第二章化学反应速率与化学平衡同步练习2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第二章化学反应速率与化学平衡同步练习 一、单选题 1．是常见的环境污染性气体。一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入，发生反应：。反应相同时间内，三个容器中的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述正确的是 A．A点的小于C点的 B．C点加入适当催化剂，不能提高的转化率 C．若B点为平衡点，在该温度下，反应的平衡常数 D．在恒温恒容下，向A点平衡体系中再充入一定量的，与原平衡相比，的平衡转化率减小 2．恒温恒容下向2L密闭容器中加入SO3发生反应：2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)，反应过程中测定的部分数据如下表：下列说法正确的是（　　） 反应时间/min n(SO3)/mol n(O2)/mol 0 2.0 0 2 0.8 4 0.6 6 1.8 1.1 A．0～2 min平均速率v(SO2)=0.6 mol·L﹣1·min﹣1 B．4 min后，平衡移动的原因可能是减压 C．若升高温度后的平衡常数的值为1.0，则该正反应为吸热反应 D．若起始时容器中SO3的物质的量改为1.0 mol，则平衡时n(SO2)=0.6 mol 3．下列关于热化学反应方程式的描述中正确的是 A．稀HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol，则稀H2SO4和稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)= BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH= -57.3kJ/mol B．CO的燃烧热是283.0kJ/mol，则：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g) ΔH=2×(-283.0)kJ/mol C．两个起始体积相同的容器中充入等量的NO2发生反应：2NO2(g) N2O4(g) 达到平衡，恒压容器中气体的颜色比恒容容器中颜色深 D．已知石墨转化为金刚石要吸热，则等量的石墨与金刚石相比总键能小 4．在温度不变的条件下，密闭容器中发生如下反应：N2＋3H2⇌2NH3，下列叙述能够说明反应已经达到平衡状态的是 A．容器中N2、H2、NH3共存 B．N2与NH3的浓度相等 C．容器中N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2 D．反应容器中压强不随时间变化 5．一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是 容器 温度/K 物质的起始浓度/mol·L-1 物质的平衡浓度/mol·L-1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A．该反应的正反应为吸热反应 B．若容器Ⅰ中的反应10min时恰好平衡，则0～10min的平均速度v(H2)=0.008mol·L-1·min-1 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大 6．下列说法中正确的是 A．能够自发进行的反应一定能迅速进行 B．ΔH-TΔS＜0的反应，不需要任何条件就可自发进行 C．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 D．    ΔH＜0该反应能自发，必须满足b＜3 7．已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)，在密闭容器中进行，下图表示在不同反应时间t 时，温度T和压强P与生成物C在混合物中的体积百分含量的关系曲线。由曲线分析，下列判断正确的是 A．T1＜T2，P1＞P2，m+n＞p，△H <0 B．T1＞T2，P1＜P2，m+n＞p，△H<0 C．T1＜T2，P1＞P2，m+n＜p，△H <0 D．T1＞T2，P1＜P2，m+n＜p，△H >0 8．一定条件下，在一恒容密闭容器中发生反应，如图所示是化学反应速率与化学平衡随外界条件的改变而变化的关系图，下列说法不正确的是（    ） A．时增大或 B．时加入催化剂 C．时降低温度 D．时向容器中充入 9．甲醇—水蒸气重整法所得氢气是电动汽车燃料电池的理想氢源。反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ   反应Ⅱ    会损害燃料电池的交换膜。在压强、和的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下，的转化率、的产率和的物质的量如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下达平衡状态时的变化)。已知：的选择性。下列说法正确的是 A． B．210℃升温至270℃时，反应Ⅰ的活化能增大 C．温度升高，反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ增加的更多 D．温度升高，n(CO)的实际值与平衡值相差越来越大，原因是催化剂对CO的选择性升高 10．