2.4化学反应的调控 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.4化学反应的调控 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础练习 一、单选题 1．合成氨的热化学方程式为  。最近，吉林大学与韩国、加拿大科研人员合作研究，提出基于机械化学(“暴力”干扰使铁活化)在较温和的条件下由氮气合成氨的新方案(过程如图所示)，利用这种方案所得氨的体积分数平衡时可高达。下列说法正确的是 A．该方案所得氨的含量高，主要是因为使用了铁做催化剂 B．采用该方案生产氨气，活化能和均减小 C．该方案氨的含量高，与反应温度较低有关 D．为了提高氨气的产率，应尽量采取较高温度提高化学反应速率 2．接触法工业制硫酸，其中在接触室中发生反应  ，实际工业生成中需要综合考虑各方面因素选择合适的生成条件，下列关于该反应的说法错误的是 A．进入接触室的气体要控制含量比含量大 B．该反应达到平衡状态时： C．工业生产中选择400℃～500℃进行该反应主要是为了提高反应速率，与原料的平衡转化率无关 D．工业上利用热交换器将该反应放出的热量预热反应前的原料气(SO2和O2)，实现能量的循环利用 3．化学反应广泛联系生活、生产及研究领域。下列叙述与化学反应调控无关的是 A．油锅起火，盖上锅盖灭火 B．生产糖果，加入食用色素 C．鲜牛奶冷藏，冷链运输 D．工业合成氨，研发新型催化剂 4．下列关于合成氨工业说法不正确的是 A．根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 B．合成氨厂一般采用10MPa~30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素 C．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒” 5．在硫酸工业中，通过下列反应：，下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法正确的是 温度/ 平衡时的转化率 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率 B．回收尾气中的仅为了防止空气污染 C．采用常压条件是因为常压下的转化率足够高，增大压强会增加设备成本 D．选择的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率 6．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．固氮菌能把空气中的转化为或铵态氮肥作为自身的养料 B．升高温度、增大压强，并使用合适催化剂，可使合成氨反应完全进行 C．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化：硝酸盐 D．用稀处理做过银镜反应的试管： 7．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高的转化率 B．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 C．浓氨水中加入氢氧化钠固体产生刺激性气味的气体 D．合成氨时，选定温度为，而不是常温 8．关工业合成氨的说法错误的是 A．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动 B．使用铁触媒能降低反应的活化能，使反应物能较快地发生反应 C．工业合成氨温度为，此时原料的平衡转化率最大 D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒 9．某温度下，在密闭容器中进行合成氨反应：　。下列叙述正确的是 A．升高温度，平衡向正反应方向移动 B．充入一定量，的转化率不变，的转化率变大 C．工业生产中未转化的合成气循环利用，主要是为了提高氮气和氢气的利用率 D．增大压强，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞增多 10．近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯新方法：，在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图所示。关于该方法，下列推测不合理的是 A．乙醛是反应中的催化剂 B．减小体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率 C．反应温度不宜超过 D．该工艺除了产生乙醚、乙酸外，还可能产生乙烯等副产物 11．工业上用和合成：，下列有关说法不正确的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．在上述条件下，不可能100%地转化为 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．达到平衡时，的浓度和的浓度之比一定为1：3 12．工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下：①  ；②  。当①、②反应体系的压强各为、时，分别改变进料比和反应温度，二者对产率和的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是 A． B．