第二章 化学反应速率与化学平衡 同步习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章化学反应速率与化学平衡同步习题 一、单选题 1．氨是化肥生产工业的重要原料。反应原理为，其生产条件需要高温高压。近年来电催化氮气合成氨因节能、环境友好等优势，受到广泛关注，下列有关合成氨反应的说法正确的是 A．该反应的 B．将氨气及时液化分离可增大化学反应速率 C．当时，反应达到平衡状态 D．提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数 2．向10L密闭固定容器中充入物质的量浓度均为0.1mol/L的CH4和CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图，下列说法不正确的是 A．平衡时CO与的物质的量之比为 B．、、、由小到大的顺序为 C．T℃， D．随着温度升高，CH4的转化率增大 3．关于有效碰撞理论，下列说法正确的是 A．普通分子有时也能发生有效碰撞 B．增大反应物的质量一定能使化学反应速率加快 C．使用催化剂加快反应速率是因为提高了分子的能量 D．升高温度加快反应速率是因为增加了单位时间内的有效碰撞次数 4．在一定条件下，将3mol A和1mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g) ＋ B(g) xC(g) ＋ 2D(g)。2min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1。下列判断错误的是 A．x＝1 B．B的转化率为50% C．2min内A的反应速率为0.3mol·L－1·min－1 D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应达到平衡状态 5．处理的原理之一为：。在2L恒温密闭容器中投入1mol，并加入足量的碳粉，2min后测得容器中含有0.5mol，经10分钟反应达到平衡状态，此时压强是起始时的1.4倍(不考虑存在)。下列判断正确的是 A．0~2min的反应速率为 B．的平衡转化率为80% C．0~8min时间段内正反应速率、逆反应速率呈减小趋势 D．达到平衡状态时 6．在2L密闭容器中充入气体A和B，发生A(g)＋B(g) C(g)＋2D(g)  ΔH，所得实验数据如下表。下列说法正确的是 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(A) n(B) n(C) ① 300 0.40 0.10 0.090 ② 500 0.40 0.10 0.080 ③ 500 0.20 0.05 a A．ΔH>0 B．500℃该反应的平衡常数K=0.32 mol·L-1 C．③中达到平衡时，a >0.040 D．5min末测得①中n(C)=0.050 mol，则0到5min内v(D)=0.02 mol·L-1·min-1 7．上加氢制甲醇的某种反应路线如图，下列说法错误的是    A．降低了总反应的活化能 B．该路线有非极性键的断裂和形成 C．该合成路线符合绿色化学理念 D．甲醇与水分子能形成分子间氢键 8．化学在生活中的应用随处可见，下列措施不是为了改变化学反应速率的是 A．将食品存放在冰箱中 B．做馒头时添加膨松剂 C．月饼包装袋内放置还原铁粉小袋 D．冶炼铁时将铁矿石粉碎 9．下列不能用平衡移动原理解释的是 A．工业合成氨体系中及时分离氨气以提高原料转化率 B．工业上SO2催化氧化成SO3的反应，选用常压条件而不选用高压 C．将装有NO2的密封玻璃球浸在热水中，玻璃球颜色加深 D．用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，可减少Cl2的损失 10．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表： 物质 X Y Z 初始浓度/mol∙L-1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol∙L-1 0.05 0.05 0.1 则25℃时，反应X+3Y⇌2Z的平衡常数为 A．500 B．600 C．1200 D．1600 11．工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：。在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法错误的是    A．增大压强，甲醇转化率增大 B．b点反应速率 C．反应速率 D．生产时反应温度控制在80~85℃为宜 12．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 B．合成氨反应采用较高的温度 C．合成氨工厂通常采用压强，以提高原料的利用率 D．红棕色的加压后颜色先变深再变浅 13．