科学研究人员结合实验与计算机模拟结果，研究了CO2与H2在Pt/SiO2催化剂表面上生成CO和H2O的反应历程，其部分反应历程如图所示（吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物种用“·”标注，Ts表示过渡态）。 下列有关叙述正确的是 A．升高温度总是能加快总反应速率 B．上述条件下，上述反应释放能量小于无催化剂时释放能量 C．上述反应历程中每一步均存在H－H键的断裂 D．上述反应的速率由第I步反应决定 11．如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是 A．实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B．实验(c)中和热的测定应用同一支温度计，重复实验，取三次实验的平均数据 C．实验(c)中选用浓的强酸溶液与强碱溶液反应，对实验结果没有影响 D．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 12．一定温度下，向一密闭容器中充入和足量发生反应：测得平衡时的物质的量与压强的关系如图所示。下列叙述正确的是 A．上述正反应在较低温度下能自发进行 B．曲线Ⅰ代表CH4的物质的量与压强的关系 C．CH4消耗速率和CO消耗速率之比等于2：1时达到平衡状态 D．M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2 13．恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是 A．温度低于时，总反应速率由反应②决定 B．随的减小，反应②的速率先增大后减小 C．体系存在的速率关系： D．欲提高Y产率，需提高反应温度且控制反应时间 14．如图所示，无摩擦、有质量的隔板1、2、3将容器分为甲，乙、丙3个部分，同时进行反应：，起始时各物质的物质的量已标在图中。在固定的温度和压强下充分反应后，各部分的体积分别为、、。此时若抽走隔板1，不会引起其他活塞移动。下列说法错误的是 A．若乙中气体密度不再改变，说明乙中已经达到平衡状态 B．若， C．若将3个隔板全部固定，与未固定相比，丙中放热量减少 D．若将该容器逆时针旋转90°竖立在桌面上，重新平衡时，乙中C的体积分数减小 二、填空题 15．甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 (1)CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。 ①P1、P2的大小关系是P1 P2(填“＞、＜或=”)。 ②A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是 。 ③下列叙述能说明在恒容容器中发生的上述反应能达到化学平衡状态的是 (填代号)。 a.v正(H2)=2v逆(CH3OH) b.CH3OH的体积分数不再改变 c.混合气体的密度不再改变 d.同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO (2)在T2℃、P2压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。 ①此时的浓度平衡常数K= ；平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡，则CO的转化率 (填“增大，不变或减小”)；CO与CH3OH的浓度比 (填“增大，不变或减小”)。 ②若恒容时，以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正) v(逆)(填“＞、＜或=”)。 ③若P2压强恒定为p，则平衡常数Kp= (Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。 16．已知可逆反应：M(g)＋N(g) ⇌ P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)=1mol·L-1，c(N)=2.4mol·L-1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为 。 (2)该温度下，反应的K值为 。 (3)若反应温度升高，M的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)=4mol·L-1，c(N)=a mol·L-1；达到平衡后，c(P)=2mol·L-1，a= 。 17．六氨合钴{化学式：}溶液可用于脱除烟气中的，用活性炭作催化剂、水作还原剂可实现的再生，维持溶液脱除的能力，可能机理如图-1所示。 已知：活性炭表面既有大量的酸性基团，又有大量的碱性基团。溶液的对活性炭表面所带电荷有影响。时带负电荷，越高，表面所带负电荷越多；时带正电荷，越低，表面所带正电荷越多。 (1)由步骤(ii)可知活性炭表面有大量的 (填“酸性”或“碱性”)基团。 (2)写出步骤(iii)的离子反应方程式： 。 (3)一定温度下，对再生反应的影响如图2所示。 ①当时，的转化率随的减小而降低的原因是 。 ②当时，的转化率随的增大而降低的原因是 。 (4)一定下，反应相同时间，的转化率随温度的升高而增大，可能的原因是 。 18．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。 （1）如图为1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成NO(g)和CO2(g)过程中的能量变化示意图。 