2025届高考化学一轮复习 化学平衡的移动

化学平衡的移动 一．选择题（共15小题） 1．（2024•鼓楼区一模）CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。重整时发生如下反应： 反应Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）＝2H2（g）+2CO（g）ΔH1＝247.1kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH2＝41.2kJ•mol﹣1 其他条件相同，n（CH4）：n（CO2）投料比为1：1.5时，CH4或CO2的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．其他条件不变，n（CH4）：n（CO2）投料比为1：1，则平衡时CO2转化率一定高于CH4 B．一定条件下，使用高效催化剂可以提高单位时间内氢气的产量 C．n（H2）：n（CO）始终低于1.0，是因为发生了反应Ⅱ D．其他条件不变，550～650℃，升高温度更有利于反应Ⅱ进行 2．（2024•苏州期末）CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应： CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）ΔH＝247.1kJ⋅mol﹣1 H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）ΔH＝41.2kJ⋅mol﹣1 在恒压、反应物起始物质的量比n（CH4）：n（CO2）＝1：1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化 B．工业上为提高H2和CO的产率，需要研发低温下的高效催化剂 C．高于900K时，随着温度升高，平衡体系中逐渐减小 D．恒压、800K、n（CH4）：n（CO2）＝1：1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，延长反应时间，CH4转化率能达到Y点的值 3．（2024•溧阳市期末）温度一定时，在某恒压容器中发生反应2C（s）+2NO2（g）⇌N2（g）+2CO2（g），部分反应物和生成物的物质的量随时间变化如图所示（曲线m、n）。下列说法正确的是（　　） A．t2min时，反应达平衡状态 B．t1时刻反应速率：v（NO2）正＞2v（N2）逆 C．反应过程中，容器内气体的质量保持不变 D．平衡后充入1mol Ar，此时化学反应速率增大 4．（2024•玄武区二模）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯（HCOOCH3）：CH3OH（g）+CO（g）⇌HCOOCH3（g），在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图实线所示（图中虚线表示相同条件下CO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法不合理的是（　　） A．适当增大压强可增大甲醇的平衡转化率 B．c点反应速率v正＞v逆 C．反应速率vb＜ve，平衡常数K（75℃）＜K（90℃） D．生产时反应温度控制在80～85℃为宜 5．（2024•东台市模拟）工业上用S8与CH4为原料制备CS2，涉及的反应如下： 反应Ⅰ：S8（g）⇌4S2（g） ΔH1 反应Ⅱ：2S2（g）+CH4（g）⇌CS2（g）+2H2S（g） ΔH2 一定条件下，S8分解产生S2的体积分数[]、CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．ΔH2＜0 B．保持恒温恒压下充入氦气，不影响 CH4的转化率 C．工业上一般控制反应温度高于600℃，其原因是低于600℃时，S2浓度较小，速率较慢 D．某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器中投入1mol S8（g）和2mol CH4反应，当CS2（g）的体积分数为10%时，CH4的转化率为30% 6．（2024•姜堰区模拟）一定条件下合成乙烯6H2（g）+2CO2（g）CH2＝CH2（g）+4H2O（g）。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是（　　） A．M点的正反应速率v正不可能小于N点的逆反应速率v逆 B．若投料比n（H2）：n（CO2）＝4：1，则图中M点乙烯的体积分数约为5.88% C．温度不变，若恒压下向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．当温度高于250℃，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低 7．（2024•新吴区期末）某可逆反应的正、逆反应速率随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是（　　） A．t＝0时，反应达到最大的限度 B．t＝t2时，反应逆向进行 C．t＝t3时，反应未处于平衡状态 D．t＝t4时，反应物的转化率达到100% 8．（2023•广陵区开学）下列实验事实能用平衡移动原理解释的是（　　） A．打开汽水瓶，有气泡从溶液中冒出 B．铁粉与硫酸溶液反应生成氢气 C．向过氧化氢溶液中加入二氧化锰有利于氧气的生成 D．加入少量CuSO4可增大锌与稀硫酸反应的速率 9．（2024•江宁区期末）在2L的恒容密闭容器中充入1mol CO和2mol H2，一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g），测得CO和CH3OH（g）的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能 B．升温能增大正反应速率，减小逆反应速率 C．反应开始到3min时，平均反应速率为v（H2）＝0.25mol•L﹣1•min﹣1 D．当反应体系中n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）＝1：2：1时，反应一定达到平衡 10．（2013春•邗江区一模）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　） A．工业制取金属钾：Na（l）+KCl（l）⇌NaCl（l）+K（g），选取适宜的温度，使K成蒸气从反应混合物中分离出来 B．开启啤酒瓶时，有大量泡沫状气泡涌出瓶口 C．工业合成氨气，采用铁触媒，并在500℃进行反应 D．对于2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）；△H＞0，升高温度可使颜色变深 11．（2024•无锡期末）反应：2SiHCl3（g）⇌SiH2Cl2（g）+SiCl4（g），起始时，n（SiHCl3）＝1mol，恒容1L容器。已知：x为物质的量分数。不同温度下x（SiHCl3）随时间的变化如题图所示。下列说法正确的是（　　） A．T1＞T2 B．该反应为吸热反应 C．K（T1）＞K（T2） D．K（T1）＝156.25×10﹣4 12．（2024•泰州模拟）一定温度下，向恒容密闭容器中投入E和M发生如下反应：E（g）+M（g）F（g）G（g）。已知反应初始c0（E）＝c0（M）＝0.10mol/L，部分物质的浓度（c）随时间（t）的变化关系如图所示，t2后反应体系达到平衡状态。下列说法正确的是（　　） A．X为c（F）随t的变化曲线 B．0～t1内，υ（G）═mol•L﹣1•s﹣1 C．反应的活化能：①＞② D．t2时，扩大容器的体积，n（F）减小 13．（2024•南京期末）乙醇与水催化重整制氢。恒压条件下，反应体系中充入1mol C2H5OH（g）和3mol H2O（g）发生以下反应： 反应Ⅰ：C2H5OH（g）+H2O（g）⇌2CO（g）+4H2（g）ΔH1＝+255.7kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH2＝﹣41.2kJ•mol﹣1 反应Ⅲ：C2H5OH（g）+3H2O（g）⇌2CO2（g）+6H2（g）ΔH3 平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。 已知：CO的选择性＝。 下列说法正确的是（　　） A．ΔH3＜0 B．曲线a表示的是乙醇的转化率 C．其他条件不变时，增大压强，CO、CO2的物质的量均增大 D．向体系中加入适量疏松多孔CaO，有利用于提高H2的产率 14．