一定温度下，某同学欲探究浓度对化学平衡的影响，设计实验如下： Ⅰ.向溶液中加入溶液，反应达到平衡后分成两等份。 Ⅱ.向其中一份中加入溶液，溶液变红，再向其中加入，振荡，静置，下层显极浅的紫色。 Ⅲ.向另外一份中加入，振荡，静置，下层显紫色。 下列说法错误的是（    ） A．实验Ⅰ中发生的反应为 B．水溶液中的：Ⅱ>Ⅲ C．水溶液中的：Ⅰ<Ⅱ D．若在实验Ⅰ中加入少量固体，会增大 14．密闭容器进行如下反应：    △H，A、C的质量分数(ω)、压强(p)、温度(T)和时间(t)的关系如图甲(恒温)和图乙(恒压)所示。下列说法正确的是 A．， B．， C．平衡常数K：， D．若只改变压强，B的转化率减小 二、填空题 15．一定温度下，向一容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H ＝－196kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的 0.7 倍。请回答下列问题： (1)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填序号)。 a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 b.容器内气体的压强不变 c.容器内混合气体的密度保持不变 d.SO3的物质的量不再变化 e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等 (2)①SO2的转化率为 ； ②达到平衡时反应放出的热量为 ； ③此温度下该反应的平衡常数K＝ 。 (3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线，则： 温度关系：T 1 T2( 填 “>”“<” 或“＝”)。 16．(1)某温度下，在体积固定为2L的密闭容器中进行反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) H1=-90.7kJ.mol-l，将1molCO和2molH2混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下: 时间(min) 5 10 15 20 25 30 压强比(P前/P后) 1：0.98 1：0.90 1：0.80 1：0.70 1：0.70 1：0.70 则达到平衡时CO的转化率为 。 (2)在一定条件下，将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应为2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)，已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时，CO2的转化率如图所示。从图中可得出三条主要规律： ①增大投料比，CO2的转化率增大；② ；③ 。 (4)反应CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+H2(g) H2=-41.2kJ.mol-l的v-t图像如图1所示，若其他条件不变，只是在反应前增大容器体积使压强减小，则其v-t图像如图2所示。下列说法正确的是 ①a1＞a2②a1＜a2③b1＞b2④b1＜b2⑤t1＞t2⑥t1=t2⑦t1＜t2⑧两图中阴影部分面积相等⑨图2阴影部分面积更大⑩图1阴影部分面积更大 A．①③⑦⑧B．①③⑤⑧C．②④⑦⑨D．①③⑦⑩ 17．在一定温度下的2L的密闭容器中，加入3 mol A和1 mol B，发生如下反应：，5min达到平衡时，。 (1)0～5min内用B表示的平均反应速率为 ；达到平衡时，A的转化率为 。 (2)达到平衡时容器内气体压强与反应前容器内气体压强之比 。 (3)维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡将向 （填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）。 (4)达到平衡后，若保持温度不变，将C从容器中分离出一部分，则化学平衡常数 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 18．化学反应的自发性的判断依据 在恒温、恒压，非体积功为0的情况下，综合考虑焓变和熵变，可以判断反应能否自发进行。 焓变ΔH 熵变ΔS ΔH-TΔS的值 反应能否自发进行 <0 >0 <0 >0 <0 >0 <0 <0 低温时<0 >0 >0 高温时<0 19．一定温度下，将3molA气体和1molB气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)，请填写下列空白： (1)反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，则1min内，B的平均反应速率为 ；x为 。 (2)若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度 0.8mol/L(填“大于”、“小于”或“等于”) (3)若已知达平衡时，该容器内混合气体总压强为P，混合气体起始压强为P0。请用P0、P来表示达平衡时反应物A的转化率a(A)为 。 (4)能加快反应速率的措施是 。 ①升高温度 ②容器体积不变，充入隋性气体Ar ③容器压强不变，充入惰性气体Ar ④使用催化剂 ⑤将容器体积缩小一半 (5)能够说明该反应达到平衡的标志是 。 A．容器内混合气体的密度保持不变 B．容器内混合气体的压强保持不变 C． A、B的浓度之比为3:1 D．单位时间内断开3nmolA-A键的同时生成nmolB-B键 E. v(A)=3v(B) 20．I.CH4、CO2都是碳的重要化合物，实现碳及其化合物的相互转化，对开发新能源和降低碳排放意义重大。 (1)在一定条件下，可通过CH4与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式： ① ② ③ 则 ； (2)(在一恒容装置中，通入一定量CH4和NO2，测得在相同时间内，在不同温度下，NO2的转化率如图(横坐标为反应温度，纵坐标为NO2转化率/%)： 则下列叙述正确的是___________。 A．若温度维持在200℃更长时间，NO2的转化率将大于19% B．反应速率：b点的v(逆)>e点的v(逆) C．平衡常数：c点=d点 D．提高c点时NO2的转化率和反应速率，可减小压强或增大c(CH4) (3)在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：；向一容积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时H2的浓度为。则300℃时上述反应的平衡常数K= 。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的 (填“>”或“<”)0。 II.已知可逆反应的正、逆反应均为一级反应，v正=k正•c(A)，v逆=k逆•c(B)且存在如下数据： 温度(K) 600 850 速率 常数 k正() 32 70 k逆() 8 12 (4)600K时，在容积为1L的恒容密闭容器中充入2mol气体A，已知反应过程中物质的浓度、速率常数和反应时间之间满足如下关系：，[c0(A)为反应物A的起始浓度，ct(A)、ct(B)分别为A，B任意时刻的浓度，k为反应速率常数，t为反应时间]，则： ①t= min时反应达平衡。 ②反应一段时间后A，B浓度相等，则这段时间内正反应的平均反应速率v= mol(L∙min)(保留整数)。(已知lg2=0.3，lg5=0.7) 21．（1）F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）分解反应： 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O5（g）完全分解） t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ②研究表明，N2O5（g）分解的反应速率。t=62 min时，测得体系中=2.9 kPa，则此时的= kPa，v= kPa·min−1。 ③若提高反应温度至35℃，则N2O5（g）完全分解后体系压强p∞（35℃） 63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是 。 ④25℃时N2O4（g）= 2NO2（g）反应的平衡常数Kp= kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。 22．根据下表所示化学反应与数据关系： 化学反应 平衡常数 温度 973 K 1 173 K ①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) K1 1.47 2.15 ②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) K2 2.38 1.67 ③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) K3 ？ ？ 请回答： (1)反应①是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)写出反应③的平衡常数K3的表达式 。 (3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝ (用K1、K2表示)。 (4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取的措施有 (填写字母序号)。 A．缩小反应容器的容积        B．扩大反应容器的容积 C．