反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，产率增大 C．反应①更适合在较低温度下进行 D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适 13．氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。 下列说法不正确的是 A．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，平衡转化率高 C．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离 D．新型锰系催化剂将合成氨的温度、压强分别降到了350℃、1MPa，显著降低合成氨的能耗 14．下列是有关外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是 A．图①反应：，是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，则正反应 B．图②反应：，是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后，化学反应速率随时间变化的图像 C．图③反应：，是在有无催化剂存在条件下，建立平衡过程的图像，a是使用催化剂时的曲线 D．图④反应：，是一定条件下，向含有一定量A的恒容密闭容器中逐渐加入B，达平衡时A的转化率的图像 15．在一恒容密闭容器中，加入X、Y和合适的催化剂，发生反应：，在不同温度下，反应开始时，Z的生成速率的变化如图所示。下列说法正确的是 A．可用体系的压强作为化学平衡状态的标志 B．时，催化剂的活性最高，化学反应速率最快 C．和时的平衡转化率都比时高 D．实际工业生产中，容器的温度宜控制在左右 提升练习 二、填空题 16．向容积为的密闭容器中充入和在一定条件下发生合成氨反应，时反应达到平衡状态。测得混合气体中的体积分数为25%，则： （1） 。 （2）在平衡时的体积分数= 。 （3）平衡时容器内气体的压强与起始时的压强之比为 。 17．煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。 已知：CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）的平衡常数随温度的变化如下表： 温度/℃ 400 500 830 1 000 平衡常数K 10 9 1 0.6 试回答下列问题： (1)上述反应平衡常数的表达式为 ，正反应是 反应（填“放热”或“吸热”）。 (2)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率 （填“增大”“减小”或“不变”），容器内混合气体的压强 （填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有 （选填字母）。 A B C D n（CO2）/mol 3 1 0 1 n（H2）/mol 2 1 0 1 n（CO）/mol 1 2 3 0.5 n（H2O）/mol 5 2 3 2 (4)830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO（g）和6 mol H2O（g）达到平衡时，CO的转化率是 。 18．甲醇气相脱水制甲醚的反应可表示为：，请回答下列问题： (1)一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应，能判断反应达到化学平衡状态的是_______。 A．和的浓度比保持不变 B． C．容器内压强不再变化 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 (2)时，向恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应，测得的浓度随时间的变化如下表： 0 10 20 30 40 50 60 1.00 0.65 0.50 0.36 0.27 0.20 0.20 ①内，用表示该反应的平均速率为 。 ②的平衡转化率为 。 ③反应开始时，容器内的压强为，第末时容器内的压强为，则 ；该反应在时的平衡常数 (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 ④时，向该容器中投入三种成分的浓度如下： 物质 0.54 0.68 0.68 该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。 (3)若在不同条件下进行该反应，测得反应速率分别为①，②，③，其中反应速率最快的是 (填序号)。 19．某温度时，向某VL的密闭容器中充入3mol和3mol，发生反应：，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。请回答下列问题： (1)V= L。 (2)该反应达到最大限度的时间是 s，该时间内平均反应速率 。 (3)该反应达到平衡状态时， (填“吸收”或“放出”)的热量为 kJ。 (4)判断该反应达到平衡的依据是 (填序号)。 ①H2消耗的速率和消耗的速率相等 ②H2、I2、HI的浓度比为1：1：2 ③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化 ④该条件下正、逆反应速率都为零 (5)增大压强平衡移动方向 (正向、逆向、不移动)。 20．回答下列问题： (1)已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示： ①该反应的ΔH 0(填“大于”“小于”或“等于”)。 ②反应物的总键能为 。 ③写出该反应的热化学方程式 。 (2)已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键需要的能量分别是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 (3)联氨(又称肼，N2H4，无色液体)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： ①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3 ④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1048.9kJ·mol-1 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4= ，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 。(至少答两条) Ⅱ.合成氨工业在工农业生产、生活中有着重要作用。反应原理为3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH<0。 (4)在T℃时，将一定物质的量的H2和N2置于一容积不变的密闭容器中。 ①下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。 a.容器内的压强不再随时间变化 b.3v(N2)=v(H2) c.3v正(H2)=2v逆(NH3) d.混合气体的密度保持不变 ②上述反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，v逆 (填“增大”“不变”或“减小”)，v正和v逆的关系为v正 v逆(填“>”“=”或“<”)，最后二者相等。 ③该条件下达到平衡时，向容器内充入惰性气体，增大容器内的压强，NH3的体积分数将 (填“变大”“不变”或“变小”)。 (5)在T℃时，将一定物质的量的H2和N2置于一容积可变的密闭容器中。达到平衡后，改变某一条件使反应速率发生了如图所示的变化，改变的条件可是 。 a.升高温度，同时加压 b.降低温度，同时减压 c.保持温度、压强不变，增大反应物浓度 d.保持温度、压强不变，减小生成物浓度 21．完成下列问题。 (1)合成氨是工业上的重要反应：    △H＜0，下列说法错误的是 。 A．增大压强既加快反应速率，又有利于平衡向合成氨方向移动 B．反应达平衡状态后，单位时间内生成1mol N2的同时消耗3mol H2 C．铁作催化剂既加快反应速率，又有利于平衡向合成氨方向移动 (2)合成氨工业中： △H＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如表： t/℃ 200 300 400 K K1 K2 0.5 完成下列填空： ①试比较K1、K2的大小，K1 K2(填写“＞”、“=”或“＜”)。 ②400℃时，该反应的化学平衡常数的表达式 。当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3mol/L和2mol/L、1mol/L时，则此时平衡 (填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”)，此时 (填写“＞”、“=”或“＜”) ③已知        ，则该反应在温度低于 K时能自发，但工业上选择反应温度在400℃～500℃是为了 。 22．对 于2NO2(g)N2O4(g) 的反应体系，在压强一定时，平衡体系中N2O4的质量分数w(N2O4) 随温度的变化情况如图所示(实线上的任何一点为对应温度下的平衡状态)。 (1)该反应的正反应方向是一个 反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)A、B、C、D、E 各状态中，v(正)逆)的是 。 (3)维持t1不变，E→A所需时间为x， 维持t2不变，D→C所需时间为y.则x y(填“<”、“>”或“=”)。 23．在一定温度下，将4.0 mol SO2与2.0 mol O2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，经过2 min达到平衡状态，SO2的平衡转化率90.0%。 (1)下列关于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的描述正确的是 A．增大O2的浓度，该反应的平衡常数增大 B．若2v正(SO2)=v逆(O2) ，则反应达到平衡状态 C．压缩体积，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．