（2024•建邺区期末）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 CO2（g）+4H2（g）═CH4（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣164.7kJ•mol﹣1 CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g） ΔH＝41.2kJ•mol﹣1 在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始（CO2）：n起始（H2）＝1：4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为%。下列说法不正确的是（　　） A．反应2CO（g）+2H2（g）═CO2（g）+CH4（g）的焓变ΔH＝﹣247.1kJ•mol﹣1 B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为350～400℃ D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值 15．（2024•铜山区一模）CO2催化加氢过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g） ΔH1 反应Ⅱ：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g） ΔH2＝﹣122.5kJ•mol﹣1 向恒压的容器中充入1molCO2和3molH2，若仅考虑上述反应，平衡时CH3OCH3和CO的选择性及CO2的转化率随温度的变化如题图中实线所示。 CO的选择性＝×100% 下列说法正确的是（　　） A．ΔH1＜0 B．平衡时H2的转化率随温度的变化可用图中虚线④表示 C．反应状态达A点时，只有使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂才能提高CH3OCH3的选择性 D．反应状态达B点时，容器中n（CH3OCH3）为 二．解答题（共5小题） 16．（2024•铜山区一模）NO2（红棕色）和N2O4（无色）之间在一定条件下可发生反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）。 （1）一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中，NO2（红棕色）和N2O4（无色）之间发生反应，如图所示： ①曲线 　 　（填“X”或“Y”）表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。 ②在0～3min内，用NO2表示的反应速率为 　 　。 ③若在一保温容器中加入一定量NO2，反应一段时间后，混合气体温度升高，说明2molNO2（g）的能量比1molN2O4（g）的能量 　 　（填“高”或“低”）。 （2）恒温、恒容条件下，下列可以说明反应N2O4（g）⇌2NO2（g）达到平衡的是 　 　（填字母） A.c（N2O4）：c（NO2）＝1：2 B.v正（N2O4）＝2v逆（NO2） C.容器内气体的颜色不再变化 D.混合气体的密度不再变化 （3）一定温度下，向该恒容密闭容器中充入0.04mol•L﹣1N2O4，c（NO2）随时间的变化曲线如图所示。 ①1～4四个点中，v正＝v逆的点有 　 　。 ②反应进行到16min时，N2O4的转化率是 　 　。 ③下列措施能使该反应速率加快的是 　 　。（填字母） A.升高温度 B.恒容条件下充入He，增大压强 C.增大容器体积 D.加入合适的催化剂 （4）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用，则负极的电极反应式为 　 　。若电路中有1mol电子转移，则理论上石墨Ⅱ处需消耗标准状况下O2的体积为 　 　。 17．（2024•宿城区开学）Ⅰ．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图： （1）从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为 　 　，X的物质的量浓度减少了 　 　，Y的转化率为 　 　。 （2）该反应的化学方程式为 　 　。 Ⅱ．KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：回答下列问题： 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 温度/℃ 30 40 50 60 70 显色时间/s 160 80 40 20 10 （3）该反应的离子方程式为 　 　。 （4）实验试剂除了1mol•L﹣1KI溶液、0.1mol•L﹣1H2SO4溶液外，还需要的试剂是 　 　； （5）上述实验操作中除了需要（3）的条件外，还必须控制不变的是 　 　（填字母）。 A．温度 B．试剂的浓度 C．试剂的用量（体积） D．试剂添加的顺序 18．（2024•宜兴市一模）如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。 （1）科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO2和3.25mol H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物质的量（n）随时间的变化关系如图所示。 ①从反应开始到3min时，氢气的平均反应速率v（H2）＝　 　。 ②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是 　 　。 A．在原容器中再充入1mol CO2 B．在原容器中再充入1mol H2 C．在原容器中充入1mol He D．使用更有效的催化剂 E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离出 （2）科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3CH2OH（g）+3H2O（g）ΔH＝a kJ•mol﹣1，在一定压强下，测得该反应的实验数据如下表所示。请根据表中数据回答下列问题。 温度（K） CO2转化率/（%） 500 600 700 800 1.5 45 33 20 12 2 60 43 28 15 3 83 62 37 22 ①上述反应的a 　 　0（填“大于”或“小于”）。 ②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则反应产生的热量 　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）。 ③增大的值，则生成乙醇的物质的量 　 　（填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”）。 19．（2024•广陵区一模）已知反应aA（g）+bB（g）⇌cC（g），某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 （1）从反应开始到12s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 　 　。 （2）经测定，前4s内v（C）＝0.05mol⋅L﹣1⋅s﹣1，则该反应的化学方程式为 　 　。 （3）在密闭容器里，通入amolA（g）、bmolB（g）、cmolC（g），发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是 　 　（填字母）。 A．降低温度 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D．减小容器容积 （4）反应达到平衡时，B的转化率是 　 　。 （5）能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 　 　。 ①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB ②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC ③用A、B、C表示的反应速率之比为a：b：c ④混合气体的密度不再改变 ⑤气体B的体积分数不变 ⑥混合气体的质量不再改变 20．（2024•海安市期末）CO2合成二甲醚（CH3OCH3） 控制反应条件，同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ，可以合成二甲醚（CH3OCH3）。 反应Ⅲ：2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣24.5kJ/mol。 在压强30MPa、＝4时，CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性随温度变化情况如图所示（X的选择性＝） （1）图中，代表CH3OCH3选择性的是曲线 　 　（填“A”、“B”或“C”）。 （2）当温度超过290℃，曲线B随温度升高而增大的原因是 　 　。 参考答案与试题解析 一．选择题（共15小题） 1．