已知E1＝134 kJ·mol－1，E2＝368 kJ·mol－1(E1、E2为反应的活化能)。若在反应体系中加入催化剂，化学反应速率增大，则E1、ΔH的变化分别是 、 (填“增大”“减小”或“不变”)。写出该反应的热化学方程式： 。 （2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。 该反应的ΔH (填“>”或“<”)0。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是 。 （3）煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。已知： ①CH4(g)＋2NO2(g)= N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)   ΔH＝－867 kJ·mol－1 ②2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 ③H2O(g)= H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1 写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式： 。 19．如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，在500℃下发生发应，CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)。实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如下图1所示： (1)从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)= 。 (2)500℃该反应的平衡常数为 (结果保留一位小数)，图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图，若降低温度到400℃进行，达平衡时，K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)下列措施中不能使CO2的转化率增大的是 。 A．在原容器中再充入1mol H2        B．在原容器中再充入1molCO2 C．缩小容器的容积       D．将水蒸气从体系中分离出       E．使用更有效的催化剂 (4)500℃条件下，测得某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.4mol/L，则此时v(正) v(逆)(填“＞”“＜”或“=”)。 20．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白： (1)从开始至2 min，X的平均反应速率为 。 (2)该反应的化学方程式为 。 (3)1 min时，v(正) v(逆)，2 min时，v(正) v(逆)。(填“＞”或“＜”或“”)。 (4)上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v(X)=9 mol/(L·min)，乙中v(Y)=0.5 mol/(L·s)，则 中反应更快。 (5)若X、Y、Z均为气体，在2 min时，向容器中通入氩气(容器体积不变)，X的化学反应速率将 ，若加入适合的催化剂，Y的化学反应速率将 。(填“变大”或“不变”或“变小”)。 (6)若X、Y、Z均为气体(容器体积不变)，下列能说明反应已达平衡的是 。 a．X、Y、Z三种气体的浓度相等 b．气体混合物物质的量不再改变 c．混合气体的总压强不随时间变化 d．反应速率v(X)：v(Y)=3：1 e．单位时间内消耗X的物质的量：单位时间内消耗Z的物质的量=3：2 f．混合气体的密度不随时间变化 g．混合气体的平均相对分子质量不随时间变化 21．填空。 (1)工业合成NH3的反应，解决了世界约三分之一的人粮食问题。已知：N2＋3H2⇌2NH3，且该反应的v正=k正·c(N2)·c3(H2)，v逆=k逆·c2(NH3)，则反应N2＋H2⇌NH3的平衡常数K= (用k正和k逆表示)。 (2)500℃时，向容积为2L的密闭容器中通入1molN2和3molH2，模拟合成氨的反应，容器内的压强随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 10 20 30 40 ＋∞ 压强/MPa 20 17 15 13.2 11 11 ①达到平衡时N2的转化率为 。 ②用压强表示该反应的平衡常数Kp= (Kp等于平衡时生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的乘积的比值，某物质的分压等于总压×该物质的物质的量分数)。 ③随着反应的进行合成氨的正反应速率与NH3的体积分数的关系如下图所示，若升高温度再次达到平衡时，可能的点为 (从点“A、B、C、D”中选择)    22．在一定条件下，可逆反应mAB＋C变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后增大容器内压强的变化情况。          (1)该反应的逆反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)若A、B、C均为气体，则m 2(填“大于”、“等于”或“小于”)。 (3)若m=2，则A的状态为 。 (4)当温度和容积不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则平衡向 (填“正向移动”、“逆向移动” 或“不移动”)。 (5)当温度和压强不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，平衡向 (填“正向移动”、“逆向移动” 或“不移动”)。 三、计算题 23．在一定条件下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)  △H=+49.4 kJ/mol。实验测得：达到平衡状态时，吸收热量19.76 kJ。则 (1)该条件下反应的化学平衡常数表达式为K= 。 (2)平衡时升高温度，化学平衡常数的变化为 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (3)该条件下反应到达平衡时，CH3OH的转化率为 ，混合气体的压强是反应前的 倍。 (4)该条件下判断该反应达平衡状态的依据是(填序号) 。 a．v正(CH3OH)=v逆(CO2)    b．混合气体的密度不变 c．c(CH3OH)=c(H2O)       d．混合气体的总物质的量不变 (5)将体积压缩为原来的一半，下列描述正确的是( ) a．正反应速率减小，逆反应速率增大  b．正反应速率增大，逆反应速率增大 c．正反应速率小于逆反应速率        d．c(CO2)减小 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．D 【详解】A．A点体积小，压强大，反应速率快，故A错误； B．由题干图像可知，容器的容积依次增大，反应速率依次减小可知，C点未达到平衡状态，使用催化剂可加快反应速率，提高的转化率，故B错误； C．B点对应的体系为，的平衡转化率为80%，因此平衡常数，故C错误； D．在恒温恒容下，向A点平衡体系中充入一定量的，等效于加压，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，故D正确； 选D。 2．C 【详解】2 min时n(SO3)=0.8mol，则反应消耗SO3的物质的量为2.0mol-0.8mol=1.2mol，此时生成O2的物质的量为：n(O2)=n(SO3)=1.2mol×=0.6mol，而4min时O2的物质的量仍然为0.6mol，说明该反应在2min 时已经达到平衡状态， A. 0～2 min平均速率，化学反应速率与化学计量数成正比，则v(SO2)=v(SO3)=0.3 mol·L﹣1·min﹣1，故A错误； B． 将1.1mol氧气按照计量数关系转化成三氧化硫可知，改变条件下三氧化硫的物质的量为：1.8mol+1.1mol×=2.35mol＞2mol，说明平衡移动的原因为加入了三氧化硫，而不是改变了压强，故B错误； C. 根据表格数据可以列出三段式(单位：mol)，   ，则原条件下的平衡常数，说明升高温度后平衡向着正向移动，则正反应为吸热反应，故C正确； D. 若起始时容器中SO3的物质的量改为1.0 mol，假如平衡不一定，则平衡时n(SO2)=1.2mol×=0.6 mol，由于三氧化硫的物质的量减小，相当于减小了压强，平衡向着正向移动，则重新达到平衡时二氧化硫的物质的量大于0.6mol，故D错误； 故选C。 3．C 【详解】A．稀HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol，而稀H2SO4和稀Ba(OH)2溶液反应生成硫酸钡沉淀放热，则稀H2SO4和稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)= BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH<-57.3kJ/mol，A错误； B．物质的量与热量呈正比，互为可逆反应时焓变数值相同、符号相反，CO的燃烧热是283.0kJ/mol，则：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g) ΔH=2×(+283.0)kJ/mol=+566.0kJ/mol，B错误； C．反应：2NO2(g)N2O4(g)为气体体积减小的反应，恒压容器的体积比恒容容器的体积小，初始二氧化氮物质的量相等，因此恒压容器中气体的颜色比恒容容器中颜色深，C正确； D．石墨转化为金刚石要吸热，所以石墨比金刚石稳定，破坏等量的两种物质，石墨消耗的能量多，所以等量的石墨总键能大于金刚石的总键能，D错误； 答案选C。 4．D 【详解】A． 可逆反应始终是反应物和生成物共存的体系，不能说明反应已经达到平衡状态，故A错误； B． 平衡时，N2与NH3的浓度保持不变，而不一定相等，故B错误； C． 当体系达平衡状态时，N2、H2、NH3的物质的量之比可能为1∶3∶2，也可能不是，与各物质的初始量及转化率有关，故C错误； D． 随着反应的进行，气体总物质的量减小，因此压强也会减小，故当反应容器中压强不随时间变化时，说明反应达平衡状态，故D正确； 故选D。 5．D 【详解】A．比较容器Ⅰ和Ⅲ中的温度可以看出，升高温度，c(CH3OH)减小，则表明平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应，A不正确； B．若容器Ⅰ中的反应进行10min时恰好平衡，c(CH3OH)= 0.080 mol·L-1，则参加反应的c(H2)= 0.160 mol·L-1，0～10min的平均速度v(H2)==0.016mol·L-1·min-1，B不正确； C．