器（忽略固体体积的影响及温度对物质状态的影响）中一定量 发生反应，实验测得不同温度下的平衡数据如下。下列有关叙述正确的是 温度/℃ 15 20 25 平衡气体总浓度/ 2.1 3.0 6.3 A．时，当反应达平衡时，的体积分数小于 B． 时，当气体的密度不变时，反应已达到平衡 C．时，向平衡体系中再充入 和 ，达平衡后 浓度增大 D．时，根据平衡常数的大小，可以判断该反应进行得基本完全了 【答案】B 【解析】A．反应混合气体中Y和Z的比值始终是1∶2，Y的体积分数为，A错误； B．X为固体，容器体积始终不变，而反应中气体的质量为变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡，B正确； C．时，温度不变，平衡常数不变，且，向平衡体系中再充入和 ，达平衡后YZ浓度比值仍为1:2，则浓度不变，C错误；   D．结合A分析，时，平衡时、，，可以判断该反应进行程度很小，D错误； 故选B。 10．向一恒容密闭容器中加入1mol和一定量的，发生反应： ，的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．点a、b、c对应的平衡常数： B．反应速率： C． D．容器内压强 【答案】A 【分析】由图可知，投料比x相同时，温度升高，甲烷的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应；温度相同、甲烷的物质的量为1mol时，投料比x减小相当于增大水的浓度，平衡向正反应方向移动，甲烷的转化率增大，则投料比x1小于x2。 【解析】A．由分析可知，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，由图可知，反应温度的大小关系为a＜b=c，则平衡常数的大小关系为，故A正确； B．由分析可知，投料比x1小于x2，由图可知，b、c的反应温度相同，b点水的浓度大于c点，浓度越大，反应速率越快，则b点正反应速率大于c点，故B错误； C．由分析可知，投料比x1小于x2，故C错误； D．由图可知，b、c的反应温度相同，b点水的浓度大于c点，所以b点压强大于c点，故D错误； 故选A。 11．在一密闭容器中发生反应：  ，开始按体积比2：1将X、Y充入反应器中，一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图像，下列有关说法正确的是 A．图甲， B．图甲， C．图乙，时表示恒温，恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体 D．图乙，如果时表示向体系中加入了催化剂 【答案】C 【解析】A．由p1T1、p2T1可知，p1先达到平衡，则p1＞p2，压强大，而Z的体积分数小，则加压平衡逆向移动，所以a＞3，故A错误； B．由p2T1、p2T2可知，T2先达到平衡，则T1＜T2，温度高，而Z的体积分数小，则升高温度，平衡逆向移动，所以Q＜0，故B错误； C．t1时恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体，c(Z)增大，c(X)、c(Y)减小，v(逆)增大，v(正)减小，且平衡与原平衡等效，建立新平衡与原平衡相同，故C正确； D．如果a=3，该反应为气体体积不变的反应，t2时正逆反应速率同等程度的增大，则t2时表示向体系中加入了催化剂或增大压强，故D错误； 故选C。 12．时℃，向容积为的恒容密闭容器中加入和，模拟发生脱硝反应：，测得的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法错误的是 A．时，容器内 B．时，的转化率为60% C．， D．平衡时， 【答案】C 【解析】A．向容积为2L的恒容密闭容器中加入和，模拟发生脱硝反应：，由方程式系数关系可知15min时，容器内，A正确； B．由图可知，10min时，n(NO)=0.8mol，NO的转化率为=60%，B正确； C．，，C错误； D．平衡时，，同物质的正逆反应速率相等，不同物质的速率与化学计量数成正比，可以判断为平衡状态， D正确； 故选C。 13．乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为 反应Ⅰ：C2H5OH(g) + 3H2O(g) =2CO2(g) + 6H2(g)    ΔH=173.3kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO2(g) + H2(g) =CO(g) + H2O(g)   ΔH=41.2kJ·mol-1 在1.0×105Pa，n始(H2O)﹕n始(C2H5OH)=3﹕1时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性 下列说法正确的是 A．图中曲线③表示平衡时H2的产率随温度的变化 B．平衡时C2H5OH的转化率与 H₂O的转化率相等 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，降低体系压强，反应I的平衡常数减小 【答案】C 【分析】两个反应均为吸热反应，升高温度平衡都发生正向移动，但CO和CO2的选择性之和为100%，所以二者变化趋势相反，只有第二个反应生成CO，因此升温CO的选择性升高(曲线③)，CO2的选择性降低(曲线①)，曲线②表示氢气的产率。 【解析】A．由分析可知，图中曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化，曲线③表示CO的选择性，A不正确； B．n始(H2O)﹕n始(C2H5OH)=3﹕1，若第二个反应不生成H2O，则平衡时C2H5OH的转化率与 H₂O的转化率相等，但第二个反应生成H2O，所以平衡时C2H5OH的转化率与 H₂O的转化率不相等，B不正确； C．一定温度下，增大，相当于C2H5OH的物质的量不变时增大H2O的物质的量，平衡正向移动，乙醇的平衡转化率增大，C正确； D．平衡常数只受温度变化的影响，一定温度下，降低体系压强，虽然平衡发生移动，但反应I的平衡常数不变，D不正确； 故选C。 14．250℃时，将一定量的碳酸氢钠固体置于真空容器中分解，达平衡时，测得体系内总压强为p。则下列叙述正确的是 A．当体系内二氧化碳的物质的量分数不变时，反应达到平衡状态 B．平衡后，继续添加碳酸氢钠，平衡右移，K增大 C．向平衡体系中加入等量的、，平衡左移，K不变 D．250℃时，该反应的化学平衡常数为 【答案】C 【分析】分解方程式为。 【解析】A．该反应属于固体分解反应，混合气体中的体积分数恒为50%，故混合气体中的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．碳酸氢钠是固体，且根据化学平衡常数，温度不变常数不变，B错误； C．向平衡体系中加入等量的、，生成物浓度增大平衡左移，但温度不变K不变，C正确； D．反应达平衡时体系的总压强为p，则，故该温度下化学平衡常数为，D错误； 故选C。 15．