（2024•鼓楼区一模）CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。重整时发生如下反应： 反应Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）＝2H2（g）+2CO（g）ΔH1＝247.1kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH2＝41.2kJ•mol﹣1 其他条件相同，n（CH4）：n（CO2）投料比为1：1.5时，CH4或CO2的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．其他条件不变，n（CH4）：n（CO2）投料比为1：1，则平衡时CO2转化率一定高于CH4 B．一定条件下，使用高效催化剂可以提高单位时间内氢气的产量 C．n（H2）：n（CO）始终低于1.0，是因为发生了反应Ⅱ D．其他条件不变，550～650℃，升高温度更有利于反应Ⅱ进行 【答案】D 【分析】A．反应Ⅰ中△n（CH4）＝△n（CO2），反应Ⅱ消耗CO2，则整个反应体系中△n（CH4）＜△n（CO2）； B．使用高效催化剂可以加快反应速率，生成更多的氢气； C．反应Ⅰ中△n（CO）＝△n（H2），反应Ⅱ消耗H2，则整个反应体系中△n（CO）＞△n（H2）； D．由图可知，其他条件不变、550～650℃时，CH4的平衡转化率高于CO2的平衡转化率，即反应Ⅰ占主导。 【解答】解：A．反应Ⅰ中△n（CH4）＝△n（CO2），反应Ⅱ消耗CO2，则整个反应体系中△n（CH4）＜△n（CO2），其他条件不变，n（CH4）：n（CO2）投料比为1：1时CO2转化率一定高于CH4，故A正确； B．使用高效催化剂可以加快反应速率，生成更多的氢气，即一定条件下，使用高效催化剂可以提高单位时间内氢气的产量，故B正确； C．反应Ⅰ中△n（CO）＝△n（H2），反应Ⅱ消耗H2，则整个反应体系中△n（CO）＞△n（H2），所以反应Ⅱ的发生导致反应体系中n（H2）：n（CO）始终低于1.0，故C正确； D．由图可知，其他条件不变、550～650℃时，CH4的平衡转化率高于CO2的平衡转化率，说明升高温度反应Ⅰ占主导，即升高温度更有利于反应Ⅰ的进行，故D错误； 故选：D。 【点评】本题考查化学平衡图象分析、化学平衡影响因素，侧重图象分析能力和知识灵活运用能力考查，把握化学平衡影响因素、图象信息分析是解题关键，题目难度中等。 2．（2024•苏州期末）CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应： CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）ΔH＝247.1kJ⋅mol﹣1 H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）ΔH＝41.2kJ⋅mol﹣1 在恒压、反应物起始物质的量比n（CH4）：n（CO2）＝1：1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化 B．工业上为提高H2和CO的产率，需要研发低温下的高效催化剂 C．高于900K时，随着温度升高，平衡体系中逐渐减小 D．恒压、800K、n（CH4）：n（CO2）＝1：1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，延长反应时间，CH4转化率能达到Y点的值 【答案】C 【分析】A．CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）中CH4和CO2以1：1反应，且CO2也参加H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）的反应，导致相同条件下CH4转化率小于CO2转化率； B．两个主要反应均为吸热反应，升高温度时平衡正向移动，可提高H2和CO的产率； C．由图可知，高于900K时升高温度，CH4和CO2的平衡转化率均增大，但CH4的平衡转化率增大程度大； D．X点在曲线下方，没有达到平衡状态，延长反应时间可使CH4转化率增大。 【解答】解：A．CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）中CH4和CO2以1：1反应，且CO2也参加H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）的反应，导致相同条件下CH4转化率小于CO2的转化率，根据图知，相同温度下转化率：曲线A大于曲线B，所以曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化，故A错误； B．两个主要反应均为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，可提高H2和CO的产率，所以需要研发高温下的高效催化剂，故B错误； C．由图可知，高于900K时升高温度，CH4和CO2的平衡转化率均增大，且CH4的平衡转化率增大程度大，则平衡体系中n（H2）增幅大于n（CO）增幅，所以逐渐减小，故C正确； D．X点没有达到平衡状态，延长反应时间可使反应正向进行，提高CH4转化率，但温度不变，反应物的平衡转化率不变，所以无论延长多少反应时间，不能使CH4转化率达到Y点的值，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡影响因素，侧重考查图象分析判断及知识综合运用能力，明确曲线纵横坐标含义、曲线变化趋势及外界条件对化学平衡移动影响原理是解本题关键，题目难度中等。 3．（2024•溧阳市期末）温度一定时，在某恒压容器中发生反应2C（s）+2NO2（g）⇌N2（g）+2CO2（g），部分反应物和生成物的物质的量随时间变化如图所示（曲线m、n）。下列说法正确的是（　　） A．t2min时，反应达平衡状态 B．t1时刻反应速率：v（NO2）正＞2v（N2）逆 C．反应过程中，容器内气体的质量保持不变 D．平衡后充入1mol Ar，此时化学反应速率增大 【答案】B 【分析】A．反应达到平衡时，各物质的物质的量不再变化； B．t1时刻反应没有达到平衡状态，正反应速率大于逆反应速率； C．C是固体，反应正向进行时混合气体的质量增大； D．恒温恒压条件下充入Ar，容器体积增大，气态反应物和生成物的浓度减小。 【解答】解：A．由图可知，在t2时刻以后，反应物m、生成物n的物质的量还在发生改变，说明此时反应未达到平衡状态，故A错误； B．由图可知，在t1时刻△n（m）：△n（n）＝（2.0﹣1.2）mol：（0.4﹣0）mol＝0.8mol：0.4 mol＝2：1，反应为2C（s）+2NO2（g）⇌N2（g）+2CO2（g），则m、n分别表示NO2、N2的物质的量随时间的变化，此时反应正向进行，v（NO2）正＞v（NO2）逆，结合反应计量关系可得v（NO2）逆＝2v（N2）逆，即t1时刻v（NO2）正＞2v（N2）逆，故B正确； C．反应物C是固体物质，若反应正向进行，则气体的质量会增大，反之则气体质量会减小，所以反应过程中容器内气体的质量发生改变，故C错误； D．平衡后恒压容器内充入1mol Ar，容器体积变大，则各组分的浓度变小，此时化学反应速率变小，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡图象分析，侧重分析判断能力和灵活运用能力考查，把握平衡状态特征及判定、反应速率影响因素、反应速率与反应计量数的计算关系是解题关键，题目难度不大。 4．（2024•玄武区二模）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯（HCOOCH3）：CH3OH（g）+CO（g）⇌HCOOCH3（g），在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图实线所示（图中虚线表示相同条件下CO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法不合理的是（　　） A．适当增大压强可增大甲醇的平衡转化率 B．c点反应速率v正＞v逆 C．反应速率vb＜ve，平衡常数K（75℃）＜K（90℃） D．生产时反应温度控制在80～85℃为宜 【答案】C 【分析】从图象中可以看出，当CO的转化率达到最高点后，再升高温度，CO的转化率降低，则表明平衡逆向移动，从而得出正反应为放热反应。 【解答】解：A．因为反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以适当增大压强可使平衡正向移动，从而增大甲醇的平衡转化率，故A正确； B．c点时，CO的转化率小于该温度下的平衡转化率，则平衡正向移动，反应速率v正＞v逆，故B正确； C．因为e点时温度高于b点时温度，所以e点反应速率比b点快，即反应速率vb＜ve，但正反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以平衡常数K（75℃）＞K（90℃），故C错误； D．