升高温度                  D．使用合适的催化剂 E．设法减小平衡体系中的CO浓度 (5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示：    ①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t2时 ；t8时 。 ②若t4时降压，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线 。 三、计算题 23．(1)在2L的密闭容器中，充入2molN2和3molH2，在一定条件下发生反应，3s后测得N2的物质的量为1.9mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为 。 (2)将10molA和5molB放入容积为10L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)+B(g)=2C(g)，在最初2s内，消耗A的平均速率为0.06mol·L-1·s-1，则在2s时，容器中有 molA，此时C的物质的量浓度为 。 (3)反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为 ①v(A)=0.6mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.45mol·L-1·min-1 ③v(C)=0.015mol·L-1·S-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·min-1， 则此反应在不同条件下进行最快的是 。 A．②            B．①③              C．②④        D．②③ (4)在一定温度下，某密闭且体积不变的容器内有可逆反应：A(g)+3B(g)⇌2C(g)。不能说明该反应达到化学平衡的标志是 。 A．C物质的生成速率和分解速率相等 B．A、B、C的浓度不再变化 C．单位时间内生成amol物质A，同时生成3amol物质B D．A、C物质的分子数之比不变 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【详解】A．由可知，该反应是一个化合反应，为放热反应，，该反应是一个气体体积减小的反应，，A错误； B．将氨气及时液化分离，减小生成物浓度，平衡正向移动，反应速率减小，B错误； C．速率之比等于化学计量数之比，2v正(H2)=3v正(NH3)，当时，表示正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C正确； D．由可知，提高体系的压强，平衡正向移动，但化学平衡常数只是温度的函数，温度不变，化学平衡常数不变，D错误； 故答案选C。 2．C 【详解】A．反应物为CH4 和 CO2，由反应可知，CO与H2以1：1生成，可知平衡时CO与H2的物质的量比为1：1，A正确； B．该反应为气体体积增大的反应，温度一定时增大压强，平衡逆向移动，转化率减小，即压强越大CH4的转化率越小，则图中压强的大小关系为p1＜p2＜p3＜p4，B正确； C．点X时CH4的平衡转化率为80%，转化的甲烷为0.1mol/L×80%=0.08mol/L，则反应的三段式为： ，该反应的平衡常数K===1.6834，C错误； D．由图可知，压强一定时，CH4的平衡转化率随着温度的升高而增大，D正确； 故答案为：C。 3．D 【详解】A．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞，但是普通分子能量较低不会发生有效碰撞，A错误； B．增大反应物的质量不一定能使化学反应速率加快，例如增加纯固体的质量不影响反应速率，B错误； C．使用催化剂，降低反应的活化能，使有效碰撞频率增大，反应速率加快，C错误； D．升高温度，提供了分子需要的能量，活化分子百分数增大，则增加了活化分子的有效碰撞次数，反应速率加快，D正确； 故选D。 4．B 【详解】A.C的浓度为0.2mol•L‾1，生成C的物质的量为0.2mol•L‾1×2=0.4mol，根据方程式可知：x：2=0.4mol：0.8mol，所以x=1，A正确； B.根据三段式计算： 3A(g)+ B(g) C(g)+2D(s) 初始浓度（mol•L‾1）   1.5    0.5                     0 转化浓度（mol•L‾1）   0.6    0.2                    0.2    0.4 平衡浓度（mol•L‾1）   0.9    0.3                    0.2    0.4 据以上分析可知，B的转化率=×100%=40%，B错误； C.2min内A的平均反应速率= =0.3mol/(L·min)，C正确； D.