已知在一定条件下，反应，某实验小组测得的转化率在不同温度与压强下的实验数据，三者之间关系如下图所示。下列说法正确的是 A．图中、两点对应的平衡常数相等 B．x<4 C．TA<TB D．将、，置于密闭容器中发生反应，放出的热量为 【答案】B 【分析】当压强不变时，由a点到b点，的转化率升高，说明平衡正向移动，该反应的，说明B点温度比A点温度低。 【解析】A．图中a、b两点温度不等，对应的平衡常数不相等，故A错误； B．当温度不变时，加压，的转化率升高，平衡正向移动，则x<4，故B正确； C．由分析可知，TA＞TB，故C错误； D．将2.0molX、6.0molY，置于密闭容器中发生反应，由于反应是可逆反应，放出的热量小于2akJ，故D错误； 故选B。 16．在时，密闭容器中、、三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 初始浓度 平衡浓度 下列说法错误的是 A．增大压强使平衡向生成的方向移动，平衡常数增大 B．反应可表示为，其平衡常数为 C．反应达平衡时，的转化率为 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】A 【分析】转化浓度，A为0.05mol·L-1，B为0.15 mol·L-1，C为0.1 mol·L-1，所以该反应可以表示为X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)； 【解析】A．三个物质都是气体，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，则平衡向正反应方向移动；但是平衡常数只和温度有关，温度不变，平衡常数也不变，故A错误； B．由分析可知，该反应可表示为，平衡常数K===，故B正确； C．平衡时，X的转化率为，故C正确； D．平衡常数只和温度有关，改变温度可以改变此反应的平衡常数，故D正确； 故选A。 17．在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。 已知：； 。 催化剂选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示： 。下列有关说法正确的是 A．反应在高温下有自发进行的倾向 B．在间，以为催化剂，升高温度的选择性明显增大 C．高于后，以为催化剂，转化率上升的原因是平衡正向移动 D．选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高的选择性 【答案】D 【解析】A．该反应为熵减反应且为放热反应，根据反应自发进行可知，该反应在低温条件下有自发进行的倾向，A错误； B．从第二张图中可知，以为催化剂，的情况下，升高温度，的选择性没有很大变化，B错误； C．从图中可知，以为催化剂，相同温度下的转化率明显低于以为催化剂的的转化率，说明此时的催化活性较低，反应速率慢，高于后，以为催化剂，随着温度升高，催化剂活性增大，反应速率增大，的转化率增大，C错误； D．从图中可知，使用不同的催化剂，不同的温度下的选择性有明显差异，选择为催化剂，温度高于时的选择性较高，D正确； 故答案选D。 二、多选题 18．合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究与CO之间的转化。现将一定量的与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应：，测得压强、温度对CO的平衡组成的影响如图所示。下列说法正确的是 A．平衡体系的压强： B．该反应的活化能： C．该反应的平衡常数： D．图中d点按再通入混合气，平衡不移动 【答案】BD 【解析】A．为气体体积增大的反应，压强减小，平衡正向移动，φ（CO）%越大，根据图中关系可知p1、p2、p3的大小关系为p1＜p2＜p3，故A错误； B．由图可知，压强相同时，随着温度的升高，φ(CO)%增大，说明该反应是吸热反应，该反应的活化能：，故B正确； C．化学平衡常数是温度的函数，a、b两点对应的温度相同，c点对应的温度高于a、b两点，该反应是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，则图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是Ka=Kb＜Kc，故C错误； D．容器体积可变，图中d点对应CO百分含量为80%，=，此时按=再通入混合气，根据等效平衡，平衡不移动，故D正确； 答案选BD。 19．、为原料合成涉及的反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：     在5MPa下，按照投料，平衡时，CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图。下列说法不正确的是 A．反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能 B．曲线m代表在含碳产物中物质的量分数 C．该条件下温度越低，越有利于工业生产 D．图示270℃时，平衡体系中的体积分数为20% 【答案】AC 【分析】根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ得△H=-90kJ/mol，反应Ⅲ放热；反应Ⅰ、Ⅲ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，甲醇的含量降低，CO的含量升高。 【解析】A．反应Ⅲ是放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，故A错误； B．反应Ⅰ、Ⅲ是放热反应，升高温度平衡逆向移动，甲醇的含量降低，曲线m代表在含碳产物中物质的量分数，故B正确； C．温度降低，反应速率减慢，温度过低，不利于工业生产，故C错误； D．假设二氧化碳的投料为1mol、氢气的投料为3mol，270℃时，的转化率为25%，则平衡体系中的物质的量为0.75mol，甲醇和一氧化碳的物质的量相等，根据碳元素守恒，反应生成CO的物质的量0.125mol、甲醇的物质的量0.125mol，根据氧元素守恒，反应生成水的物质的量为0.25mol，根据H元素守恒，反应消耗氢气的物质的量为0.125mol×2+0.25mol×1=0.5mol，剩余氢气的物质的量为2.5mol，二氧化碳的体积分数为，故D正确； 选AC。 三、填空题 20．有可逆反应：。已知938K时平衡常数，1173K时平衡常数。 (1)该反应的平衡常数表达式 ，是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)若该反应在体积恒定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，如果改变下列条件，反应混合气体的平均相对分子质量如何变化(填“增大”“减小”或“不变”)。 ①升高温度 。 ②再通入CO 。 (3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图： ①从图中可以看出，反应到时达到平衡，在时改变某种条件，该条件可能是 。 A．升高温度        B．增大浓度 ②如果在时从混合物中分离出部分CO，时间段反应处于新的平衡状态，请在图上画出的v(逆)变化曲线 。 【答案】(1) 吸热 (2) 减小 不变 (3) A 【解析】（1）该反应的平衡常数表达式，已知938K时平衡常数，1173K时平衡常数，温度升高平衡常数增大，该反应是吸热反应； （2）①该反应的正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，气体质量减小，而气体物质的量不变，因此平均相对分子质量减小；②再通入CO，由于压强不影响化学平衡，达到平衡时各组分的含量不变，平均相对分子质量不变； （3）①A．升高温度，正、逆反应速率会突然增大，随着反应的进行，生成物的浓度增大，逆反应速率增大，最后不变，A正确；B．增大CO2的浓度，正反应速率突然增大，逆反应速率瞬间不变，B错误；故合理选项是A； ②如果在t3时从混合物中分离出部分CO，逆反应速率突然减小，正反应速率瞬间不变，平衡正向移动，随着反应的进行，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，最后不变，如图所示：。 四、解答题 21．工业上利用CO与的反应大规模生产，反应原理如下：  。回答下列问题： (1)生产中，欲提高CO的转化率，可采取的措施是 (填“增大”或“减小”)的浓度，适当 (填“升高”或“降低”)反应温度。 (2)实验发现其他条件不变，在体系中投入一定量CaO可以增大的体积分数，从化学平衡的角度解释原因： 。 (3)在其他条件相同时，将两种等质量不同粒径的CaO(纳米级和微米级)投入体系中，体积分数随时间变化如图所示，其中表示纳米级CaO对体积分数产生影响的曲线是 (填“a”或“b”)，判断理由是 。 (4)将加热至，部分发生分解，，达到平衡时。，在一真空密闭容器中加入适量的，再充入一定量的，加入催化剂使其发生反应：(忽略其他副反应)，测得该反应中物质分压如图所示(t时刻前，的分压未给出)。 ①A点坐标为(t， )。 ②的平衡转化率为 。 ③反应的平衡常数 。 【答案】(1) 增大 降低 (2)CaO可以和产物反应，降低产物的浓度，使平衡正向移动 (3) a 质量相等的纳米级CaO颗粒更细小，表面积更大，与接触更充分，吸收的效率更高，能更好地促进平衡正向移动，体积分数更大 (4) 50% 5 【解析】（1）生产中，欲提高CO的转化率，可采取的措施是增大的浓度，使反应正向移动，该反应的ΔH小于0，为放热反应，适当降低温度，使反应正向移动； （2）其他条件不变，在体系中投入一定量氧化钙，氧化钙与生成物二氧化碳反应生成碳酸钙，生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，氢气的体积分数增大； （3）质量相等的纳米级氧化钙颗粒更细小，表面积更大，与二氧化碳接触更充分，吸收的二氧化碳更多，反应限度更大，氢气体积分数更大，所以曲线a示纳米级氧化钙对氢气体积分数的影响； （4）①由反应的平衡常数可知，A点二氧化碳的分压为，则A点的坐标为(t，p0)； ②由图可知，平衡时氢气的转化率为=50%； ③由图可知，平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水蒸气的平衡分压分别为p0 kPa、5p0 kPa、5p0 kPa、5p0 kPa，则分压平衡常数。 22．水是生命之源，生产和生活都离不开水。请回答： (1)置于密闭容器中的纯水(如图所示)，存在平衡：H2O(l) H2O(g)  ΔH=+44 kJ/mol。一定温度下达到平衡时，p(H2O)(水蒸气产生的压强)为一定值，该压强称为相应温度下的饱和蒸气压。若将水置于敞口容器中，当水的饱和蒸气压与外界气压相同时，水就会沸腾。 ①从反应自发性角度分析，常温下水能够挥发的原因是 。 ②已知：一定物质的量的气体产生的压强与温度成正比；当水中溶有非挥发性溶质时，水的沸点会升高。在下图中画出水和水中加入非挥发性溶质时的饱和蒸气压随温度的变化曲线并分别标注纯水、溶液 。 (2)水蒸气和沼气(含CO2)的催化重整反应可用于制氢气，相关反应如下： Ⅰ．CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH1=+260kJ/mol Ⅱ．CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)  ΔH2=－41kJ/mol Ⅲ．CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)  ΔH3=+247kJ/mol 其他反应：甲烷高温分解等原因造成的积碳反应。 ①工业生产中常采用700℃左右的高温，原因是 。 ②一定温度下，某密闭容器中充入一定量CH4(g)、H2O(g)、CO(g)和H2(g)发生反应Ⅰ，下列有关说法正确的是 。 A．若反应在恒压容器中进行，容器体积不再发生变化时，反应达到平衡状态 B．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量CH4，达到新平衡后，与原平衡相比，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后，降低体系温度，达新平衡时，CO体积分数一定减小 D．若反应在恒压容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量Ar，达到新平衡时，c(H2)比原平衡大 ③在催化剂作用下，反应Ⅰ机理涉及如下过程(*代表催化剂吸附中心位点，CH2*代表吸附态的CH2)： (a)：CH4+* → CH2*+H2      (b)：H2O+2*H*+OH*     (c)： (d)：          (e)：CO*CO+* 【答案】(1) 水变成水蒸气是熵增大的过程 (2) 反应Ⅰ和Ⅱ均为吸热反应，高温能够提高甲烷的平衡转化率，也能加快反应速率 温度过高会造成积碳的生成，影响催化剂的催化性能（或温度过高，副反应增多） AC CH2*+OH* CO*+ H2+*或CH2*+OH* CO*+ H2+ H* 【解析】（1）①从过程的自发性角度分析，常温下水能够挥发的原因是水变成水蒸气是熵增大的过程。故答案为：水变成水蒸气是熵增大的过程； ②一定物质的量的水的饱和蒸气压与温度成正比，当水中溶有非挥发性溶质时，水的沸点会升高，图二水中加入非挥发性溶质时，饱和蒸气压与温度的变化曲线，溶液在纯水的下方，。故答案为：； （2）①工业生产中常采用700℃左右的高温，原因是反应Ⅰ．CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH1=+260kJ/mol和Ⅲ．CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)  ΔH3=+247kJ/mol均为吸热反应，高温能够提高甲烷的平衡转化率，也能加快反应速率；温度过高会造成积碳的生成，影响催化剂的催化性能(或温度过高，副反应增多)。