在其他条件不变时，升高温度能提高活化分子百分数，反应速率增大 (2)0~2 min内O2的平均反应速率v(O2)= (3)该温度下此反应的化学平衡常数的值K= (4)在相同温度下，某容器内c(SO2) = c(O2) = c(SO3) = 1.0 mol·L-1， 则此时反应速率 v(正) v(逆) (填“＞”、“＜”或“=”) (5)在一定温度下，下列措施可以提高SO2转化率的是___________(填字母)。 A．增大SO2的浓度 B．容积不变，充入氖气 C．增大O2的浓度 D．容积不变，再充入4.0 mol SO2与2.0 mol O2 24．在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH=-QkJ/mol(Q＞0)，反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1： （1）该反应的化学平衡常数表达式为 。 （2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为 。 （3）反应达到平衡后，第8分钟时： ①若升高温度，化学平衡常数K （填写增大、减小或不变）。HI浓度的变化正确的是 （用图2中a～c的编号回答）。 ②若加入I2，H2浓度的变化正确的是 （用图2中d～f的编号回答）。 （4）反应达到平衡后，第8分钟时，若把容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况 。 25．已知下列反应： ①；ΔH=196．6kJ•mol-1 ②；ΔH＜0 ③；ΔH＝92.4 kJ•mol-1 （1）在一定条件下向一密闭容器中充入1mol SO2和0.5mol O2,充分反应后，放出的热量 （填“＜”“＞”“＝”）98.3kJ；理由是 ； （2）反应②的化学平衡常数表达式K＝ ，温度降低时，K值 （填“增大”、“减小”或“无影响”）； （3）在0.2L的密闭容器中，加入1.0mol N2 和 3.0mol H2当该反应达到平衡时，测出平衡混合气的总物质的量为3 mol，则平衡时氮气的转化率＝ ； （4）反应③中为有效提高氢气的转化率，理论上可采取的措施有 。 A．升高温度      B．增大压强       C．减小压强       D．及时移出氨   E.循环利用和不断补充氢气 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B A C A D C C A 题号 11 12 13 14 15 答案 D C B C D 1．C 【详解】A．由循环图看出，铁是合成氨的催化剂，但催化剂不影响平衡移动，A错误； B．使用催化剂能降低活化能，但不改变反应的，B错误； C．合成氨是放热反应，较低的反应温度有利于提高氮气的转化率及氨气的产率，C正确； D．合成氨是放热反应，温度过高会影响氨气的产率，D错误； 故选C。 2．B 【详解】A．增加含量可提高转化率，所以进入接触室的气体要控制含量比含量大，A正确； B．用不同物质表示的速率比等于系数比，任意状态时，平衡时或，时未平衡，B错误； C．工业生产中选择进行该反应是因为此温度范围催化剂的催化活性最高，正反应放热，低温条件有利于平衡正向进行，故选择与原料的平衡转化率无关，C正确； D．工业上利用热交换器将该反应放出的热量来预热进入接触室的二氧化硫和氧气的混合气体，从而提高能源利用效率，节约成本，D正确； 故选B。 3．B 【详解】A．油锅起火，盖上锅盖灭火，是隔绝空气灭火，与化学反应调控有关，A项正确； B．生产糖果，加入食用色素，与化学反应调控无关，B项错误； C．鲜牛奶冷藏，冷链运输，是降低温度，减缓反应速率，与化学反应调控有关，C项正确； D．工业合成氨，研发新型催化剂，加快反应速率，与化学反应调控有关，D项正确； 答案选B。 4．A 【详解】A．合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的浓度减小，所以室温比500℃左右更有利于合成氨的反应，故A错误； B．合成氨厂一般采用10MPa～30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素，因为压强大，反应速率快，有利于合成氨，但是压强太高，对仪器设备要求也高，压强过低，反应速率慢，不利于合成氨，故B正确； C．将混合气体中的氨液化，减小了生成物的浓度，合成氨反应的化学平衡正向移动，有利于合成氨，故C正确； D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质，比如氧气，能和催化剂铁在高温下反应，使催化剂“中毒”，故D正确； 故选A。 5．C 【详解】A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率和提高二氧化硫的转化率，故A错误；， B．回收尾气中的是为了防止空气污染和提高原料利用率，故B错误； C．由表中数据可知，采用常压条件是因为常压下的转化率足够高，增大压强会增加设备成本，故C正确； D．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率降低，选择的较高温度提高反应速率，故D错误； 选C。 6．A 【详解】A．生物固氮是固氮菌把空气中的N2转化为NH3或铵态氮肥作为自身的养料，A正确； B．N2和H2合成NH3的反应是可逆反应，改变反应条件能一定程度提高反应物的转化率，但是可逆反应不能完全反应，B错误； C．