80～85℃时，CO的转化率已经达到95.5%以上，且反应速率较快，所以生产时反应温度宜控制在80～85℃，故D正确； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。 5．（2024•东台市模拟）工业上用S8与CH4为原料制备CS2，涉及的反应如下： 反应Ⅰ：S8（g）⇌4S2（g） ΔH1 反应Ⅱ：2S2（g）+CH4（g）⇌CS2（g）+2H2S（g） ΔH2 一定条件下，S8分解产生S2的体积分数[]、CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．ΔH2＜0 B．保持恒温恒压下充入氦气，不影响 CH4的转化率 C．工业上一般控制反应温度高于600℃，其原因是低于600℃时，S2浓度较小，速率较慢 D．某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器中投入1mol S8（g）和2mol CH4反应，当CS2（g）的体积分数为10%时，CH4的转化率为30% 【答案】B 【分析】A．升高温度，CH4的平衡转化率减小，说明反应II逆向移动； B．反应I是气体体积增大的反应，反应II是气体体积不变的反应，保持恒温恒压下充入氦气，体积增大，相当于减小压强，反应I正向移动； C．低于600℃时，S2浓度较小，速率较慢； D．某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器中投入1mol S8（g）和2mol CH4反应，则1mol S8（g）完全转化为4mol S2（g），反应Ⅱ为气体分子数不变的反应。 【解答】解：A．升高温度，CH4的平衡转化率减小，说明反应II逆向移动，反应II是放热反应，ΔH2＜0，故A正确； B．反应I是气体体积增大的反应，反应II是气体体积不变的反应，保持恒温恒压下充入氦气，体积增大，相当于减小压强，反应I正向移动，S2（g）浓度增大，反应II平衡正向移动，CH4的转化率增大，故B错误； C．低于600℃时，S2浓度较小，速率较慢，会导致单位时间内产品产率下降，工业上一般控制反应温度高于600℃，故C正确； D．某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器中投入1mol S8（g）和2mol CH4反应，则1mol S8（g）完全转化为4mol S2（g），反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，当CS2（g）的体积分数为10%时，生成（2mol+4mol）×10%＝0.6mol CS2（g），则反应甲烷0.6mol，CH4的转化率为＝30%，故D正确； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡图像的掌握情况，试题难度中等。 6．（2024•姜堰区模拟）一定条件下合成乙烯6H2（g）+2CO2（g）CH2＝CH2（g）+4H2O（g）。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是（　　） A．M点的正反应速率v正不可能小于N点的逆反应速率v逆 B．若投料比n（H2）：n（CO2）＝4：1，则图中M点乙烯的体积分数约为5.88% C．温度不变，若恒压下向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．当温度高于250℃，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低 【答案】B 【分析】A、根据m点催化效率高些，但n点温度高进行分析； B、根据列三段式进行分析； C、根据平衡会移动进行分析； D、根据催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和转化率进行分析。 【解答】解：A．m点催化效率高些，但n点温度高，n点可能是温度主导，故M点的正反应速率v正可能小于N点的逆反应速率v逆，故A错误； B．设开始投料n（H2）为4mol，则n（CO2）为1mol，所以当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%， 列三段式：6H2（g）+2CO2（g）⇌CH2＝CH2（g）+4H2O（g） 起始量/mol 4 1 0 0 转化量/mol 1.5 0.5 0.25 1 平衡量/mol 2.5 0.5 0.25 1 所以乙烯的体积分数为×100%＝5.88%，故B正确； C．恒温、恒压下，向平衡体系中充入惰性气体，容器体积发生变化，各物质的浓度变化，则平衡会移动，故C错误； D．根据图像，当温度高于250℃，升高温度二氧化碳的平衡转化率减低，则平衡逆向移动，但催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和转化率，所以与催化剂的催化效率降低无因果关系，故D错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查转化率随温度、压强的变化曲线等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 7．（2024•新吴区期末）某可逆反应的正、逆反应速率随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是（　　） A．t＝0时，反应达到最大的限度 B．t＝t2时，反应逆向进行 C．t＝t3时，反应未处于平衡状态 D．t＝t4时，反应物的转化率达到100% 【答案】C 【分析】正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正逆反应速率相等时，反应达到最大限度。 【解答】解：A．根据分析知，t＝t4时，反应达到最大的限度，故A错误； B．t＝t2时，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，故B错误； C．t＝t3时，正反应速率大于逆反应速率，反应未处于平衡状态，故C正确； D．该反应是可逆反应，反应物的转化率不会达到100%，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查化学反应速率与化学平衡图象的综合应用等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 8．（2023•广陵区开学）下列实验事实能用平衡移动原理解释的是（　　） A．打开汽水瓶，有气泡从溶液中冒出 B．铁粉与硫酸溶液反应生成氢气 C．向过氧化氢溶液中加入二氧化锰有利于氧气的生成 D．加入少量CuSO4可增大锌与稀硫酸反应的速率 【答案】A 【分析】勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动；使用勒夏特列原理时，该反应必须是可逆反应，且存在平衡移动，否则勒夏特列原理不适用。 【解答】解：A．汽水瓶内存在反应CO2+H2O⇌H2CO3，打开汽水瓶，瓶内压强减小，平衡逆向移动，有气体冒出，能用勒夏特列原理解释，故A正确； B．Fe和稀硫酸反应生成氢气不存在平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故B错误； C．二氧化锰作该反应的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，所以不能用勒夏特列原理解释，故C错误； D．Zn和硫酸铜反应生成Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池而加快化学反应速率，不存在平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故D错误； 故选：A。 【点评】本题考查化学平衡移动原理，为高频考点，侧重考查学生对化学平衡移动原理内涵的理解和运用，明确化学平衡移动原理适用范围是解本题关键，注意：只有引起平衡移动的才能用平衡移动原理解释。 9．（2024•江宁区期末）在2L的恒容密闭容器中充入1mol CO和2mol H2，一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g），测得CO和CH3OH（g）的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能 B．升温能增大正反应速率，减小逆反应速率 C．反应开始到3min时，平均反应速率为v（H2）＝0.25mol•L﹣1•min﹣1 D．当反应体系中n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）＝1：2：1时，反应一定达到平衡 【答案】C 【分析】A．若反应物总键能大于生成物总键能，则反应吸热，反之相反； B．升温能同时增大正逆反应速率； C．根据v＝＝计算v（CH3OH），结合反应速率之比等于反应计量数之比计算v（H2）； D．