故答案为：反应I和Ⅲ均为吸热反应，高温能够提高甲烷的平衡转化率，也能加快反应速率；温度过高会造成积碳的生成，影响催化剂的催化性能(或温度过高，副反应增多)； ②一定温度下，某密闭容器中充入一定量CH4(g)、H2O(g)、CO(g)和H2(g)发生反应Ⅰ．CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH1=+260kJ/mol，A．反应是前后气体体积变化的反应，若反应在恒压容器中进行，容器体积不再发生变化时，反应混合物的组成保持不变，反应达到平衡状态，故A正确； B．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量CH4，达到新平衡后，与原平衡相比，正反应速率增大，逆反应速率也增大，故B错误； C．若反应在恒容容器中进行，达到平衡后，降低体系温度，平衡逆向移动，达新平衡时，CO体积分数一定减小，故C正确； D．若反应在恒压容器中进行，达到平衡后再向容器中充入一定量Ar，相当于扩大体积，减小反应混合物的压强，平衡正向移动，氢气物质的量增大的幅度小于体积增大的幅度，达新平衡时，c(H2)比原平衡小，故D错误； 故答案为：AC； ③在催化剂作用下，反应Ⅰ机理涉及如下过程(*代表催化剂吸附中心位点，CH2*代表吸附态的CH2)(a)：CH4+* → CH2*+H2 (b)：H2O+2*H*+OH* (c)：CH2*+OH*CO*+H2+* 或CH2*+OH*CO*+H2+H*；(d)：2H*H2 +2*；（c、d顺序可以调换，符合总反应式的其它合理答案亦可）(e)故答案为：CH2*+OH*CO*+H2+* 或CH2*+OH*CO*+H2+H*；2H*H2 +2*。 23．可采用多种方法消除大气中氮氧化物。 方法1：法，主要反应为：   (1)下列关于法主要反应的说法正确的是___________。 A．由于反应的，，所以该反应的自发性与温度无关 B．在恒容密闭容器中发生该反应，容器中气体密度不变说明反应达到平衡 C．在绝热容器中发生该反应，容器中气体温度不变说明反应达到平衡 D．在恒压密闭容器中发生该反应，通入惰性气体能缩短达到平衡的时间 (2)其他条件相同，某2L密闭容器中分别投入、2molNO、，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图所示。 ①图中甲曲线上各点 (“全部”、“部分”或“均未”)达到平衡状态。 ②工业上选择催化剂乙的原因是 。 ③在催化剂甲作用下，高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是 。 方法2：法，其主要反应原理为：    (3)在3.00L密闭容器中，通入和，在一定温度下进行上述反应，反应时间(t)与容器内气体总压强(P)的数据见表： 反应时间t/min 0 2 4 6 8 10 总压强P/100kPa 4.80 5.44 5.76 5.92 6.00 6.00 由表中数据，计算0-4min内： ① 。 ②该反应的分压平衡常数 kPa。 (4)在一恒容装置中，通入一定量和，测得在相同时间内和不同温度下，的转化率如图，则下列叙述正确的是___________(选填序号)。 A．若温度维持在200℃更长时间，混合气体的颜色变淡，则的转化率将大于19% B．反应速率：b点的(逆)点的(逆) C．400℃前和500℃后，升高温度，的平衡转化率的变化趋势相反 D．若在d点对应温度下，通入更多，当转化率达到85%时，反应所需时间不变 【答案】(1)AC (2) 均未 乙催化剂在较低温度下就可以达到较好的催化效果 在较高温度下，催化剂的催化活性降低，相同时间内反应的NO减少，转化率降低 (3) 0.32 0.135 (4)AC 【解析】（1）A．该反应是气体体积增大的放热反应，，，当时，反应能自发进行，则该反应在任何温度下都能自发进行，自发性与温度无关，A正确； B．在恒容密闭容器中发生该反应，反应过程中气体总质量和总体积都是定值，混合气体的密度是定值，当容器中气体密度不变时，不能说明反应达到平衡，B错误； C．在绝热容器中发生该反应，该反应是放热反应，反应过程中温度上升，当容器中气体温度不变说明反应达到平衡，C正确； D．在恒压密闭容器中发生该反应，通入惰性气体，容器体积增大，参与反应的各气体浓度减小，反应速率减小，不能缩短达到平衡的时间，D错误； 故选AC。 （2）①催化剂不改变NO的平衡转换率，使用催化剂乙时NO的转化率高于使用催化剂甲，说明甲曲线上各点均未达到平衡； ②从图中看出，乙催化剂在较低温度下就可以达到较好的催化效果，所以工业上会使用乙催化剂； ③当温度高于210℃的时候，在催化剂甲的作用下，NO的转化率降低，其原因可能是：在较高温度下，催化剂的催化活性降低，相同时间内反应的NO减少，转化率降低。 （3）①根据已知条件列出“三段式” 恒温恒容下，容器的压强比等于气体的物质的量的比，所以起始有0.300mol气体，4min时有(0.300+x) mol气体，则，解得x=0.06，所以反应的NO2为0.120mol，； ②根据已知条件列出“三段式” 恒温恒容下，容器的压强比等于气体的物质的量的比，所以起始有0.300mol气体，4min时有(0.300+y) mol气体，则，解得y=0.075，该反应的分压平衡常数kPa。 （4）实验的测定过程为：在一恒容装置中，通入一定量CH4和NO2，测在相同时间内和不同温度下，NO2的转化率α(NO2)。所以实验中测得的是不同温度下，反应相同时间后，NO2的转化率，不一定是平衡转化率。所以温度较低的时候，反应较慢，此时间没有达平衡，那么反应速率较快的，反应的NO2多，转化率就高，a、b、c未达到平衡状态，d、e达到平衡状态，且该反应为放热反应； A．由上，a点（200℃，转化率为19%）未达平衡，则如果反应时间再长一些，反应的NO2就会增加，转化率会高于19%，A正确； B．e点的温度高于b点所以速率应该高于b点，B错误。 C．400℃前，未达到平衡状态，升高温度，反应速率加快，NO2转化率变大；500℃后，升高温度，平衡逆移，NO2转化率变小，C正确； D．增大甲烷的浓度一定加快速率，当NO2转化率达到85%时，所需反应时间变短，D错误； 故选AC。 24．合成气(和)制醇是煤、天然气等非石油基碳资源的高值化转化的重要途径之一、已知合成气制甲醇的反应为 (1)若逆反应活化能，则正反应活化能 (用含的代数式表示)。合成气制甲醇的反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下自发。 (2)向四个容积均为的容器中分别充入和值分别为时的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。 ①温度下，下列表述不能说明反应达到平衡状态的是 (填序号)。 A．的消耗速率等于甲醇的生成速率 B．单位时间内，断裂键的数目是断裂键的数目的2倍 C．混合气体密度不再改变 D．混合气体平均摩尔质量不再变化 ②表示的是曲线 ，理由是 。 ③温度下，投料比时，反应达到平衡后混合气体中甲醇的物质的量分数 %，物质的量分数平衡常数 。(用物质的量分数代替浓度计算平衡常数) (3)科学家合成了硫化钼纳米片作催化剂，利用合成气制备多种醇。温度下，分别投入和，经历达到平衡，实现了的转化率和的甲醇选择性(如图所示)，则平均反应速率 (用含t的计算式表示)。 【答案】(1) 低温 (2) AC b 且n值越小，CO转化率越低 75 (3) 【解析】（1）由(正)(逆)(正)，可得(正)。由，，根据可知，应在低温可自发进行； （2）①A．的消耗速率等于甲醇的生成速率，均表示正反应速率，不能判断达到平衡状态，A错误； B．单位时间内，断裂键代表正反应，断裂键代表逆反应，断裂键的数目是断裂键的数目的2倍，可判断达到平衡状态，B正确； C．混合气体质量不变，容积不变，密度恒定改变，不能确定是平衡状态，C错误； D．混合气体的质量不变，物质的量反应前后改变，平均摩尔质量不再变化，可判断达到平衡状态，D正确； 故选AC。 ②当的物质的量小于2mol时，相当于CO过量，则转化率低于的物质的量等于2mol时，且n值越小，CO转化率越低，因此的是曲线b； ③温度下，投料比时，即曲线c，反应达到平衡后，CO转化率为75%，列三段式 可知混合气体中甲醇的物质的量分数，物质的量分数平衡常数； （3） 。 25．汽车尾气中的CO、、碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究，可以用不同方法处理氮氧化物，防止空气污染。回答下列问题： (1)已知：   kJ·mol   kJ·mol 能将NO转化成无毒物质，写出在298K时该反应的热化学方程式： 。 (2)氮氧化物也可以用尿素水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体，该反应的化学方程式为 。 (3)活性炭对尾气中NO处理的原理为：  。 I．在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率随温度的变化关系如图所示： ①由图可知，温度低于1050K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是 。 ②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、pa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]。 II．科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、，通入NO使其浓度达到0.1 mol⋅L。不同温度下，测得2小时时NO去除率如图所示： ①据图分析，490℃以下反应活化能最小的是 (用a、b、c表示)。 ②490℃活性炭负载钙、镧氧化物时的反应速率 mol⋅L⋅h，该温度下此反应的平衡常数为121，则反应达到平衡时NO的去除率为 %(保留两位有效数字)。 【答案】(1)4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) ΔH=-1807.8 kJ·mol−1 (2)(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O (3) 温度低于1050K时，反应未达到平衡状态，随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 4 a 0.0225 96% 【解析】（1）能将NO转化成无毒物质N2和H2O，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：4NH3+6NO=5N2+6H2O，已知①  kJ·mol；②  kJ·mol；由盖斯定律可知②-②×5可得4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) ΔH=−905.8kJ·mol−1-5×180.4 kJ·mol−1=-1807.8 kJ·mol−1。 （2）用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体N2，尿素[(NH2)2CO]中氮元素化合价为-3价，而NO和NO2混合气中的氮元素的化合价分别为+2价、+4价，三种物质混合后氮元素发生了归中反应，生成氮气和二氧化碳；反应的化学方程式为(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O。 （3）I．①由图可知，温度低于1050K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是温度低于1050K时，反应未达到平衡状态，随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大； ②温度达到衡状态，此时NO转化率最大，在随着温度升高，平衡逆向移动，NO转化率又逐渐降低，由图可知， NO转化率最大达到80%，可列三行式： 此时n (总) =0.2mol+0.4mol+ 0.4mol=1mol，Kp=； II．①据图分析，490℃以下a作为催化剂时NO的去除率最高，说明反应速率最快，反应活化能最小，故答案为：a； ②90℃活性炭负载钙、镧氧化物时，NO的去除率为45%，则反应速率v(NO)= mol⋅L⋅h；若该温度下的平衡常数K=121，列三段式有： 则有K==121，解得：x=0.096，则此时NO的去除率为×100%=96%。 26．联氨()又称肼，是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。 回答下列问题： (1)的电子式为 ，分子中氮原子轨道的杂化类型是 。 (2)、常用作火箭发射推进剂中的反应物质。 已知：①  ； ②  ； ③  ； ④  。 上述反应热效应之间的关系式为 (用含、、的代数式表示)。 (3)已知联氨为二元弱碱，常温下联氨的水溶液中存在平衡：  ；  。常温下将盐酸滴加到联氨()的水溶液中，混合溶液中微粒的分布分数随变化的关系如图所示[已知：X的分布分数，X表示或或]： ① 。 ②a点溶液的 。 ③在溶液中水解的离子方程式为 。 (4)和氧气反应的产物随温度的不同而发生变化，在相同时间内测得和氧气反应产物的产率随温度变化的曲线如图所示： ①下列说法正确的是 (填选项字母)。 A．温度低于400℃时，肼和氧气发生的主要反应中反应物反应的物质的量之比为1：1 B．T℃下，若只发生反应，反应达到平衡时，增大容器体积，变大 C．温度高于900℃时，与的产率降低，但是反应速率加快了 D．温度高于900℃时，和的产率降低的原因一定是平衡逆向移动 ②1200℃时，向某1L恒容密闭容器中充入1.10mol肼和2.50mol氧气，发生反应 和，平衡时若生成0.40mol，0.10mol，则反应的平衡常数 。 