因反应前后各物质均为气态，则反应前后气体的质量不变化，而气体总物质的量是变化的，则混合气体的平均相对分子质量在反应过程中是变化的，若平均相对分子质量在反应过程中不变了，则表明该反应达到平衡状态，D正确； 故答案选B。 5．B 【详解】A．C是固体，其浓度视为常数，不能用其浓度变化表示反应速率，故A错误； B．恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，平衡时容器内气体的总物质的量为1.4mol，利用差量法，可计算NO2的消耗量为0.8mol， NO2的平衡转化率=80%，故B正确； C．0-8min时间段内正反应速率呈减小趋势、逆反应速率呈增大趋势，故C错误； D．用不同物质的反应速率达到平衡，要求反应方向一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，因此达到平衡状态时，故D错误； 答案为B。 6．C 【详解】A．由①②可知，温度升高时，平衡时n(C)下降，说明温度升高，平衡逆向移动，所以该反应的ΔH<0，A选项错误； B．由实验②的数据建立三段式有： ，则平衡常数，B选项错误； C．对比②和③可知，③相当于在②基础上减压，根据方程式可知，减压正向移动，则达到平衡后a >0.040，B选项正确； D．5min末测得①中n(C)＝0.050 mol，由化学反应速率与化学计量数成正比可知，0到5min内v(D)=2v(C)=2×(0.05mol÷2L÷5min)=0.01 mol·L-1·min-1，D选项错误； 故选C。 7．B 【分析】由图知，总反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O，则In2O3为该反应的催化剂。 【详解】A．为总反应的催化剂，则降低了总反应的活化能，A正确； B． 该路线有非极性键的断裂，但没有非极性键的形成，B不正确； C． 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，即减少或消除危险物质的使用和产生的化学品和过程的设计，该反应目标产物为甲醇，另一产物为水，则该合成路线符合绿色化学理念，C正确； D． 甲醇与水分子均含羟基，故能形成分子间氢键，D正确； 答案选B。 8．B 【详解】A．食物存放在冰箱中，可降低温度，减缓食物氧化速率，与减小反应速率有关，故A不选； B．加工馒头时添加膨松剂，可使馒头疏松柔软，与改变反应速率无关，故B选； C．月饼包装袋内放置还原铁粉小袋作抗氧化剂，可防止月饼被氧化，减缓食物氧化速率，与减小反应速率有关，故C不选； D．将铁矿石粉碎，可增大接触面积，可加快反应速率，与增大反应速率有关，故D不选； 故选：B。 9．B 【详解】A．工业合成氨体系中及时分离氨气，并将未反应的N2、H2再加入合成塔，既减少了生成物浓度，同时也增大反应物浓度，可以使平衡正向移动，从而可以提高原料转化率，A不符合题意； B．工业上SO2催化氧化成SO3的反应是气体体积减小的反应，高压有利于SO2转化为SO3，选用常压条件而不选用高压，是常压下SO2的转化率很高，同时高压对设备要求也相应提高，导致经济成本也会相应增大，B符合题意； C．NO2存在化学平衡：2NO2(g)N2O4(g)，该反应是气体体积减小的放热反应，将装有NO2的密封玻璃球浸在热水中，温度升高，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致玻璃球中c(NO2)增大，气体物质颜色加深，C不符合题意； D．Cl2与反应存在化学平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，使用饱和食盐水时，由于HCl在水中溶解度很大，可以除去杂质HCl，同时由于溶液中c(Cl-)增大，化学平衡逆向移动，导致Cl2溶解量、反应量减小，因此可减少Cl2的损失，D不符合题意； 故合理选项是B。 10．D 【分析】根据平衡常数表达式是平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，由此分析。 【详解】25℃时，反应X+3Y⇌2Z，平衡常数表达式是平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，K===1600，答案选D。 11．B 【详解】A．该反应是气体体积减小的反应，所以增大压强可使平衡正向移动，甲醇转化率增大，故A正确； B．b点后CO转化率还可以升高，说明反应未达平衡状态，正向进行，所以，故B错误； C．a点温度比d点温度低，所以反应速率，故C正确； D．温度控制在80~85℃内，CO转化率最高，继续升高温度，转化率反而下降，所以生产时反应温度控制在80~85℃为宜，故D正确； 答案选B。 12．B 【详解】A．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，有利用平衡向正反应方向移动，生成更多的三氧化硫，可用勒夏特列原理解释，A不符合题意； B．