反应达到平衡状态时反应物浓度、含量不变、正逆反应速率相等。 【解答】解：A．由图2可知，该反应是放热反应，则反应物的总键能小于生成物的总键能，故A错误； B．升温能增大活化分子数和活化分子百分数，同时增大正反应速率和逆反应速率，故B错误； C．由图可知，0～3min内v（CH3OH）＝＝＝＝0.125mol/（L•min），反应为CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g），则0～3min内v（H2）＝2v（CH3OH）＝0.25mol/（L•min），故C正确； D．当反应体系中n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）＝1：2：1时，反应不一定达到平衡状态，与起始量和反应进行程度有关，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡图象分析，侧重图象分析能力和运用能力考查，把握反应热与物质总键能的计算关系、吸放热反应的判断、化学平衡状态特征及判定、反应速率的计算及影响因素是解题关键，题目难度不大。 10．（2013春•邗江区一模）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　） A．工业制取金属钾：Na（l）+KCl（l）⇌NaCl（l）+K（g），选取适宜的温度，使K成蒸气从反应混合物中分离出来 B．开启啤酒瓶时，有大量泡沫状气泡涌出瓶口 C．工业合成氨气，采用铁触媒，并在500℃进行反应 D．对于2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）；△H＞0，升高温度可使颜色变深 【答案】C 【分析】勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动．使用勒夏特列原理时，该反应必须是可逆反应，否则勒夏特列原理不适用． 【解答】解：A、Na（l）+KCl（l）⇌NaCl（l）+K（g），使K成蒸气从反应混合物中分离出来，即减小产物的浓度，能让平衡向着正方向进行，能用勒夏特列原理解释，故A错误； B、开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫，是压强对其影响导致的，属于可逆反应，能用勒夏特列原理解释，故B错误； C、业合成氨气，采用铁触媒，并在500℃进行反应，是为了保证催化剂的催化活性高，化学反应速率加快，不能用勒夏特列原理解释，故C正确； D、对于2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）；△H＞0，升高温度，平衡正向移动，碘蒸气浓度增大，使颜色变深，能用勒夏特列原理解释，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了勒夏特列原理的使用条件，难度不大，注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆反应． 11．（2024•无锡期末）反应：2SiHCl3（g）⇌SiH2Cl2（g）+SiCl4（g），起始时，n（SiHCl3）＝1mol，恒容1L容器。已知：x为物质的量分数。不同温度下x（SiHCl3）随时间的变化如题图所示。下列说法正确的是（　　） A．T1＞T2 B．该反应为吸热反应 C．K（T1）＞K（T2） D．K（T1）＝156.25×10﹣4 【答案】B 【分析】A．先拐先平数值大； B．温度升高，平衡向吸热反应分方向移动； C．正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大； D．由图可知，T1温度下，反应达到平衡时，x（SiHCl3）不能确定具体值，无法计算K（T1）。 【解答】解：A．由图可知，T2温度下，反应先达到平衡，根据先拐先平数值大，可知T1＜T2，故A错误； B．由图可知，T2温度下，反应先达到平衡，x（SiHCl3）小，说明温度升高，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，故B正确； C．正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，K（T1）＜K（T2），故C错误； D．由图可知，T1温度下，反应达到平衡时，x（SiHCl3）不能确定具体值，无法计算K（T1），故D错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查温度对化学平衡的影响，同时考查化学平衡常数K的计算，对学生的能力要求较高，难度中等。 12．（2024•泰州模拟）一定温度下，向恒容密闭容器中投入E和M发生如下反应：E（g）+M（g）F（g）G（g）。已知反应初始c0（E）＝c0（M）＝0.10mol/L，部分物质的浓度（c）随时间（t）的变化关系如图所示，t2后反应体系达到平衡状态。下列说法正确的是（　　） A．X为c（F）随t的变化曲线 B．0～t1内，υ（G）═mol•L﹣1•s﹣1 C．反应的活化能：①＞② D．t2时，扩大容器的体积，n（F）减小 【答案】B 【分析】由题干反应E（g）+M（g）F（g）G（g）信息可知，达到平衡之前，F的浓度先增大后减小，G的浓度一直增大，E、M的浓度一直减小，故可知X为G，浓度一直减小的曲线为E或者M，浓度先增大后减小的曲线为F，据此分析解题。 【解答】解：A．由分析可知，X为c（G）随t的变化曲线，故A错误； B．由分析可知，X为c（G）随t的变化曲线，根据图像信息可知，0～t1s内，G的浓度增大了（0.10﹣a）mol/L，则＝mol•L﹣1•s﹣1，故B正确； C．由题干图像信息可知，F的浓度先增大后减小，且F的浓度增大比X的增大的快，故反应①的速率大于反应②的速率，活化能越大，反应速率越慢，故反应的活化能：①＜②，故C错误； D．由题干图像信息可知，反应①即E（g）+M（g）＝F（g）不可逆，反应②即F（g） G（g）反应前后体积不变，平衡不移动，故t2时，扩大容器的体积，n（F）不变，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。 13．（2024•南京期末）乙醇与水催化重整制氢。恒压条件下，反应体系中充入1mol C2H5OH（g）和3mol H2O（g）发生以下反应： 反应Ⅰ：C2H5OH（g）+H2O（g）⇌2CO（g）+4H2（g）ΔH1＝+255.7kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH2＝﹣41.2kJ•mol﹣1 反应Ⅲ：C2H5OH（g）+3H2O（g）⇌2CO2（g）+6H2（g）ΔH3 平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。 已知：CO的选择性＝。 下列说法正确的是（　　） A．ΔH3＜0 B．曲线a表示的是乙醇的转化率 C．其他条件不变时，增大压强，CO、CO2的物质的量均增大 D．向体系中加入适量疏松多孔CaO，有利用于提高H2的产率 【答案】D 【分析】根据盖斯定律：反应Ⅰ+Ⅱ×2计算反应Ⅲ的焓变ΔH3＝+255.7kJ•mol﹣1+（﹣41.2kJ•mol﹣1）×2＝+173.3kJ•mol﹣1，为吸热反应，由于反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，升高温度时反应Ⅰ、Ⅲ的平衡正向移动，反应Ⅱ的平衡逆向移动，反应Ⅱ逆向移动使CO2转化为CO，则温度升高时CO的选择性增大，根据选择性概念可知，CO的选择性+CO2的选择性＝1，所以CO2的选择性随着温度升高而减小，即图中表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线是c，表示乙醇的转化率的曲线是b，结合化学平衡影响因素分析解答。 【解答】解：A．根据盖斯定律：反应Ⅰ+Ⅱ×2计算反应Ⅲ的焓变ΔH3＝+255.7kJ•mol﹣1+（﹣41.2kJ•mol﹣1）×2＝+173.3kJ•mol﹣1＞0，故A错误； B．由上述分析可知，曲线a表示CO2选择性，曲线为c表示CO选择性，曲线b表示乙醇的转化率，故B错误； C．其他条件不变时，增大压强时应Ⅰ、Ⅲ的平衡逆向移动，则CO、CO2的物质的量均减小，故C错误； D．CaO是碱性氧化物，能与CO2反应，反应Ⅱ、Ⅲ的平衡正向移动，有利用于提高H2的产率，故D正确； 故选：D。 【点评】本题考查化学平衡图象分析，侧重分析判断能力、计算能力和灵活运用能力考查，把握化学平衡影响因素、盖斯定律的计算应用是解题关键，题目难度中等。 14．（2024•建邺区期末）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 CO2（g）+4H2（g）═CH4（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣164.7kJ•mol﹣1 CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g） ΔH＝41.2kJ•mol﹣1 在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始（CO2）：n起始（H2）＝1：4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为%。