【答案】(1) (2) (3) (答案合理即可) (4) ABC 0.018 【解析】（1） 的电子式为；中氮原子价层电子对数为，故分子中氮原子轨道的杂化类型是； （2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到④  ； （3）①与浓度相等时，，则； ②由图可知，，a点溶液中，将两步电离方程式相加得，该反应的平衡常数 ，故； ③在溶液中水解的离子方程式为； （4）①A．低于400℃时主要发生的反应为，可知肼和氧气发生的主要反应中反应物反应的物质的量之比为1∶1，A项正确； B．T℃时，反应达到平衡时，增大容器体积，平衡正向移动，变大，B项正确； C．温度高于900℃时，产率在降低，但升高温度可加快反应速率，C项正确； D．温度高于900℃时，和的产率降低的原因可能是平衡逆向移动，也可能是发生了其他副反应，D项错误； 故选ABC； ②根据反应和可知，平衡时，肼为0.80mol，氧气为2.00mol，水为0.60mol，容器为1L的恒容密闭容器，则平衡常数； 27．甲醇是一种重要的化工原料，具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇(CH3OH)。 (1)已知一定条件下，发生反应：，，该条件下，水煤气转化成甲醇的热化学方程式是 。 在体积可变的恒压密闭容器中投入和，不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如下图所示。 (2)P1 P2(填“<”或“>”)。 (3)M点对应的平衡混合气体的体积为，则时，该反应的平衡常数 ，的转化率为 (保留1位小数)。 (4)工业上可利用甲醇茾基化法进一步制取甲酸甲酯：。在容积不变的密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH(g)和(g)，在相同时间内的转化率随温度变化如下图所示(不考虑其他副反应)。 ①b、c、d三点中，尚未达到化学平衡状态的点是 。 ②该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。 ③反应达到平衡后向该容器中继续通入等物质的量的CH3OH(g)和(g)，保持恒温恒容，则再次平衡后，甲醇的转化率 (填“增大”或“减小”或“不变”)。 ④曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理由 。 【答案】(1) (2)＞ (3) 16 66.7% (4) bc 放热 增大 最高点之间未达到平衡，升温速率加快，转化率升高；达平衡后升温平衡逆向移动，转化率降低 【解析】（1）①，②，根据盖斯定律可知，①-②可得，，则水煤气转化成甲醇的热化学方程式是。 （2）根据可知，该反应正方向气体分子数减小，增大压强，平衡正向进行，平衡时CH3OH的物质的量较大，由图可知，P1＞P2。 （3）平衡时，为0.25mol，可列出三段式为：，M点对应的平衡混合气体的体积为，则时，该反应的平衡常数，的转化率为。 （4）①由图可知，b、c点还未达到一氧化碳转化率的最大值，则尚未达到化学平衡状态； ②反应达到平衡后，随着温度的升高，d点平衡逆向进行，一氧化碳转化率降低，由图可知，温度超过一定数值后，随着温度的升高，一氧化碳的转化率降低，说明该反应为放热反应； ③在容积不变的密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH(g)和(g)，反应达到平衡后向该容器中继续通入等物质的量的CH3OH(g)和(g)，保持恒温恒容，则再次平衡的状态相当于原平衡加压，平衡正向移动，甲醇的转化率增大。 ④曲线ac段和de段的变化趋势不同，从反应速率和平衡角度说明：ac段，反应未达平衡，温度升高，反应速率增大，相同时间内消耗CO多，de段，已经达到平衡，升高温度使平衡向逆反应方向移动，CO转化率降低。 28．氮氧化物(主要为 NO 和 NO2)是大气污染物，如何有效地消除氮氧化物的污染是目前科学家们研究的热点问题。 (1)用尿素[CO(NH2)2]吸收氮氧化物是一种可行的方法。 ①尿素在高温条件下与NO2反应转化成无毒气体，该反应的化学方程式为 。 ②在一个体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和1mol NH3，在恒定温度下使其发生反应 2NH3 (g)+CO2 (g)NH2 CONH 2(s)+H 2O(g)△H＜ 0并达到平衡，混合气体中氨气的体积分数随时间的变化如图所示。 B点时，NH3 的转化率为 。 ③下列有关反应2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2 (s)+H2O(g)的说法正确的是 。 A．分离出少量的尿素，NH3 的转化率将增大 B．反应达到平衡时，降低反应体系的温度，CO2 的浓度减小 C．NH3 的转化率始终等于CO2 的转化率 D．加入有效的催化剂能够提高尿素的产率 (2)已知常温下Ka(HNO2)=5×10-4，则反应 HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(aq)+H2O(l)的平衡常数K= 。 (3)CO与Ni发生羰化反应形成的络台物可作为催化烯烃反应的催化剂。Ni的羰化反应为Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)  ＜0，T0温度下，将足量的Ni粉和3.7molCO加入到刚性密闭容器中，10min时反应达到平衡，测得体系的压强为原来的。则： ①0～10min内平均反应速率v(Ni)= g·min-1。 ②研究表明，正反应速率v正=k正·x4(CO)，逆反应速率v逆=k逆·x[Ni(CO)4](k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数)，计算T0温度下的= 。 【答案】(1) 4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O 75% B (2)5×1010 (3) 5.31 9×103(或9000) 【解析】（1）①尿素在高温条件下与NO2反应转化成无毒气体，结合质量守恒，生成氮气、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O。 ②B点时氨气体积含量为20% 则，a=0.375mol，NH3 的转化率为。 ③A．尿素为固态，分离出少量的尿素，不影响平衡移动，NH3 的转化率不变，错误； B．反应为放热反应，反应达到平衡时，降低反应体系的温度，平衡正向移动，导致CO2 的浓度减小，正确； C．若氨气和二氧化碳投料不等于其系数比，则NH3 的转化率不等于CO2 的转化率，错误； D．加入有效的催化剂加快反应速率，但是不影响平衡，不能够提高尿素的产率，错误； 故选B； （2）反应 HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(aq)+H2O(l)的离子方程式为，平衡常数K=； （3）①反应为气体分子数减3的反应，10min时反应达到平衡，测得体系的压强为原来的，则此时总的物质的量为1mol，那么反应镍，0～10min内平均反应速率； ②结合①分析，平衡CO(g) 、Ni(CO)4(g)分别为、，平衡时正逆反应速率相等，v正=k正·x 4(CO)=v逆=k逆·x[Ni(CO)4]，则。 