采用一边倒的方法，起始时容器Ⅲ中c(H2)为0.20 mol·L-1，c(CO)为0.10 mol·L-1，若容器Ⅱ中温度也为500K，则容器Ⅱ相当于容器Ⅲ加压，使气体体积变为原来的一半，此时容器Ⅱ中c(H2)是容器Ⅲ中c(H2)的二倍，平衡正向移动后c(H2)减小，再将容器Ⅱ温度降至400K，平衡正向移动，c(H2)再次减小，所以达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍，C不正确； D．由于容器Ⅲ中混合气体的温度比容器Ⅰ中高，所以达平衡时容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大，D正确； 故选D。 6．C 【详解】A．△G<0反应自发进行，能自发进行，反应速率不一定大，如金属的腐蚀，故A错误； B．反应自发进行的条件是△H-T△S<0，反应自发进行不一定不需要任何条件，高锰酸钾受热分解，故B错误； C．同种物质熵值：液体＞固体，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，故C正确； D．根据△H-T△S<0，ΔH＜0，△S＞0，任何温度下都可自发进行，则需满足b＜3；ΔH＜0，△S＜0，低温条件下也可自发进行，则满足b＞3，故D错误； 故答案选：C。 7．B 【分析】根据“先拐先平，数值大”原则，采取定一议二得到温度和压强的大小关系，根据图示，结合压强和C%的关系判断方程式前后的系数和大小关系，根据温度和C%的关系，确定化学反应的吸放热情况。 【详解】压强均为P2时，比较温度不同，即比较曲线T1、P2与曲线T2、P2，根据先出现拐点，先到达平衡，先出现拐点的曲线表示的温度高，则T1＞T2，由图知温度越高，C%越低，说明平衡向逆反应进行，升高温度，平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应，即△H <0；温度均为T1，比较压强不同，即比较曲线T1、P1与曲线T1、P2，根据先出现拐点，先到达平衡，先出现拐点的曲线表示的压强高，则P1＜P2，由图知压强越大，C%越高，说明平衡向正反应进行，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，所以m+n＞p；根据以上分析得出：T1＞T2，P1＜P2，m+n＞p，△H  <0，故答案为B。 8．D 【详解】A．时正反应速率突然增大，逆反应速率不变，正反应速率大于逆反应速率，则平衡正向移动，改变的条件为增大反应物浓度，A正确； B．时正、逆反应速率同等程度地增大，平衡不移动，改变的条件为使用了催化剂，B正确； C．时正、逆反应速率突然减小，正反应速率大于逆反应速率，则平衡正向移动，该反应为放热反应，则改变的条件为降低温度，C正确； D．时正、逆反应速率突然增大，正反应速率大于逆反应速率，则平衡正向移动，改变的条件为增大压强，而向容器中充入，体系总压强增大，但反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，D错误； 故选D。 9．C 【详解】A．据图可知升高温度时CO的平衡时的物质的量在增大，说明升高温度反应Ⅱ正向移动，则正反应为吸热反应∆H2>0，A错误； B．升高温度可以增加活化分子百分数，但不改变活化能，所以210℃升温至270℃时，反应Ⅰ的活化能不变，B错误； C．据图可知温度升高时，CO的物质的量增大的不明显，但CH3OH的转化率和H2的产率明显增大，说明反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ增加的更多，C正确； D．n(CO)的实际值与平衡值相差越来越大，而CH3OH的转化率明显增大，说明反应物更多的进行反应Ⅰ，催化剂对CO的选择性降低，D错误； 综上所述答案为C。 10．D 【详解】A．升温不一定加快反应速率，温度过高时，催化剂活性会降低或失活从而影响总反应速率，A项错误； B．催化剂不影响能量变化，B项错误； C．·生成和生成的过程均不存在键的断裂，C项错误； D．决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应速率越慢，上述反应历程中第I步的活化能最大，故速率由第I步反应决定，D项正确； 故答案选D。 11．B 【详解】A．实验(b)中NH4Cl和Ba(OH)2⋅8H2O反应是吸热反应，故A错误； B．实验(c)中和热的测定应用同一支温度计，重复实验，取三次实验的平均数据，减小误差，故B正确； C．浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热，影响实验准确性，故C错误； D．铝片、铝粉都是固体，将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变，故D错误； 选B。 12．D 【详解】A．正反应是吸热、熵增反应，在较高温度下能自发进行，A项错误； B．增大压强，平衡向左移动，曲线Ⅱ代表的物质的量与压强的关系，B项错误； C．消耗速率与CO消耗速率为之比1∶2时达到平衡状态，C项错误； D．M点当P=2MPa时，平衡时n(CH4)=amol，n(H2)=n(NO)=amol，其他条件相同的情况下，压强之比等于物质的量之比，故M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2a:a=2，D项正确； 答案选D。 13．C 【分析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，据此分析解题。 【详解】A．由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，A正确； B．