专题2《化学反应速率与化学平衡》练习题 2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

专题2《化学反应速率与化学平衡》 一、单选题 1．以CO2和NH3为原料，通过反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)合成尿素。该反应在一定温度和压强下，原料气中NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)与CO2平衡转化率(α)的关系如图所示。下列说法正确的是 A．图中B点处NH3的平衡转化率为32% B．该反应平衡常数的表达式为 C．若开始投料按照n(NH3)：n(CO2)为2∶1投料，平衡后若压缩容器的体积，则再次平衡时c(NH3)比压缩前大 D．氨碳比越高，合成CO(NH2)2(s)时NH3的转化率越高 2．2-甲氧-2-甲基丁烷(用TAME表示)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如下反应： 反应I：   反应II：   反应III：      反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数Kx分别为Kx1、Kx2、Kx3(Kx是以物质的量分数代替物质的量浓度表示的平衡常数)与温度T变化关系如上图所示。现向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，反应30min后达到平衡状态。下列说法正确的是 A．烯烃A和B，其中A相对稳定 B．反应Ⅰ、Ⅱ中，△H1大于△H2 C．达到平衡时，容器中烯烃A与CH3OH的物质的量之比为1：10 D．同温同压下，向该容器中注入惰性溶剂稀释，反应Ⅰ的平衡将正向移动 3．研究人员提出利用热化学硫碘循环实现硫化氢分解联产氢气和硫黄，转化过程如下，其中Y、Z代表I2或HI中的一种。下列说法不正确的是 A．反应Ⅰ中X的浓度与硫黄的产率无关 B．Y在CCl4中比在H2SO4溶液中易溶 C．反应Ⅱ的化学方程式为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI D．等压条件下，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应热之和等于硫化氢直接分解的反应热 4．对于反应，判断下列说法正确的是 ①单位时间内生成，同时生成，则处于化学平衡状态 ②的生成速率等于的消耗速率，则处于化学平衡状态 ③、、的体积分数不再发生变化，则处于化学平衡状态 ④气体的密度不变 ⑤气体的压强不变 ⑥气体的平均相对分子质量不变则处于化学平衡状态 A．①③④⑥ B．①②④⑤ C．②③⑤⑥ D．②③④⑥ 5．下列对应图像的叙述正确的是 A．对于反应  ，若图1中表示A的转化率，则温度、 B．图2可表示在s时扩大容器体积，随时间变化的曲线 C．对于反应，若图3表示A的体积分数与压强、温度的关系，则 D．图4中纵坐标可表示反应  在不同温度、不同压强下的平衡常数 6．关于恒容密闭容器中进行的反应    ，下列说法错误的是 A．该反应的 B．该反应能否自发进行与温度有关 C．当气体的相对分子质量不再发生变化时，反应达到平衡状态 D．当反应达到平衡状态后，升高温度，的产率和反应速率均增大 7．下列关于图象的描述不正确的是 A．由图1可知HB是一种弱酸 B．由图2可知，若，温度下的平衡常数分别为，，则 C．图3可以表示催化分解的能量变化情况 D．由图4可判断：该化学反应正反应的 8．利用反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，可实现汽车尾气无害化处理。一定条件下进行该反应，测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比的关系如图所示。下列说法正确的是 A．若m=2，反应达平衡时，NO的转化率为40%，则N2的体积分数为15.4% B．该反应的 C．投料比： D．汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率 9．在1L密闭容器中充入0.2molCl2和0.3molNO，不同温度下发生反应Cl2(g)+2NO(g)2ClNO(g)  ΔH<0，ClNO的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ反应温度大小关系：T1>T2>T3 B．实验Ⅱ相比实验Ⅰ、Ⅲ，除温度不同外还可能使用了催化剂 C．NO和Cl2的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态 D．实验Ⅲ25min内用NO表示的反应速率为0.004mol/(L·min) 10．下列说法不正确的是 A．平衡移动，平衡常数不一定改变；平衡常数改变，平衡一定移动 B．对于任何化学反应来说，反应速率加快，反应进行的程度不一定越大 C．对于可逆反应，升温有利于提高反应速率和原料平衡转化率 D．实验室用铁片和稀硫酸制备H2时，滴入几滴CuSO4溶液，能加快反应速率 11．