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化中，N2与O2在放电的条件下生成NO，但是NO和H2O不能反应，故C错误； D．用稀HNO3处理做过银镜反应的试管，通过硝酸和银的反应将银除去，稀硝酸被还原为NO，正确的离子方程式为：3Ag+4H++=3Ag++NO↑+2H2O，D错误； 故选A。 7．D 【详解】A．生产硫酸流程中存在：，过量的空气可以提高的浓度，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意； B．Cl2溶于水后会产生氯离子，使得饱和食盐水中氯离子浓度较大，因此平衡逆向移动，因此实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2，可用勒夏特列原理解释，故B不符合题意； C．浓氨水中有，加入氢氧化钠固体，溶液中的氢氧根离子浓度增大，使电离平衡逆向移动，产生刺激性气味的气体NH3，可用勒夏特列原理解释，故C不符合题意； D．合成氨的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡会向吸热的逆反应方向移动，不利于生成氨气，之所以选定温度为，而不是在常温下进行反应，主要是从速率角度考虑，此时催化剂活性最佳，而与平衡移动无关，因此不能用勒夏特列原理解释，D符合题意； 故答案选D。 8．C 【详解】A．及时从反应体系中分离出氨气，降低生成物浓度，有利于平衡向正反应方向移动，A正确； B．使用铁触媒能降低反应的活化能，增大单位体积内活化分子数，使反应物能较快地发生反应，B正确； C．合成氨反应是放热反应，工业合成氨温度为时原料的平衡转化率不是最大，C错误； D．原料气需要经过净化处理，目的是防止催化剂中毒，D正确； 答案选C。 9．C 【详解】A．该反应为放热反应，升温，平衡会逆反应方向移动，A错误； B．充入一定量，平衡会正反应方向移动，的转化率变大，但的转化率减小，B错误； C．未转化的合成气循环利用，主要是为了提高氮气和氢气的利用率，C正确； D．增大压强，可增大单位体积内活化分子的数目，有效碰撞增多，但单位体积内活化分子的百分数未变，D错误； 故选C。 10．A 【详解】A．在催化剂作用下，乙醇氧化成乙醛，乙醛被氧化乙酸，乙醛是反应历程中的中间产物，故A说法错误； B．根据反应方程式可知，组分均为气体，且是物质的量增大的反应，根据勒夏特列原理，减小体系压强，平衡向正反应方向移动，乙醇平衡转化率增大，故B说法正确； C．根据图像可知，300℃时，乙酸乙酯的质量分数最高，超过300℃，乙酸乙酯质量数下降，乙醚的质量分数增大，因此反应温度不宜超过300℃，故C说法正确； D．乙醇能氧化成乙醛、乙酸，能发生取代反应生成乙醚，也能发生消去反应生成乙烯，故D说法正确； 答案为A。 11．D 【详解】A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率，有利于缩短反应时间，A正确； B．因为是可逆反应，氢气不可能全部转化，B正确； C．通过调控反应外界条件，如增大压强，让反应正向移动，可以提高该反应进行的程度，C正确； D．未告诉反应前加入的反应物的量，不能判断，D错误； 答案选D 12．C 【详解】A．由图1可知，随温度升高，的产率下降，，图2可知，随温度升高，的平衡转化率增大，，因此，A错误； B．由图1可知，反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，产率减小，B错误； C．反应①，，，根据，反应①更适合在较低温度下进行，C正确； D．由图2可知，1300℃与1100℃曲线很接近，工业上选择反应温度还要考虑效能与成本的关系，故选择1100℃更合适，D错误； 故选C。 13．B 【分析】氮气和氢气混合气体净化干燥后经过压缩机加压，进入热交换加热后在催化剂作用下发生反应生成氨气，再经过热交换后冷却分离出液态氨，未反应完的氮气和氢气可循环利用。 【详解】A．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生，A正确； B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，反应速率增大，温度升高，该反应的平衡转化率降低，B错误； C．热交换将氨气的热量转给N2和H2，目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离，C正确； D．新型锰系催化剂将合成氨的温度、压强分别从400~500℃、10-30MPa降到了350℃、1MPa，显著降低合成氨的能耗，D正确； 故选B。 14．C 【详解】A．由图可知，交点是平衡点，升温，平衡正向移动，所以正反应方向是吸热反应，即，A错误； B．由可知，KCl的浓度并不会影响平衡移动，B错误； C．催化剂的使用会加快反应速率，更快达平衡，且不影响平衡移动，所以a是使用催化剂时的曲线，C正确； D．向含有一定量A的恒容密闭容器中逐渐加入B，则A的平衡转化率会逐渐增大，而非先增大后减小，D错误； 故选C。 15．D 【详解】A．该反应是气体体积不变的反应，恒容密闭容器中当控制温度不变时，体系的压强不变，此时不一定达到平衡，所以不能用体系的压强作为化学平衡状态的标志，故A错误； B．图像显示温度250℃时速率比400℃高，其他条件一定时升高温度速率加快，时反应速率比250℃慢，说明400℃时催化剂的活性不是最高，故B错误； C．