由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，B正确； C．根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v (X) + v (Y) = v(Z)，C错误； D．升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且尽量防止反应②消耗Y，故还要控制反应时间，D正确； 故选C。 14．D 【详解】A．乙中气体总质量恒定，随反应进行气体分子数减小，因为恒压条件下，容器体积减小，则气体密度逐渐增大，当密度不再改变，说明乙中已经达到平衡状态，故A正确； B．抽走隔板1后，未造成其他隔板移动，说明甲乙两部分混合后仍处于化学平衡状态，根据等效平衡原理，若将甲中的C全部转化为A、B，则。由此列式：，若，将甲中的C极限转化后，、，与乙完全相同，故，故B正确； C．隔板固定后，随着反应正向进行，压强逐渐减小，相比于之前正向进行程度更小，放热量减少，故C正确； D．将容器竖后，隔板的质量造成各部分压强增大，体积减小，因此乙中平衡正移，C的体积分数增大，故D错误； 故选：D。 15． ＜ KA=KB＞KC abd 400 减小 增大 ＞ 【详解】(1)①反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则P1＜P2，故答案为：＜； ②由图可知，压强一定时，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向ΔH<0，所以随着温度升高，该反应平衡常数减小，A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是：KA=KB＞KC，故答案为：KA=KB＞KC； ③a．当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，故a选； b．CH3OH的体积分数不再改变时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，故b选； c．恒容容器中该反应过程中气体总质量和总体积都不变，则混合气体密度不变，当混合气体的密度不再改变，不能说明反应达到平衡，故c不选； d．同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，故d选； 故答案为：abd； (2)①在T2℃、P2压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应，平衡时CO的平衡转化率为0.5，列出三段式 平衡常数K===400；平衡后再加入1.0molCO后平衡正向移动，但CO的转化率减小；CO与CH3OH的浓度比=，平衡正向移动，c(H2)减小，增大，故答案为：400；减小；增大； ②若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，Qc===200<K，此时平衡正向移动，v(正)> v(逆)，故答案为：＞； ③列出三段式 p(CO)=p=0.375p，p(H2)=p=0.25p，p(CH3OH)=p=0.375p，Kp===，故答案为：。 16．(1)25% (2) (3)增大 (4)6 【详解】（1）△c(M)=60%×1mol/L=0.6mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以△c(N)=△c (M)= 0.6mol/L，故此时N的转化率； （2）根据题给条件可得如下三段式： 故该温度下平衡常数； （3）该反应正反应为吸热反应，升高温度平衡向吸热方向移动，即向正反应方向移动，M的转化率增大，故答案为增大； （4）反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol/L，c(N)＝a mol/L；达到平衡后，c(P)= 2mol/L； 温度不变，常数不变，则，解得a=6。 17．(1)酸性 (2) (3) pH越低，活性炭表面所带正电荷越多，与静电斥力增加，不利于的催化还原 增加，的解离受到抑制，不利于的催化还原 (4)温度升高，反应速率加快，有利于反应的转化率；提高温度有利于的解离，从而有利于的还原；温度升高，氧气在水中的溶解度下降，有利于反应产物氧气的脱除，而氧气在活性炭表面的大量吸附不利于的还原(温度升高有利于溶质在微孔的扩散等合理答案均可) 【详解】（1）由步骤(ⅱ)可知有Co3＋产生，所以活性炭表面有大量的酸性基团。 （2）步骤(ⅲ)中Co3＋被还原为Co2＋，反应的离子反应方程式为。 （3）①由于pH越低，活性炭表面所带正电荷越多，与静电斥力增加，不利于的催化还原，因此当时，的转化率随的减小而降低。 ②由于增加，的解离受到抑制，不利于的催化还原，所以当时，的转化率随的增大而降低。 （4）由于温度升高，反应速率加快，因此有利于反应的转化率；提高温度有利于的解离，从而也有利于的还原；温度升高，氧气在水中的溶解度下降，有利于反应产物氧气的脱除，而氧气在活性炭表面的大量吸附不利于的还原，因此的转化率随温度的升高而增大。 18． 