下列对我国科技成果的相关表述错误的是 选项 科技成果 相关表述 A 利用催化剂Ni2Al3实现原生生物质大分子高选择性转化成CH4 催化剂能降低反应活化能，提高活化分子的百分数 B 在纳米Cu2O表面控制CO2电化学还原制备C2H4和合成气 纳米Cu2O增大了反应物的接触面积，接触面积越大，分子碰撞频率越高，反应速率越大 C 首次发现烷基型产甲烷的古菌，原油有望高效转化成天然气 天然气、沼气的主要成分都是CH4，它们都是不可再生能源 D 锂电池或二次电池的研究引领全球清洁能源 锂电池能将化学能转化成电能 A．A B．B C．C D．D 12．可逆反应mA(g)+nB(s)rC(g)+qD(g)在反应过程中，其他条件不变，D的体积百分 含量和温度T 或压强P关系如图所示，下列叙述中正确的是 A．温度降低，化学平衡向正反应方向移动 B．使用催化剂，D的物质的量分数增加 C．化学方程式系数m+n = r＋q D．物质B的颗粒越小，反应越快，有利于平衡向正反应方向移动 13．造纸工业常用SO2作漂白剂；食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用，但国家对使用范围和用量作了规定，例如SO2用于葡萄酒的最大使用量是0.25g/L。硫酸是重要的化工原料，工业上以硫黄或黄铁矿(主要成分FeS2，烧渣主要成分为Fe2O3)为主要原料生产硫酸的主要流程如下：    下列说法正确的是 A．硫黄具有强氧化性，可用于杀菌 B．葡萄酒中SO2的最大物质的量浓度是0.002mol·L-1 C．100g98%浓硫酸吸收SO3可得H2SO4·SO3的质量为178g D．反应2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)具有自发性的原因是ΔH<0 14．研究表明，催化分解的微观机制是复杂的，可以形成以下基本观点：与循环反应；且与反应产生的强氧化性羟基自由基(·OH)起到了关键作用，该过程被称为类-Fenton反应，如图所示，下列说法正确的是 A．0.1mol羟基自由基(·OH)所含电子的数目为 B．可以改变反应历程，降低分解反应的反应热 C．与反应产生羟基自由基的反应为 D．去除废水中难降解的有机污染物，主要利用了羟基自由基的还原性 二、填空题 15．2020年9月在75届联合国大会上，中国庄严承诺：2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。实现CO2大规模减排，需要多措并举，其中碳资源的综合利用成为重中之重。二甲醚(CH3OCH3)是未来制取低碳烯烃的主要原料之一，也是一种优良的洁净燃料。 利用CO2催化加氢制备二甲醚过程中发生的化学反应为： 反应I：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    ∆H1>0 反应II：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    ∆H2<0 反应III：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)    ∆H3<0 一定温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2进行上述反应，反应经10min达到平衡，此时CO2的平衡转化率为30%，容器中CO(g)为0.05mol，CH3OH(g)为0.05mol。0~10min，用CH3OCH3(g)的物质的量浓度变化表示的平均反应速率v(CH3OCH3)= 。 16．合成氨工业在国民生产中有重要意义。回答下列问题： （1）在恒温恒压条件下，在装置中发生合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ，下列说法正确的是( )（填字母） A．气体体积不再变化，则已经平衡 B．气体密度不再变化，可能尚未达到平衡 C．平衡后，向装置中通入氩气，压强不变，平衡不移动 D．平衡后，压缩体积，则生成更多的氨气 E.催化剂可以提高生产氨气的产率 （2）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH = —92.0 kJ·mol－1，恒容时，体系中各物质浓度随时间变化曲线如图1所示。 ①25min时采取的措施是   。 ②三个时间段分别是改变一个条件引起的平衡移动，平衡时平衡常数KⅠ、KⅡ、KⅢ的大小关系 。 ③在实际工业生产中和①中措施的目的相同的其他措施还有 （写两条） （3）①合成氨工艺生产中间环节产生的CO会导致催化剂中毒，常用铜液[醋酸二氨合铜（Ⅰ）、氨水]吸收，Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac  ΔH<0。简述吸收CO及铜液再生的操作步骤（注明吸收和再生的条件） ②如果要提高上述反应的反应速率，且提高氨气的转化率，可采取的措施有( ) a. 加压     b.加催化剂      c.升温     d.及时移走产物 （4）①用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH<0。