正反应为吸热反应，升温平衡正向移动， X的转化率增大，所以时的平衡转化率比时高，时的平衡转化率比时低，故C错误； D．图像显示250℃时的速率大，250℃时催化剂的活性最高，所以实际工业生产中，容器的温度宜控制在左右，故D正确； 故答案为：D。 16． 4：5 【详解】设的物质的量变化量为。 N2 +     3H2     2NH3 起始物质的量（）   1        3         0 转化物质的量（）  x             平衡时物质的量（）        则有，解得。 (1)； (2)在平衡时的体积分数为； (3)平衡时容器内气体的压强与起始时的压强之比为。 17．(1) K= 放热 (2) 增大 增大 (3)BC (4)60% 【详解】（1）化学平衡常数用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示，根据反应方程式，该反应的平衡常数表达式为K=；根据表中数据可以知道，温度升高平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应是放热反应。 （2）温度升高，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，反应前后气体体积不变，等容容器中压强之比等于温度之比，所以压强增大。 （3）830 ℃时平衡常数K=1，利用K和Q的关系判断反应进行的方向。该反应前后气体体积不变，所以可以用物质的量代替物质的量浓度计算。A．Q=（2×3）/（5×1）>1，反应向逆反应方向进行，故A不选；B．Q=（1×1）/（2×2）<1，反应向正反应方向进行，故B选；C．只有反应物，反应向正反应方向进行，故C选；D．Q=（1×1）/（0.5×2）=1，达到平衡状态，故D不选。因此，本题正确答案是B、C。 （4）830 ℃时，在2L的密闭容器中加入4 mol CO（g）和6 mol H2O（g）达到平衡时，设一氧化碳转化物质的量为x，根据平衡三段式列式： 平衡常数K= =1，得x=2.4mol。所以CO的转化率=2.4mol÷4mol×100%=60%。 18．(1)B (2) 0.00725 mol/(L·min) 80% 1：1 4 > (3)③ 【解析】(1) A.CH3OCH3(g)和H2O(g)按方程式计量系数比生成，故浓度比始终保持不变，无法判断反应是否达到平衡状态，故A错误； B.v正(CH3OH)=2v逆(CH3OCH3)，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确； C.反应前后气体分子数不变，故容器内压强始终不变，容器内压强不再变化无法判断反应是否达到平衡状态，故C错误； D.反应前后气体总质量不变，反应前后气体分子数不变，混合气体的平均相对分子质量始终不变，混合气体的平均相对分子质量不再变化无法判断反应是否达到平衡状态，故D错误； 故答案为：B； (2) ①10～30min内，甲醇的浓度变化量为0.65mol/L-0.39mol/L=0.29mol/L，CH3OCH3(g)浓度增加量为0.145mol/L，用CH3OCH3(g)表示该反应的平均速率为 0.00725mol•L-1min-1； ②CH3OH(g)的平衡转化率为 ×100%=80%； ③反应前后气体分子数相等，反应平衡后，气体总物质的量等于反应前气体总物质的量，故压强比为1：1；反应前c(CH3OH)=1mol/L，甲醇的反应量为1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L，平衡时c(CH3OCH3)=c(H2O)=0.4mol/L，该反应在200℃时的平衡常数Kp=，故答案为：1：1；4； ④由题意可知，Qc=＜K，反应正向进行，v正(CH3OH)＞v逆(CH3OH)，故答案为：＞； (3) 由速率与系数之比值越大的反应速率越快，则①，②，③，反应速率最快的是③。 19．(1)3 (2) 5 0.316 (3) 放出 62.8 (4)③ (5)不移动 【详解】（1）H2或I2的初始物质的量浓度为1.00mol/L，则容器的体积，故答案为：3； （2）当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，由图可知，当反应物和生成物浓度不变时，时间为5s；由图可知， ，故答案为：5；； （3）根据可知，该反应为放热反应，反应达到平衡状态时，c(HI)=1.58mol/L，则放出的热量为，故答案为：放出；62.8； （4）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等； ①H2消耗的速率和I2消耗的速率均表示正反应速率，因此当H2消耗的速率和I2消耗的速率相等，不能说明反应达到平衡状态，故①不符合题意； ②H2、I2、HI的浓度比恒为1：1：2，因此H2、I2、HI的浓度比为1：1：2不能说明反应达到平衡状态，故②不符合题意； ③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化，说明正逆反应速率相等，则反应达到平衡状态，故③符合题意； ④反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，但不为0，正、逆反应速率都为零，则该反应没有开始，一定没有达到平衡状态，故④不符合题意； 故答案为：③； （5）该反应是气体总体积不变的反应，压强不影响平衡移动，因此增大压强平衡移动方向不移动，故答案为：不移动。 