减小 不变 NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)  ΔH＝－234 kJ·mol－1 < 在250 ℃、1.3×104 kPa下，CO转化率已较高，再增大压强，CO转化率提高不大，而生产成本增加 CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)   ΔH＝－898.1 kJ·mol－1 【分析】（1）催化剂会降低活化能，但不改变反应热； （2）从横坐标上一点，画一条平行于纵坐标的虚线，看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率，温度越低转化率越低，说明，升温时平衡向逆向移动； （3）依据盖斯定律得出结论。 【详解】（1）NO2(g)和CO(g)反应生成NO(g)和CO2(g)的化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)，则有ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。在反应体系中加入催化剂，降低活化能，化学反应速率增大，则E1减小，但ΔH的值不变。 （2）由图可知，当压强一定时，升高温度，CO的转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则有ΔH<0。由图可知，温度降低，CO的转化率增大，故选择温度为250 ℃。当温度为250 ℃时，压强增大，CO的转化率增大，但压强为1.3×104 kPa左右时，CO转化率已较高，再增大压强，CO转化率提高不大，但生产成本增加。 （3）CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的化学方程式为CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)。分析已知的三个热化学方程式，根据盖斯定律，由①＋③×2－②可得CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)，则有ΔH＝(－867 kJ·mol－1)＋(－44 kJ·mol－1)×2－(－56.9 kJ·mol－1)＝－898.1 kJ·mol－1。 19． 0.225mol/(L•min) 5.3 增大 BE ＜ 【详解】(1)从反应开始到平衡v(CH3OH)=mol/（L·min）=0.075 mol/（L•min），相同时间内v(H2)=3v(CH3OH)=0.075 mol/（L•min）×3=0.225 mol/（L•min）； (2)根据图象结合三段式可知 化学平衡常数K=≈5.3，该反应的正反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，化学平衡常数增大； (3)A．在原容器中再充入1molH2，反应物浓度增大，平衡正向移动，导致二氧化碳转化率增大，故A不选； B．在原容器中再充入1molCO2平衡正向移动，但是二氧化碳消耗的量远远小于加入的量导致二氧化碳转化率减小，故B选； C．缩小容器的容积，压强增大，化学平衡正向移动，二氧化碳转化率变大，故C不选； D．将水蒸气从体系中分离出，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故D不选； E．使用更有效的催化剂，平衡不移动，二氧化碳转化率不变，故E选； 故选BE； (4)此时浓度商==6.25＞K，平衡逆向移动，则v(正)＜v(逆)。 20．(1)0.075 mol/(L·min) (2)3X+Y2Z (3) ＞ (4)乙 (5) 不变 变大 (6)bceg 【详解】（1）从开始至2 min，X的物质的量改变了0.3 mol，反应在2 L的容器中进行，则用X的浓度变化表示的平均反应速率v(X)=； （2）由图像可知，反应中X、Y的物质的量减少，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，此时三种物质都存在，且物质的量不再发生变化，所以该反应是可逆反应，且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.3 mol:0.1 mol:0.2 mol=3:1:2，故反应方程式为3X+Y2Z； （3）根据图像可知：在1 min时反应物X、Y物质的量减少，生成物Z物质的量增加，反应正向移动，，v(正)＞v(逆)；2 min时，反应物与生成物反应量与生成量相等，反应达到平衡状态v(正)＝v(逆)； （4）由化学反应速率和化学计量数成正比的关系，甲中v(Y)=v(X)=×9 mol/(L·min)=3 mol/(L·min)=0.05 mol/(L·s)，而乙中v(Y)=0.5 mol/(L·s)，故乙中反应更快； （5）反应达到平衡后，容器体积不变情况下，通入惰性气体，各种反应体系的浓度不变，所以化学平衡不发生移动，X的化学反应速率不变；加入适合的催化剂，能够降低反应的活化能，因而可以使化学反应速率增大，故Y的化学反应速率变大； （6）a．X、Y、Z三种气体的浓度相等，此时反应可能处于平衡状态，也可能未处于平衡状态，不能据此判断化学反应是否达到平衡状态，a错误； b．该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若气体混合物物质的量不再改变，说明正向反应速率等于逆向反应速率，化学反应达到平衡，b正确； c．反应在恒容密闭容器中进行，该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，在温度不变密闭的恒容容器中，体积不变，压强与气体物质的量成正比，混合气体的总压强不随时间变化说明气体混合物物质的量不变，正向反应速率等于逆向反应速率，反应达到平衡状态，c正确； d．反应速率v(X):v(Y)=3:1，没有体现正、逆反应速率的关系，因此不能判断化学反应是否达到平衡状态，d错误； e．