下列说法不正确的是（　　） A．反应2CO（g）+2H2（g）═CO2（g）+CH4（g）的焓变ΔH＝﹣247.1kJ•mol﹣1 B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为350～400℃ D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值 【答案】B 【分析】A．①CO2（g）+4H2（g）═CH4（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣164.7kJ•mol﹣1，②CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g） ΔH＝41.2kJ•mol﹣1，根据盖斯定律：①﹣②×2计算反应2CO（g）+2H2（g）═CO2（g）+CH4（g）的焓变ΔH； B．生成甲烷的反应是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，甲烷的产率降低； C．由图可知，400℃时CO2实际转化率最大； D．生成甲烷的反应是气体体积减小的反应，增大压强、增大氢气的浓度均能使平衡正向移动，有利于提高CO2平衡转化率。 【解答】解：A．①CO2（g）+4H2（g）═CH4（g）+2H2O（g） ΔH＝﹣164.7kJ•mol﹣1，②CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g） ΔH＝41.2kJ•mol﹣1，根据盖斯定律：①﹣②×2计算反应2CO（g）+2H2（g）═CO2（g）+CH4（g）的焓变ΔH＝﹣164.7kJ•mol﹣1﹣（41.2kJ•mol﹣1）×2＝﹣247.1kJ/mol，故A正确； B．生成CH4的反应是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，CH4的物质的量减小，温度达到550℃后，CO2平衡转化率增大，则CH4的选择性降低，故B错误； C．由图可知，400℃时CO2实际转化率最大，由图可知，用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为350～400℃，故C正确； D．生成CH4的反应是气体体积减小的反应，增大压强、增大氢气的浓度均能使平衡正向移动，有利于提高CO2平衡转化率，即温度一定时提高的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值，故D正确； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡图象分析，侧重识图能力、分析判断能力和运用能力，把握盖斯定律的计算应用、化学平衡影响因素即可解答，题目难度中等。 15．（2024•铜山区一模）CO2催化加氢过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g） ΔH1 反应Ⅱ：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g） ΔH2＝﹣122.5kJ•mol﹣1 向恒压的容器中充入1molCO2和3molH2，若仅考虑上述反应，平衡时CH3OCH3和CO的选择性及CO2的转化率随温度的变化如题图中实线所示。 CO的选择性＝×100% 下列说法正确的是（　　） A．ΔH1＜0 B．平衡时H2的转化率随温度的变化可用图中虚线④表示 C．反应状态达A点时，只有使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂才能提高CH3OCH3的选择性 D．反应状态达B点时，容器中n（CH3OCH3）为 【答案】D 【分析】A．反应Ⅱ的ΔH2＜0，为放热反应，随温度升高，平衡逆向移动，所以平衡时CH3OCH3选择性降低，图中曲线②表示平衡时CH3OCH3的选择性，则曲线①表示平衡时CO的选择性； B．反应Ⅰ中氢气和CO2的转化率相等，反应Ⅱ中氢气的转化率小于CO2； C．该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，不改变反应时间和温度，可以通过改变条件使平衡正向移动实现，或改为催化剂选择性高的； D．B点二氧化碳的转化率为25%、CH3OCH3的选择性为25%，CH3OCH3的选择性＝25%＝×100%。 【解答】解：A．反应Ⅱ的ΔH2＜0，为放热反应，随温度升高，平衡逆向移动，所以平衡时CH3OCH3选择性降低，图中曲线②表示平衡时CH3OCH3的选择性，则曲线①表示平衡时CO的选择性，由图可知，随温度升高，平衡正向移动，即反应Ⅰ为吸热反应，ΔH1＞0，故A错误； B．主要发生反应Ⅰ时，H2的平衡转化率与CO2的转化率相等，而主要发生反应Ⅱ时，H2的平衡转化率小于CO2，即温度高于300℃，随温度升高，H2平衡转化率低于300℃以下，所以不用图中虚线④表示，故B错误； C．该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，不改变反应时间和温度，可以通过增大压强、使用对反应Ⅰ活性更高的催化剂实现，故C错误； D．B点二氧化碳的转化率为25%、CH3OCH3的选择性为25%，CH3OCH3的选择性＝25%＝×100%，n（CH3OCH3）＝mol，故D正确； 故选：D。 【点评】本题考查化学平衡的计算及化学平衡影响因素，侧重考查图象分析、判断及计算能力，明确外界条件对化学平衡影响原理、选择性的含义、等效平衡是解本题关键，题目难度中等。 二．解答题（共5小题） 16．（2024•铜山区一模）NO2（红棕色）和N2O4（无色）之间在一定条件下可发生反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）。 （1）一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中，NO2（红棕色）和N2O4（无色）之间发生反应，如图所示： ①曲线 　X　（填“X”或“Y”）表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。 ②在0～3min内，用NO2表示的反应速率为 　0.1mol•L﹣1•min﹣1　。 ③若在一保温容器中加入一定量NO2，反应一段时间后，混合气体温度升高，说明2molNO2（g）的能量比1molN2O4（g）的能量 　高　（填“高”或“低”）。 （2）恒温、恒容条件下，下列可以说明反应N2O4（g）⇌2NO2（g）达到平衡的是 　C　（填字母） A.c（N2O4）：c（NO2）＝1：2 B.v正（N2O4）＝2v逆（NO2） C.容器内气体的颜色不再变化 D.混合气体的密度不再变化 （3）一定温度下，向该恒容密闭容器中充入0.04mol•L﹣1N2O4，c（NO2）随时间的变化曲线如图所示。 ①1～4四个点中，v正＝v逆的点有 　1、2　。 ②反应进行到16min时，N2O4的转化率是 　75%　。 ③下列措施能使该反应速率加快的是 　AD　。（填字母） A.升高温度 B.恒容条件下充入He，增大压强 C.增大容器体积 D.加入合适的催化剂 （4）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用，则负极的电极反应式为 　NO2+﹣e﹣＝N2O5　。若电路中有1mol电子转移，则理论上石墨Ⅱ处需消耗标准状况下O2的体积为 　5.6L　。 【答案】（1）①X； ②0.1mol⋅L﹣1⋅min﹣1； ③高； （2）C； （3）①1、2； ②75%； ③AD； （4）NO2+﹣e﹣＝N2O5；5.6L。 【分析】（1）①由图可知，3min内△n（X）：△n（Y）＝（1﹣0.4）mol：（0.7﹣0.4）mol＝2：1，结合物质的变化量之比等于反应的计量数之比分析判断； ②根据v＝＝计算0～3min内用NO2表示的反应速率v（NO2）； ③反应一段时间后，混合气体温度升高，说明反应放热，结合吸放热反应与物质总能量的关系分析判断； （2）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变； （3）①可逆反应得到平衡时，同种物质的正、逆反应速率相等，各物质的浓度不变； ②反应进行到16min时，△c（NO2）＝0.06mol/L，反应为N2O4（g）⇌2NO2（g），则△c（N2O4）＝△c（NO2）＝0.03mol/L，结合转化率＝×100%进行计算； ③升高温度、增大浓度、压缩气体增大压强、加入催化剂等措施均可加快反应速率； （4）该原电池工作时，石墨Ⅰ电极上NO2失电子生成N2O5，石墨Ⅱ电极上得电子生成，则石墨I作负极，石墨Ⅱ作正极，正极反应式为O2+2N2O5+4e﹣＝4，负极反应式为NO2+﹣e﹣＝N2O5，N2O5循化使用，使反应持续进行。 