20．(1) 大于 akJ A2(g)+B2(g)=2AB(g) ΔH=+(a-b)kJ·mol-1 (2)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1 (3) 2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反应放热量大、产生大量气体、无污染 (4) a 增大 < 不变 (5)c 【解析】（1） 从图中可知，1mol A2(g)+ 1mol B2(g)吸收a kJ后达到最多值，即分子均断裂生成原子，断裂出的原子合成2mol AB(g)，并放出能量b kJ。①a>b，吸收能量大于放出能量，ΔH大于0；②据前文分析，反应物的总键能为a kJ；③该反应的热化学方程式 。 （2） N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 ，拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键需要的能量分别是436kJ、391kJ、946kJ，则ΔH= ，故热化学方程式为。 （3） 从题给四个方程式分析，“④=③×2-②×2-①”，则有ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1；从反应④可以得知，联氨和N2O4反应放热量大、产生大量气体、无污染，可作为火箭推进剂。 （4） 3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH<0，这是一个正向气体物质系数减少并放出热量的反应。①在容积不变的密闭容器中，容器内的压强随反应的进行而改变，当其不再随时间变化而变化时即达到平衡状态；v(N2)和v(H2)没有指明速率的方向，无法用来判断平衡状态；而3v正(H2)=2v逆(NH3)表明v正(H2): v逆(NH3)=2:3，不等于化学计量数之比，即正逆反应速率不相等，平衡未达到平衡；该反应溶积不变，各物质均是气体，气体总质量不变，故混合气体的密度始终保持不变，不能判断是否达到平衡状态。故选择a项。②该反应正向放热，升高温度后正逆反应速率均增大，平衡朝吸热方向移动，即正反应速率小于逆反应速率。③该容器是容积不变的密闭容器，向容器内充入惰性气体，各反应物质的浓度并无改变，平衡不移动，NH3的体积分数不变。 （5） 容积可变的密闭容器内气体总压强不变。从图中分析，改变条件后正反应速率比原平衡速率大，逆反应速率比原平衡速率小，结合反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH<0，只有c选项符合要求，保持温度、压强不变，增大反应物浓度，正反应速率增大，气体物质增多，体积变大，原生成物浓度减小，逆反应速率比原平衡速率小；a升高温度，同时加压均使正逆反应速率增大，不符合逆反应速率比原平衡速率小；b降低温度，同时减压均使正逆反应速率减小，不符合正反应速率比原平衡速率大；d保持温度、压强不变，减小生成物浓度,则正反应速率从原平衡速率开始下降；故选择c。 21．(1)C (2) ＞ K= 逆向移动 ＜ 462 加快反应速率、使催化剂的活性最大 【详解】（1）A．合成氨反应为体积缩小的可逆反应，增大压强可增大单位体积内的活化分子数，从而加快反应速率，同时又能使平衡向合成氨方向移动，A正确； B．单位时间内生成1mol N2的同时消耗3mol H2，反应进行的方向相反，且速率之比等于化学计量数之比，则反应达平衡状态，B正确； C．铁作催化剂时可降低反应的活化能，从而加快反应速率，但不能使平衡向合成氨方向移动，C错误； 故选C。 （2）①合成氨反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1＞K2。 ②400℃时，合成氨反应的化学平衡常数的表达式为K=。当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3mol/L和2mol/L、1mol/L时，浓度商Qc==4.5＞0.5，平衡逆向移动，此时＜。 ③已知        ，则-92.4 kJ∙mol-1-T×(-0.2kJ∙mol-1)＜0，该反应在温度低于462K时能自发，但工业上选择反应温度在400℃～500℃是为了加快反应速率、使催化剂的活性最大。 22． 放热 D > 【详解】(1)据图可知，温度升高，w(N2O4)降低，平衡逆向移动，所以逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应。答案为：放热 (2)A、B、C均是对应温度下的平衡点，都是v(正)=v(逆)，E点w(N2O4)小于对应温度下的平衡时的质量分数，所以反应在正向进行，即v(正)>v(逆)，D点w(N2O4)大于对应温度下的平衡时的质量分数，所以反应在逆向进行，即v(正)<v(逆)，故选D。 (3)因为温度t1<t2，所以t1时的反应速率小于t2时的反应速率，所以E点达到平衡所需的时间大于D点达到平衡所需时间，即x>y。 23．(1)D (2)0.45mol·L-1·min-1 (3)810 (4)＞ (5)CD 【详解】（1）A．平衡常数只受温度影响，增大O2的浓度，该反应的平衡常数不变，A项错误； B．