29．某温度下，利用CO2生产甲醇主要涉及以下反应。 反应Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=-49.4kJ/mol  K1 反应Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2  K2 反应Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3= _90.6 kJ/mol 回答下列问题： (1)ΔH2= kJ/mol。 (2)恒压条件下发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡后再充入惰性气体，反应Ⅱ平衡将 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。 (3)将1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)充入密闭容器发生反应Ⅰ和Ⅱ，并达到平衡状态。相同温度下，在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性[] 和CO的选择性[] 随压强变化曲线如图所示，图中表示CO2的平衡转化率的曲线是 (填“m”“n”或“p”)，A点时H2的转化率为 。 (4)在恒压密闭容器中充入6 mol H2(g)、2 mol CO2(g)，分别在1 MPa和10 MPa下反应，分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH3OH的影响，设这三种气体物质的量分数之和为1，CO和CH3OH的物质的量分数与温度变化关系如图： ①表示10 MPa时CH3OH的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 (填标号)。 ②200~400℃b、d曲线基本重合的原因是 。 ③590℃时，反应Ⅱ的Kp为 。 【答案】(1)+41.2 (2)正向 (3) n 24% (4) a 200~400℃以反应Ⅰ为主，加压反应Ⅰ正向移动，c(H2O)增大，对反应Ⅱ起抑制作用；升温对反应Ⅱ起促进作用，两种因素作用相当，导致CO物质的量分数几乎不变 0.25 【解析】（1）由盖斯定律可知，反应Ⅰ—反应Ⅲ=反应Ⅱ，则ΔH2=(—49.4kJ/mol)—(—90.6kJ/mol)= +41.2kJ/mol，故答案为：+41.2； （2）恒压条件下充入不参与反应的惰性气体，相当于减小压强，反应Ⅰ是气体体积减小的反应，减小压强，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳和氢气的浓度增大、水蒸气浓度减小，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，减小压强，平衡不移动，但二氧化碳和氢气的浓度增大、水蒸气浓度减小会使平衡向正反应方向移动，故答案为：正向； （3）反应Ⅰ是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大、浓度减小，甲醇的选择性增大，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，但二氧化碳和氢气浓度减小、水蒸气浓度增大会使平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小，一氧化碳的选择性减小，由甲醇的选择性与一氧化碳的选择性之和等于100%可知，曲线m表示甲醇的选择性、曲线p表示一氧化碳的选择性、曲线n表示二氧化碳的平衡转化率；由图可知，A点时二氧化碳的转化率和一氧化碳的选择性都为30%，则甲醇的选择性为70%，由方程式可知，平衡时，反应Ⅰ消耗氢气的物质的量为1mol×30%×70%×3=0.63mol，反应Ⅱ消耗氢气的物质的量为1mol×30%×30%=0.09mol，则氢气的转化率为×100%=24%，故答案为：n；24%； （4）①反应Ⅰ是放热反应，压强不变时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数减小，反应Ⅱ是吸热反应，压强不变时，升高温度，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的物质的量分数增大，由(3)可知，增大压强，甲醇的物质的量分数增大、一氧化碳的物质的量分数减小，所以表示10 MPa时甲醇的物质的量分数随温度变化关系的曲线是a、表示一氧化碳的物质的量分数随温度变化关系的曲线是d，故答案为：a； ②200-400℃，b、d曲线基本重合是因为200~400℃以反应Ⅰ为主，加压反应Ⅰ正向移动，c(H2O)增大，对反应Ⅱ起抑制作用；升温对反应Ⅱ起促进作用，两种因素作用相当，导致CO物质的量分数几乎不变，故答案为：200~400℃以反应Ⅰ为主，加压反应Ⅰ正向移动，c(H2O)增大，对反应Ⅱ起抑制作用；升温对反应Ⅱ起促进作用，两种因素作用相当，导致CO物质的量分数几乎不变； ③由图可知，590℃时，甲醇和一氧化碳的物质的量分数都为30%，由三种气体物质的量分数之和为1可知，二氧化碳的物质的量分数为40%， 由碳原子个数守恒可知，平衡时，甲醇、一氧化碳、二氧化碳物质的量分别是0.6 mol、0.6 mol、0.8 mol，由方程式可知，氢气的物质的量为6 mol—0.6 mol×3—0.6 mol=3.6 mol，水物质的量为0.6 mol+0.6 mol=1.2 mol，则平衡时体系中气体总物质的量为6.8 mol，反应Ⅱ的压强平衡常数Kp==0.25，故答案为：0.25。 30．CH4还原CO2是实现“碳达峰”“碳中和”的有效途径之一，相关的主要反应有： Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  =+247kJ/mol K1 =+200J/(K·mol) Ⅱ：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) =+41kJ/mol K2 =+42J/(K·mol)。 回答下列问题： (1)反应Ⅰ在常温下 (填“能”或“不能”)自发进行。 (2)有利于提高CO2平衡转化率的条件是_______。 A．低温低压 B．低温高压 C．高温低压 D．高温高压 (3)计算反应CH4(g)＋3CO2(g)4CO(g)＋2H2O(g)的= kJ/mol，K= (用含K1、K2的式子表示)。 (4)恒温恒容条件下，向密闭容器中充入一定量CH4和CO2，下列条件不能判断反应达到平衡状态的是_______。 A．n(CH4)：n(CO2)=1：2 B．CH4体积分数保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．