【解答】解：（1）①由图可知，3min内△n（X）：△n（Y）＝（1﹣0.4）mol：（0.7﹣0.4）mol＝2：1，反应为N2O4（g）⇌2NO2（g），则曲线X、Y分别表示NO2、N2O4的物质的量随时间的变化曲线， 故答案为：X； ②曲线X表示NO2的物质的量随时间的变化曲线，由图可知，0～3min内用NO2表示的反应速率v（NO2）＝＝＝＝0.1mol•L﹣1•min﹣1， 故答案为：0.1mol•L﹣1•min﹣1； ③反应一段时间后，混合气体温度升高，说明反应放热，则反应物总能量大于生成物总能量，即2molNO2（g）的能量比1molN2O4（g）的能量高， 故答案为：高； （2）A．没有指明正、逆反应速率，不能说明是否到达平衡，故A错误； B．反应达到平衡状态时，2v正（N2O4）＝v逆（NO2），则v正（N2O4）＝2v逆（NO2）的状态不是平衡状态，故B错误； C．随反应进行，c（NO2）增大，容器内颜色加深，当容器内气体的颜色不再变化，说明反应到达平衡，故C正确； D．反应体系中各物质均为气体，气体的总质量不变，则恒温恒容条件下气体的密度始终不变，所以混合气体的密度不再变化的状态不一定是平衡状态，故D错误； 故答案为：C； （3）①可逆反应得到平衡时，各物质的浓度不变，则图中1～4四个点中1、2处于平衡状态，存在v正＝v逆， 故答案为：1、2； ②反应进行到16min时，△c（NO2）＝0.06mol/L，反应为N2O4（g）⇌2NO2（g），则△c（N2O4）＝△c（NO2）＝0.03mol/L，N2O4的转化率为×100%＝75%， 故答案为：75%； ③A．升高温度，活化分子数增多，反应速率加快，故A正确； B．恒容条件下充入He，增大压强，但反应物、生成物的浓度不变，则反应速率不变，故B错误； C．增大容器体积，物质浓度减小，反应速率减慢，故C错误； D．加入合适的催化剂，活化能降低，活化分子数增多，反应速率加快，故D正确； 故答案为：AD； （4）NO2、O2和熔融KNO3燃料电池工作时，石墨I作负极，石墨Ⅱ作正极，负极上NO2失电子生成N2O5，负极反应式为NO2+﹣e﹣＝N2O5，正极反应式为O2+2N2O5+4e﹣＝4，n（O2）＝n（e﹣）＝0.25mol，消耗标准状况下O2的体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L， 故答案为：NO2+﹣e﹣＝N2O5；5.6L。 【点评】本题考查化学平衡图象分析、原电池工作原理，侧重考查图象分析能力及知识综合运用能力，把握化学平衡计算、外界条件对化学平衡的影响因素、化学平衡状态判断方法、原电池工作原理即电极反应式书写是解本题关键，题目难度中等。 17．（2024•宿城区开学）Ⅰ．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图： （1）从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为 　0.079mol•L﹣1s﹣1　，X的物质的量浓度减少了 　0.395mol/L　，Y的转化率为 　79.00%　。 （2）该反应的化学方程式为 　X（g）+Y（g）⇌2Z（g）　。 Ⅱ．KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：回答下列问题： 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 温度/℃ 30 40 50 60 70 显色时间/s 160 80 40 20 10 （3）该反应的离子方程式为 　4H++4I﹣+O2＝2I2+2H2O　。 （4）实验试剂除了1mol•L﹣1KI溶液、0.1mol•L﹣1H2SO4溶液外，还需要的试剂是 　淀粉溶液　； （5）上述实验操作中除了需要（3）的条件外，还必须控制不变的是 　BCD　（填字母）。 A．温度 B．试剂的浓度 C．试剂的用量（体积） D．试剂添加的顺序 【答案】（1）0.079mol•L﹣1s﹣1；0.395mol/L；79.00%； （2）X（g）+Y（g）⇌2Z（g）； （3）4H++4I﹣+O2＝2I2+2H2O； （4）淀粉溶液； （5）BCD。 【分析】（1）根据v＝计算反应速率；结合图象根据c＝计算浓度变化量，根据转化率＝×100%计算转化率； （2）根据物质的量的变化与化学计量数呈正比书写化学方程式； （3）酸性条件下，KI与氧气反应生成碘单质和水，结合电荷守恒和电子守恒书写反应的离子方程式； （4）为测定显色时间，产物中有碘单质生成，还需要的试剂是淀粉溶液，测定时间需要用秒表； （5）设计实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，还必须控制不变的是试剂的用量（体积） 和试剂添加的顺序。 【解答】解：（1）ν（Z）＝＝＝0.079mol/（L•s）；X物质的量减少了1.20mol﹣0.41mol＝0.79mol，X的物质的量浓度减少了＝0.395mol/L；Y的物质的量减少了1.00mol﹣0.21mol＝0.79mol，转化率为×100%＝79.00%， 故答案为：0.079mol•L﹣1s﹣1；0.395mol/L；79.00%； （2）由图象可以看出，反应到10s时，X的物质的量减小，变化值为1.20mol﹣0.41mol＝0.79mol，Y的物质的量减小，变化值为1.0mol﹣0.21mol＝0.79mol，则X、Y为反应物，Z的物质的量增多，变化值为1.58mol，为生成物，根据物质的量的变化与化学计量数呈正比，则有n（X）：n（Y）：n（Z）＝0.79mol：0.79mol：1.58mol＝1：1：2，所以反应的方程式为X（g）+Y（g）⇌2Z（g）， 故答案为：X（g）+Y（g）⇌2Z（g）； （3）酸性条件下，KI与氧气反应生成碘单质和水，反应的离子方程式为4H++4I﹣+O2＝2I2+2H2O， 故答案为：4H++4I﹣+O2＝2I2+2H2O； （4）为测定显色时间，产物中有碘单质生成，还需要的试剂是淀粉溶液， 故答案为：淀粉溶液； （5）A．该实验目的是探究温度对反应速率的影响，则温度是变量，故A错误； B．指示剂的浓度大小与溶液变色程度有关，必须控制指示剂的浓度相同，故B正确； C．试剂的用量（体积）不同会导致反应物的浓度不同，影响反应速率大小，必须控制试剂的用量相同，故C正确； D．试剂添加的顺序不同，可能改变反应途径，会影响实验效果，必须控制试剂添加的顺序相同，故D正确； 故答案为：BCD。 【点评】本题考查反应速率的计算、平衡图象问题，题目难度不大，注意把握物质的量的变化与化学计量数呈正比，以此书写化学方程式。 18．（2024•宜兴市一模）如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。 （1）科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO2和3.25mol H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物质的量（n）随时间的变化关系如图所示。 ①从反应开始到3min时，氢气的平均反应速率v（H2）＝　0.25mol•L﹣1•min﹣1　。 ②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是 　BEF　。 A．在原容器中再充入1mol CO2 B．在原容器中再充入1mol H2 C．在原容器中充入1mol He D．使用更有效的催化剂 E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离出 （2）科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3CH2OH（g）+3H2O（g）ΔH＝a kJ•mol﹣1，在一定压强下，测得该反应的实验数据如下表所示。请根据表中数据回答下列问题。 温度（K） CO2转化率/（%） 500 600 700 800 1.5 45 33 20 12 2 60 43 28 15 3 83 62 37 22 ①上述反应的a 　小于　0（填“大于”或“小于”）。 ②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则反应产生的热量 　不变　（填“增大”、“减小”或“不变”）。 ③增大的值，则生成乙醇的物质的量 　不能确定　（填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”）。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）①根据题目内容可知，该工业方法制取甲醇为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水；根据三段式计算出反应混合物各组分的浓度变化量、平衡时的浓度，根据v＝计算出v（H2）； ②CO2的转化率增大，平衡正向移动，根据影响平衡移动的外界因素可以作判断； （2）①依据图表数据分析二氧化碳转化率随温度升高减小，结合平衡移动原理得到反应能量变化； ②催化剂对化学平衡没有影响，所以加入催化剂，平衡不移动，反应反应热不变； ③氢气和二氧化碳物质的量比值增大，可以是增加氢气，也可能为减小二氧化碳，所以二氧化碳转化率增大，但生成的乙醇的物质的量不一定增大或减小。 