单位时间内消耗X的物质的量代表正反应速率，单位时间内消耗Z的物质的量代表逆反应速率，两者比值等于化学计量数时，反应达到平衡状态，e正确； f．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在密闭的恒容容器中，气体的体积不变，则混合气体的密度始终不会改变，故不能不能判断化学反应达到平衡状态，f错误； g．平均相对分子质量，反应在恒容密闭的容器中进行，反应组分都是气体，气体质量不变，则当气体混合物物质的量不变时，气体平均相对分子质量不变，说明正向反应速率等于逆向反应速率，反应达到平衡状态，g正确； 故合理选项是bceg。 21．(1) (2) 90% 48 Mpa-2 A 【详解】（1）当正、逆反应速率相等时，反应到平衡，即v正＝v逆＝k正·c(N2)·c3(H2)＝k逆·c2(NH3) ，则反应N2＋H2((NH3的平衡常数K＝＝； （2）假设到平衡时氮气转化浓度为x mol/L，则有： 根据压强比等于物质的量比分析，有关系式：＝，解x＝0.45；①达到平衡时N2的转化率为0.45/0.5×100%＝90%； ②用压强表示该反应的平衡常数Kp＝＝48 MPa－2； ③合成氨的反应为放热反应，若升温，则反应速率增大，平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，可能的点为A。 22． 吸热 小于 固态或液态 不移动 正向移动 【详解】(1)温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，所以T1＞T2，升高温度C的质量分数减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应； (2)增大容器内压强，C的质量分数减小，说明平衡逆向移动，则反应物的气体系数之和小于生成物气体系数之和，A、B、C均为气体，则m小于2； (3)该反应的反应物的气体系数之和小于生成物气体系数之和，若m=2，说明A为固态或液体； (4)温度和容积不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，反应物和生成物的浓度均不发生改变，正逆反应速率依然相等，平衡不移动； (5)当温度和压强不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则容器体积增大，反应物和生成物的分压减小，相当于减小压强，平衡正向移动。 23． 变大 40% 1.2 ad bc 【详解】(1)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，则反应的CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的化学平衡常数表达式为K=； (2)根据热化学方程式可知：该反应的正反应是吸热反应。平衡时升高温度，化学平衡正向移动，导致该反应的化学平衡常数会变大； (3)在一定条件下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)， 发生反应：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)  △H=+49.4 kJ/mol，表示1 mol CH3OH完全反应，会吸收热量49.4 kJ，实验测得，达到平衡状态时，吸收热量19.76 kJ，则反应的CH3OH的物质的量n(CH3OH)==0.4 mol，则该条件下CH3OH的平衡转化率为=40%； 反应前混合气体总物质的量n(前)=1 mol+3 mol=4 mol，由于反应的甲醇的物质的量是0.4 mol，根据物质反应转化关系可知平衡时n(CH3OH)=0.6 mol，n(H2O)=(3-0.4)mol=2.6 mol，n(CO2)=0.4 mol，n(H2)=1.2 mol，混合气体总物质的量n(总)=n(CH3OH)+n(H2O)+n(CO2)+n(H2)=0.6 mol+2.6 mol+0.4 mol+1.2 mol=4.8 mol，在容积不变时，气体的物质的量的比等于压强之比，则反应达到平衡时与反应前的压强之比为4.8 mol：4 mol=1.2； (4) a．在任何时刻都存在v正(CH3OH)=v正(CO2)，若v正(CH3OH)=v逆(CO2)，则v正(CO2)= v逆(CO2)，反应处于平衡状态，a符合题意； b．容器的容积不变，混合气体质量不变，则任何时刻都存在混合气体的密度不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，b不符合题意； c．加入 CH3OH、H2O 的物质的量的比是1：3，消耗的物质的量的比是1：1，因此在任何情况下二者的浓度都不可能相等，因此不能根据c(CH3OH)=c(H2O)判断平衡状态，c不符合题意； d．该反应的正反应是气体体积增大的反应，若混合气体的总物质的量不变，说明反应处于平衡状态，d符合题意； 故合理选项是ad； (5)若将体积压缩为原来的一半，反应混合物中任何物质的浓度都增大，导致正反应速率和逆反应速率都增大。缩小容器的容积导致体系的压强增大，气体系数大的一方物质的浓度增大得多。由于该反应的正反应是气体体积增大的反应，则增大速率后，逆反应速率比正反应速率大，即正反应速率小于逆反应速率，所以化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，故合理选项是bc。 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 $$