合成氨反应是放热的反应，采用较高的温度会使平衡逆向移动，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意； C．合成氨工厂通常采用高压(20MPa∼50Mpa)条件，有利用平衡向正反应方向移动，可用勒夏特列原理解释，C不符合题意； D．红棕色的NO2加压后颜色先变深是体积减小浓度增大，后变浅是加压平衡2NO2N2O4正向移动，可以用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故选B。 13．C 【详解】A．实验Ⅲ说明实验Ⅰ中的被氧化为，故实验Ⅰ中发生的反应为，A项正确； B．实验Ⅱ中发生的反应为，加入，振荡静置后，下层显极浅的紫色，说明，因加入，平衡向逆反应方向移动，浓度增大，B项正确； C．由上述分析可知，生成的反应程度比生成的反应程度大，故实验Ⅰ的溶液中浓度比实验Ⅱ中的大，C项错误； D．在实验Ⅰ中加入少量固体，平衡向正反应方向移动，增大，D项正确。 答案选C。 14．B 【详解】A．由图乙可知，在温度下先达平衡，反应快，说明温度高，即，温度升高，C的质量分数减小，说明平衡逆向移动，反应放热，，A错误； B．由图甲可知：p2条件下A的质量分数小，故压强，根据勒夏特列原理可知，正反应方向是气体总物质的量减少的方向，即，B正确； C．图甲温度相同，；，升高温度，减小，平衡逆向移动，，平衡常数：，C错误； D．由图甲可知：压强，当压强由，增大压强，减小，平衡正向移动，B的转化率增大，D错误； 故选B。 15．(1)bde (2) 90% 35.28kJ 20250 (3)> 【详解】（1）a．2:1:2是该平衡反应的计量数，与浓度无关，不能作为平衡标志，不选； b．因为是恒容环境下的反应，当压强不变的时候说明气体总量已经不变，可以说明反应已经到达平衡状态，选； c．因为是恒容条件下，化学反应质量守恒，所以密度始终没有变化，不能作为平衡标志，不选； d．生成物SO3的物质的量不发生变化的时候，可以说明反应已经到达平衡状态，选； e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等，说明正逆反应速率相等，可以说明反应已经到达平衡状态，选； 故选bde。 （2）①用三段式法设反应的SO2的物质的量，列方程式： ，当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的 0.7 倍，=0.7，解得x=0.18，所以SO2的转化率为=90%； ②参与反应的SO2有0.36mol，根据热化学方程式可知放热0.36mol×196kJ=35.28kJ； ③此温度下该反应的平衡常数K＝=20250。 （3）该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，二氧化硫的体积分数增大，得到温度关系：T1>T2。 16． 45% 升高温度，CO2的转化率降低 温度越低，增大投料比使CO2的转化率增大的越显著 D 【详解】(1)由题给数据可知，反应20min时达到平衡，设平衡时CH3OH物质的量为x，由题意建立如下三段式： 因，由平衡前后压强比为1：0.70可得关系式：3：(3-2x)=1：0.70，解得x=0.45，则CO的转化率为45%； (2)由图示可知，当温度一定时，投料比越大，CO2的转化率增大；因该反应为放热反应，当投料比一定时，升高温度，CO2的转化率越小；对比两条曲线变化可知，温度越低，增大投料比使CO2的转化率增大的越显著； (3)增大容器体积，反应物和生物的浓度减小，则a1＞a2、b1＞b2；压强减小，平衡达到平衡所需时间越长，则t1＜t2；因化学方程式两边气态物质的量相等，化学平衡不移动，但反应物和生物的浓度均减小，则图1阴影部分面积更大，故①③⑦⑩正确，答案选D。 17．(1) 60% (2)7:10 (3)正向移动 (4)不变 【分析】根据三段式分析可知：，则有：即，解得x=0.6mol，据此分析解题。 (1) 0～5min内用B表示的平均反应速率为，达到平衡时，A的转化率为，故答案为：；60%； (2) 根据阿伏加德罗定律及推论可知，同温同压下气体的压强之比等于其物质的量之比，故达到平衡时容器内气体压强与反应前容器内气体压强之比为[(3-3x)+(1-x)+2x]：(3+1)=(4-2x):4=(4-2×0.6)：4=7:10，故答案为：7:10； (3) 分析反应为一个正反应为气体体积缩小的反应，故维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡将向正向移动，故答案为：正向移动； (4) 化学平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变平衡常数不变，故达到平衡后，若保持温度不变，将C从容器中分离出一部分，则化学平衡常数不变，故答案为：不变。 18． 一定自发 一定非自发 低温自发 高温自发 【分析】反应方向的符合判据为ΔH-TΔS＜0反应能自发，ΔH-TΔS=0反应达到平衡，ΔH-TΔS＞0反应不能自发。 