2v正(SO2)=v逆(O2) 时，同一物质表示的正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，B项错误； C．压缩体积，增大压强，正、逆反应速率都增大，C项错误； D．在其他条件不变时，升高温度能提高活化分子百分数，单位体积内活化分子数增多，反应速率增大，D项正确； 答案选D。 （2）0~2min内SO2的平均反应速率v(SO2)==0.9mol/(L∙min)，则O2的平均反应速率v(O2)= v(SO2)= 0.45mol/(L∙min)。 （3）列三段式：，该反应的化学平衡常数K===810。 （4）此时浓度商Q==1＜810，反应正向进行，即此时反应速率 v(正) ＞ v(逆)。 （5）A．增大SO2的浓度，平衡正向移动，但SO2的转化率减小，A项不符合题意； B．容积不变，充入氖气，各物质的浓度不变，平衡不移动，SO2的转化率不变，B项不符合题意； C．增大O2的浓度，平衡正向移动，SO2的转化率增大，C项符合题意； D．容积不变，再充入4.0molSO2与2.0molO2，相当于增大压强，平衡正向移动，SO2的转化率增大，D项符合题意； 答案选CD。 24． K= 0.167mol/(L·min) 减小 c f 【分析】(1)化学平衡常数=生成物浓度的系数次方的乘积÷反应物浓度系数次方的乘积； (2)平均速率v(HI)=； (3) H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0，升高温度平衡逆向移动；若加入I2，平衡正向移动； (4)反应前后气体系数和相等，若把容器的容积扩大一倍，浓度变为原来一半，平衡不移动； 【详解】(1)化学平衡常数=生成物浓度的系数次方的乘积÷反应物浓度系数次方的乘积，H2(g)+I2(g)2HI(g)反应的平衡常数表达式是K=。 (2)平均速率v(HI)=，根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)== 0.167mol/(L·min)； (3)①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0，升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数K减小，升高温度，平衡逆向移动，HI浓度减小，选c； ②若加入I2，平衡正向移动，H2浓度减小，选f。 (4)反应前后气体系数和相等，若把容器的容积扩大一倍，浓度变为原来一半，平衡不移动，HI浓度的变化情况是 ； 【点睛】本题主要考查平衡常数、化学平衡移动以及化学反应速率的计算，需要注意的是：化学平衡常数K只与温度有关，温度改变，若平衡正向移动，化学平衡常数K增大，反之则减小。 25． ＜ 可逆反应不能进行到底 增大 50% BD 【详解】（1）根据反应：①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=196．6kJ•mol-1可知，生成1molSO3放出热量98.3kJ；由于可逆反应不能进行到底，故在一定条件下向一密闭容器中充入1mol SO2和0.5molO2,充分反应后，放出热量<98.3kJ；综上所述，本题答案是：＜；可逆反应不能进行到底。 ② 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O ΔH＜0的化学平衡常数表达式K＝c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2)；该反应为放热反应，温度降低时，平衡正向移动，K值增大；综上所述，本题答案是：c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2)； 增大。    （3）设平衡时氨气的转化率为x，则        N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 起始量  1        3                0 变化量 x        3x                2x 平衡量 1-x    3-3x               2x 平衡混合气的总物质的量为3mol，则1-x+3-3x+2x=3，x=0.5，则平衡时氮气的转化率＝0.5/1×100%=50%；综上所述，本题答案是：50%。 （4）为有效提高氢气的转化率，可采取的措施有：A.反应是放热反应，升温平衡左移，氢气的转化率降低，不符合；B.增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即向右移动，氢气的转化率增大，符合；C.减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，即向左移动，氢气的转化率减小，不符合； D.及时移出氨，平衡右移， 氢气的转化率增大，符合；E.循环利用和不断补充氢气，增大了氮气的转化率但是降低了氢气的转化率，不符合；综上所述，本题答案是：BD。 【点睛】对于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)可逆反应，在体积温度不变的情况下，增加N2的浓度，平衡右移，但是N2的转化率降低，H2的转化率增大；即两种物质参加反应，增加该物质浓度，该物质的转化率减小，另外一种物质的转化率增大。 学科网（北京）股份有限公司 $$