【解答】解：（1）①该工业方法制取甲醇原理为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，反应方程式为CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）， CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g） 开始（mol）：1 3.25 0 0 变化（mol）：0.5 1.5 0.5 0.5 3min时（mol）：0.5 1.75 0.5 0.5 从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）＝＝0.25mol/（L．min） 故答案为：0.25 mol•L﹣1•min﹣1； ②CO2的转化率增大，平衡正向移动，根据影响平衡移动的外界因素可以作判断； A．在原容器中再充入1mol CO2，CO2的总物质的量在增加，虽然平衡在正向移动，根据勒夏特列原理可知，CO2的转化率减小，故A错误； B．在原容器中再充入1mol H2，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故B正确； C．在原容器中充入1mol He，体积没有变化，各成分浓度不变，平衡不移动，故C错误； D．使用更有效的催化剂，对化学平衡的移动没有影响，故D错误； E．缩小容器的容积，相当于加压，由于该反应是气体体积减小的反应，所以平衡正向移动，CO2的转化率增大，故E正确； F．将水蒸气从体系中分离出，减小生成物浓度，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故F正确； 故答案选：BEF； （2）①由图表分析判断，随温度升高，二氧化碳转化率减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应，a小于0故；故答案为：小于； ②催化剂对化学平衡没有影响，所以加入催化剂，平衡不移动，反应反应热不变，故答案为：不变； ③氢气和二氧化碳物质的量比值增大，可以是增加氢气，也可能为减小二氧化碳，所以二氧化碳转化率增大，但生成的乙醇的物质的量不一定增大或减小，故答案为：不能确定。 【点评】本题主要考查了化学反应速率的计算和影响化学平衡移动的因素，难度不中等，解题时要注意对基本原理的理解和应用。 19．（2024•广陵区一模）已知反应aA（g）+bB（g）⇌cC（g），某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 （1）从反应开始到12s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 　0.05mol⋅L﹣1⋅s﹣1　。 （2）经测定，前4s内v（C）＝0.05mol⋅L﹣1⋅s﹣1，则该反应的化学方程式为 　3A+B⇌2C　。 （3）在密闭容器里，通入amolA（g）、bmolB（g）、cmolC（g），发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是 　AC　（填字母）。 A．降低温度 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D．减小容器容积 （4）反应达到平衡时，B的转化率是 　40%　。 （5）能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 　②⑤　。 ①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB ②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC ③用A、B、C表示的反应速率之比为a：b：c ④混合气体的密度不再改变 ⑤气体B的体积分数不变 ⑥混合气体的质量不再改变 【答案】（1）0.05mol⋅L﹣1⋅s﹣1； （2）3A+B⇌2C； （3）AC； （4）40%； （5）②⑤。 【分析】（1）； （2）由前4s内C的反应速率可知，前4s Δc（C）＝0.05mol⋅L﹣1⋅s﹣1×4s＝0.2mol⋅L﹣1，由图可知前4s Δc（A）＝（0.8﹣0.5）mol⋅L﹣1＝0.3mol⋅L﹣1，则a：c＝3：2；反应结束时Δc（A）＝（0.8﹣0.2）mol⋅L﹣1＝0.6mol⋅L﹣1，Δc（B）＝（0.5﹣0.3）mol⋅L﹣1＝0.2mol⋅L﹣1，则a：b＝3：1； （3）A．降低温度，活化分子百分数减小，有效碰撞减少； B．加入催化剂能降低反应活化能； C．增大容器体积，反应物浓度降低； D．减小容器体积，反应物浓度增大； （4）； （5）①二者描述的均为逆反应速率； ②二者分别描述逆反应速率和正反应速率，且表示的反应速率相同； ③未说明反应速率是正反应速率还是逆反应速率，若同为正反应或逆反应速率； ④混合气体体积不变，质量不变，密度始终不变； ⑤气体B的体积分数不再变化； ⑥该反应只有气体参与反应，混合气体的质量始终不变。 【解答】解：（1）， 故答案为：0.05mol⋅L﹣1⋅s﹣1； （2）由前4s内C的反应速率可知，前4s Δc（C）＝0.05mol⋅L﹣1⋅s﹣1×4s＝0.2mol⋅L﹣1，由图可知前4s Δc（A）＝（0.8﹣0.5）mol⋅L﹣1＝0.3mol⋅L﹣1，则a：c＝3：2；反应结束时Δc（A）＝（0.8﹣0.2）mol⋅L﹣1＝0.6mol⋅L﹣1，Δc（B）＝（0.5﹣0.3）mol⋅L﹣1＝0.2mol⋅L﹣1，则a：b＝3：1，则反应的化学方程式为3A+B⇌2C， 故答案为：3A+B⇌2C； （3）A．降低温度，活化分子百分数减小，有效碰撞减少，反应速率降低，故A正确； B．加入催化剂能降低反应活化能，提高反应速率，故B错误； C．增大容器体积，反应物浓度降低，反应速率减小，故C正确； D．减小容器体积，反应物浓度增大，反应速率增大，故D错误； 故答案为：AC； （4）， 故答案为：40%； （5）①二者描述的均为逆反应速率，无法判定是否达到平衡，故①错误； ②二者分别描述逆反应速率和正反应速率，且表示的反应速率相同，正逆反应速率相等，反应达到平衡，故②正确； ③未说明反应速率是正反应速率还是逆反应速率，若同为正反应或逆反应速率，则比例始终不变，不能表示反应达到平衡，故③错误； ④混合气体体积不变，质量不变，密度始终不变，不能依此判断反应是否平衡，故④错误； ⑤气体B的体积分数不再变化，表示反应达到动态平衡，故⑤正确； ⑥该反应只有气体参与反应，混合气体的质量始终不变，不能作为反应达到平衡的判据，故⑥错误； 故答案为：②⑤。 【点评】本题考查反应速率和化学平衡，侧重考查学生速率计算和平衡状态判断的掌握情况，试题难度中等。 20．（2024•海安市期末）CO2合成二甲醚（CH3OCH3） 控制反应条件，同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ，可以合成二甲醚（CH3OCH3）。 反应Ⅲ：2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣24.5kJ/mol。 在压强30MPa、＝4时，CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性随温度变化情况如图所示（X的选择性＝） （1）图中，代表CH3OCH3选择性的是曲线 　A　（填“A”、“B”或“C”）。 （2）当温度超过290℃，曲线B随温度升高而增大的原因是 　生成CO的反应为吸热反应，高温有利于反应向生成CO方向进行，从而提高其选择性　。 【答案】（1）A； （2）生成CO的反应为吸热反应，高温有利于反应向生成CO方向进行，从而提高其选择性。 【分析】解：（1）CO2（g）的反应均为吸热反应，温度升高二氧化碳的转化率增大； （2）生成CO的反应为吸热反应，随温度的升高有利于反应正向移动。 【解答】解：（1）CO2（g）的反应均为吸热反应，温度升高二氧化碳的转化率增大，因此曲线C代表二氧化碳的转化率；有选择性的表达式可知生成二甲醚的选择性高于生成CO的选择性，因此曲线A代表二甲醚的选择性，曲线B代表生成CO的选择性， 故答案为：A； （2）生成CO的反应为吸热反应，随温度的升高有利于反应正向移动，使得CO的选择性逐渐增大， 故答案为：生成CO的反应为吸热反应，高温有利于反应向生成CO方向进行，从而提高其选择性。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡图像的掌握情况，试题难度中等。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$