【详解】ΔH<O，ΔS＞0，ΔH-TΔS＜0，任何温度都能自发； ΔH＞O，ΔS＜0，ΔH-TΔS＞0，任何温度都不能自发； ΔH<O，ΔS＜0，低温时ΔH-TΔS＜0，低温自发； ΔH＞O，ΔS＞0，高温时ΔH-TΔS＜0，高温自发； 故答案为：一定自发；一定非自发；低温自发；高温自发。 19． 0.2mol/(L.min). 2 小于 ×100% ①④⑤ BD 【分析】根据浓度的变化除以时间计算反应速率；容积固定的密闭容器中，容器内气体的压强之比等于它们的物质的量之比；升高温度、增加浓度、使用催化剂能加快反应速率；平衡状态的判断抓住正反应速率等于逆反应速率和各组分的浓度不再改变来进行判断。 【详解】(1)反应1min时测得剩余1.8molA，则A反应了3mol -1.8mol=1.2 mol，根据方程式，B反应了0.4mol，B的浓度变化为，则1min内，B的平均反应速率为；C的浓度为0.4mol/L，C的浓度是B浓度变化的2倍，则x为2； (2)若反应经2min达到平衡，开始1min时A、B的浓度较大，反应速率应该较快，1min后，A、B的浓度减小，反应速率减慢，则后来1min产生的C小于0.4mol/L，所以平衡时C的浓度小于0.8mol/L； (3)假设A反应了x，，根据在容积固定的密闭容器中，容器内气体的压强之比等于它们的物质的量之比，得，解得，A的转化率a(A)为； (4)①升高温度，能加快反应速率；②容器体积不变，充入隋性气体Ar，则浓度不变，则反应速率不变；③容器压强不变，充入惰性气体Ar，使得体积增大，浓度减小，反应速率减慢；④使用催化剂，能加快反应速率；⑤将容器体积缩小一半，则浓度增大，能加快反应速率；所以能加快反应速率的措施是①④⑤； (5)A.反应前后，体积不变，由于质量守恒，容器内混合气体的质量始终保持不变，则密度始终保持不变，不能说明该反应达到平衡； B.该反应3A(g)+B(g)2C(g)是物质的量减少的反应，体积固定，容器内压强与物质的量成正比，则压强可以变化，所以压强保持不变可以说明该反应达到平衡； C. A、B的起始浓度之比为3:1，两者反应的关系也是3:1，则浓度之比一直保持为3:1，不能说明该反应达到平衡； D.单位时间内断开3nmolA-A键是正反应，生成nmolB-B键是逆反应，且符合反应的比例关系，所以可以说明该反应达到平衡； E.根据化学方程式中，反应速率之比等于化学计量数之比，则v(A)=3v(B)，所以不能说明该反应达到平衡； 综上所述选择BD。 【点睛】反应速率的计算用浓度的变化除以时间，不能用物质的量除以时间进行计算；会使用体积固定，容器内压强与物质的量成正比，来进行解题；平衡状态的判断一定要抓住可变量不再变化时，达到平衡状态，而有的量始终保持不变时不能判断达到平衡状态。 20．(1)−1750.6 (2)A (3) 25 ＜ (4) 0.023 87 【详解】（1）第①个方程式2倍减去第②个方程式的2倍，再减去第③个方程式，则−1750.6；故答案为：−1750.6。 （2）A. 若温度维持在200℃更长时间，NO2反应生成N2O4，因此NO2的转化率将大于19%，故A正确；B. 温度越高，反应速率越快，因此反应速率：b点的υ(逆)＜e点的υ(逆)，故B错误；C. 温度越高，平衡逆向移动，平衡常数减低，因此平衡常数：c点＞d点，故C错误；D. 提高c点时NO2的转化率和反应速率，可减小压强，平衡逆向移动，转化率减小，故D错误；综上所述，答案为A。 （3）根据题意建立三段式，则300℃时上述反应的平衡常数。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则温度越高，平衡常数减小，说明逆向移动，即逆向是吸热反应，正向是放热反应，即该反应的＜0；故答案为：25；＜。 （4）①达到平衡，则有υ正=k正∙c(A)=υ逆=k逆∙c(B)，，，，解得x=1.6，，解得t=0.023min，因此t=0.023min时反应达平衡；故答案为：0.023。 ②反应一段时间后A，B浓度相等，得到浓度都为1 mol∙L−1，，t=0.0115min，则这段时间内正反应的平均反应速率；故答案为：87。 21． 30 大于 二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强P增大 13.4 【分析】②根据阿伏加德罗定律可知，在恒温恒容条件下，气体的压强与物质的量成正比； ③根据温度对压强和平衡状态的影响分析； ④根据五氧化二氮完全分解时的压强计算出二氧化氮、氧气的压强，然后再根据二氧化氮转化的方程式计算平衡时二氧化氮、四氧化二氮的压强； 【详解】②在恒容容器中，气体的分压和物质的量成正比，故此题中可用P代替各物质的量使用。t=62min时,=2.9 kPa,因此=(35.8-2×2.9)kPa=30.0 kPa, ，故答案为：30；； ③根据pV=nRT，恒容容器中，升高温度，T增大，所以总压强P增大。