反应体系的热效应为0 (5)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入等物质的量的CH4和CO2，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，起始压强为0.2MPa．平衡时总压强为0.3MPa，CO2的转化率为70%。反应Ⅱ的平衡常数Kp= (用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 (6)恒温恒压条件下，CH4和CO2按一定的比例投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2的高效转化： 过程ⅱ平衡后通入氦气，一段时间后测得CO的物质的量上升。过程ⅲ发生的反应有CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)，3Fe(s)+4CO2(g)Fe3O4(s)+4CO(g)，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因： 。 【答案】(1)不能 (2)C (3) +329 K= (4)AC (5)1 (6)通He，CaCO3分解平衡正向移动，导致增大，促进Fe还原CO2平衡正向移动 【解析】（1）由题干反应方程式CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  =+247k/mol K1 =+200J/(K·mol)可知，=247kJ/mol-298K×200J/(K·mol)×10-3kJ/J=+187.4kJ/mol＞0，即反应Ⅰ在常温下不能自发进行； （2）由题干信息可知，反应Ⅰ为正反应是一个气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为正反应是一个气体体积不变的吸热反应，故有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压，故答案为：C； （3）由题干信息可知，反应Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  =+247k/mol，反应 Ⅱ：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) =+41kJ/mol，反应Ⅰ+2´反应Ⅱ可得反应CH4(g)＋3CO2(g)4CO(g)＋2H2O(g)，根据盖斯定律可知=+2=247kJ/mol+2×41kJ/mol=+329kJ/mol，根据平衡常数定义可知，K= K1•； （4）A. 由于题干未告知投入CH4和CO2的物质的量，故当n(CH4)：n(CO2)=1：2    反应不一定达到化学平衡，A符合题意； B. 化学平衡的特征之一为各组分的浓度或百分含量保持不变，故当CH4体积分数保持不变，说明反应达到化学平衡，B不合题意； C. 恒温恒容条件下，反应体系气体的质量始终保持不变，容器的体积保持不变，故混合气体的密度始终保持不变，当混合气体的密度保持不变时不能说明反应达到化学平衡，C符合题意； D. 两个反应是一个可逆反应，反应体系的热效应为0说明正反应吸收的热量和逆反应放出的热量一样多，即正反应速率等于逆反应速率，反应达到化学平衡，D不合题意； 故答案为AC； （5）恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比；向密闭容器中加入等物质的量的CH4和CO2，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，起始压强为0.2MPa．则起始CH4、CO2的分压都为0.1MPa；平衡时总压强为0.3MPa，CO2的转化率为70%，反应Ⅱ反应前后气体分子数不变，则在恒温恒容容器中，平衡时压强增大是由反应Ⅰ引起的，平衡时压强增大0.3MPa-0.2MPa=0.1MPa，由反应Ⅰ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)知，每消耗1molCH4和1molCO2生成2molCO和2molH2，混合气体物质的量增加2mol，则反应Ⅰ消耗CH4、CO2的分压都为0.05MPa，生成CO和H2的分压为0.1MPa；反应Ⅱ消耗CO2的分压为0.1MPa×70%-0.05MPa=0.02MPa，则反应Ⅱ消耗H2、生成CO和H2O(g)的分压都为0.02MPa，则平衡时H2、CO2、CO、H2O(g)的分压依次为0.08MPa、0.03MPa、0.12MPa、0.02MPa，反应Ⅱ的平衡常数Kp==1； （6）由题干方程式CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)，3Fe(s)+4CO2(g)Fe3O4(s)+4CO(g)可知：CaCO3分解反应是一个气体体积增大的方向，故通He，相当于减小压强，则CaCO3分解平衡正向移动，导致增大，促进Fe还原CO2平衡正向移动。 31．既是温室气体，也是重要的化工原料。研究的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。 (1)工业上，利用和反应合成二甲醚： ，该反应在 (填“高温”或“低温”)下能自发进行。 (2)T℃时，在1L恒容密闭容器中投入和，发生反应：，在10min时反应达到平衡，测得此时。该温度下反应的平衡常数 (列出计算式即可)；达到平衡时，的转化率为 。 (3)一定条件下，在密闭容器中充入与在催化剂作用下发生反应：，的平衡转化率与温度压强的关系如图所示。 ①a点时，的物质的量为 mol。 ②)在恒温恒容条件下，再增加和，平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动，达到新平衡时，的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)低温 (2) 60% (3) 0.5 正向 增大 【解析】（1）该反应，，根据，该反应在低温下能自发进行。 （2）容器体积为L，起始时各物质浓度为：H2(g)：3mol/L和CO2(g)：1mol/L，达到平衡后H2O(g)的浓度为0.9mol/L，据此可列出三段式： 平衡常数；根据三段式可知，H2的转化率为：。 （3）①a点时，CO2的转化率为50%，故CO2的转化量为0.5mol，根据碳元素守恒，生成CH3OH的物质的量为0.5mol。 ②该反应前后气体分子数减少，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，恒温恒容条件下再增加1molCO2和3molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，达到新的平衡时CO2的转化率增大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$