二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，因此总压强大于63.1kPa，故答案为：大于；二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强P增大； ④根据题中63.1kPa数值，，所以。根据反应前后氮原子守恒可知：,解得，，。故答案为13.4。 【点睛】根据阿伏加德罗定律pV=nRT可知，在恒温恒容条件下，气体的压强与物质的量成正比，计算时可以用气体压强来表示其物质的量。 22． 吸热 K3＝c(CO2)c(H2)/[c(CO)c(H2O)] K2/K1 C、E 升高温度或增大CO2的浓度(增大H2的浓度) 使用催化剂或加压(减小容器的容积)    【分析】据温度与平衡常数的关系判断反应①的热效应，据平衡常数表达式分析不同平衡常数间的关系。据平衡移动原理分析外因对化学平衡的影响，据外因对化学反应速率的影响绘制逆反应速率与时间的关系曲线。 【详解】(1)由表中数据可知，反应①的平衡常数K1随温度升高而增大，故该反应为吸热反应； (2)反应③的平衡常数表达式K3＝[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]； (3)据反应①有K1＝c(CO)/c(CO2)，据反应②有K2＝c(H2)/c(H2O)。可见K3＝K2/K1； (4)据K3＝K2/K1，973 K时K3＝2.38/1.47＝1.62，1 173 K时K3＝1.67/2.15＝0.78。故反应③是放热反应，升高温度平衡左移；反应③气体气体分子数不变，扩大或缩小反应容器的容积，反应③平衡不移动。使用催化剂能等倍数增大正、逆反应的速率，但不能使平衡移动。减小平衡体系中的CO浓度，反应③平衡左移，故C、E符合题意。 (5)①由图可知，t2时改变的条件使逆反应速率增大、随后减小，即平衡逆向移动，故改变的条件是升高温度或增大CO2的浓度(增大H2的浓度)；t8时改变的条件使逆反应速率加快且平衡不移动，故改变的条件是使用催化剂或加压(减小容器的容积)。 ②若t4时降压，则正逆反应速率都减小，曲线在原来平衡曲线的下方，又因为降压平衡不移动，故该曲线为水平直线，故答案为。 【点睛】第（5）小题的第②问为易错点，注意结合反应的特点判断降低压强时反应速率都减小及平衡不移动，在图中画出相应曲线即可。 23． 0.05 mol·L-1·s-1 8.8 0.08mol/L D C 【分析】(1)根据氮气计算出消耗氢气的物质的量，通过公式计算化学反应速率； (2)通过三段式计算； (3)以A物质为基础，根据化学反应速率之比等化学计量数之比，判断快慢； (4)根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。 【详解】(1) 3 s内消耗的N2的物质的量为2mol-1.9mol＝0.1mol，根据化学方程式N2＋3H22NH3，可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量为0.3 mol，根据化学反应速率的计算公式，v(H2)＝＝0.05 mol·L-1·s-1，故答案为：0.05 mol·L-1·s-1； (2)在最初2s内，消耗A的平均速率为0.06mol·L-1·s-1，可知A的物质的量的变化为，将其代入三段式中有： 可知，容器中有：8.8molA，此时C的物质的量浓度为，故答案为：8.8；0.08mol/L； (3)①v(A)=0.6mol·L-1·min-1 ②v(A)=3v(B)=3×0.45 mol·L-1·min-1=1.35 mol/(L·min) mol·L-1·min-1； ③v(A)=3v(C)/2=3×0.015/2 mol·L-1·s-1=0.0225 mol·L-1·s-1=0.0225×60 mol·L-1·min-1=1.35 mol·L-1·min-1； ④v(A)=3v(B)/2=3×0.45/2mol/(L·min)=0.675mol/(L·min)； 综上可知，反应速率最快的是②③，故答案为：D； (4) A．当C的生成速率与C的分解速率相同时，即v正=v逆，该反应达到平衡状态，A项正确； B．可逆反应中，A、B、C的浓度不再变化，说明反应达到平衡，B项正确； C．无论该反应是否达到平衡状态，单位时间内，生成amol A，就同时生成3amol B，所以该反应不一定达到平衡状态，C项错误； D．平衡时各物质的分子数之比不再改变，说明各物质的量不变，反应达平衡状态，D选项正确； 综上，不能说明该反应达到化学平衡的标志是C，故答案为：C。 【点睛】本题易错点(3)，比较化学反应速率的快慢，以某一物质为基准，采用化学反应速率之比等于化学计量数之比，转化成这种物质表示的化学反应速率，比较数值即可，但注意化学反应速率的单位，如③单位是mol/(L·s)，其他速率单位是mol/(L·min)，因此需要转化到同一单位下比较。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$