已知该反应的v (正)=k(正)c2(NH3)c(CO2)，v (逆)=k(逆)c(H2O)，k(正)和k(逆)为速率常数，则平衡常数K与k(正)、k(逆)的关系式是 ②实际生产中，原料气带有水蒸气，图2表示CO2转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。 a. 曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是 。 b.测得B点氨的转化率为40%，则X1=   。 17．我国提出争取在2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。 (1)科学家们经过探索实践，建立了如图所示的CO2新循环体系： 根据上图分析，下列相关说法错误的是_______(填标号)。 A．化学变化中质量和能量都是守恒的 B．CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率为100% C．将CO2还原为甲醇能有效促进“碳中和” D．无机物和有机物可以相互转化 (2)在容积为2 L的恒温容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应CO2 (g)+3H2 (g) CH3OH(g)+ H2O(g)，测得CO2和CH3OH( g)的物质的量随时间的变化情况如下表。 时间 0min 3min 6min 9 min 12 min n(CH3OH ) /mol 0 0.50 0.65 0.75 0.75 n(CO2 )/mol 1 0.50 0.35 x 0.25 ①下列说法正确的是 (填标号)。 a．反应达到平衡后，反应不再进行 b．使用催化剂可以增大反应速率，提高生产效率 c．当容器内混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到了化学平衡状态 d．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度，使CO2可以100%地转化为CH3OH ②3~6 min内，v(H2)= 。 ③12 min末时，混合气体中CH3OH的体积分数为 。 ④反应后与反应前的压强之比为 。 ⑤第3 min时v逆(CH3OH) (填“> ”“＜”或“=”)第9 min时v逆 (CH3OH)。 18．氮氧化物()的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境污染问题，有效处理氮氧化物目前已经成为一项重要的研究课题。 (1)请用化学用语解释汽车尾气中产生的主要原因： 。 (2)在工业上有多种方法处理氮氧化物()： Ⅰ.碱液吸收法：利用石灰乳吸收氮氧化物()，既能改善大气，又能获得应用广泛的，其部分工艺流程如下： ①上述工艺中采用气~液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是 。 ②生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中，会发生分解，产物之一是，其反应的离子方程式为 。 Ⅱ.还原剂还原法：新型催化剂M能催化氨气与反应生成。 已知： ③写出还原的热化学方程式： 。 ④将一定比例的、和的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应。相同时间内，的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示： 在50~150℃范围内随着温度的升高，的去除率上升的原因可能是(至少写两点)： 。 Ⅲ.电化学法： ⑤利用反应构成电池，能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如下图所示： 写出电极B的电极反应式： 。 19．Ⅰ.利用温室气体CO2和CH4制备燃料合成器，计算机模拟单个二氧化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示： 已知：leV为1电子伏特，表示一个电子(所带电量为-1.6×10-19C)经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。 (1)制备合成气CO、H2总反应的热化学方程式为 。 (2)向密闭容器，中充入等体积的CO2和CH4，测得平衡时压强对数lg p(CO2)和lg p(H2)的关系如图所示。(压强的单位为MPa) ①T1 T2(填“>” “<”或“=”)。 ②温度为T1时，该反应的压强平衡常数Kp= MPa2。 Ⅱ.丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及如下反应： 反应i：2C3H8(g)+O2(g)⇌2C3H6(g) +2H2O(g) kJ/mol 反应ii：2C3H8(g)+7O2(g)⇌6CO(g)+8H2O(g) kJ/mol (3)在压强恒定为100 kPa条件下，按起始投料n(C3H8)：n(O2)=2∶1匀速通入反应器中，在不同温度下反应相同时间，测得丙烷和氧气的转化率如下图。 ①线 (填“L1”或“L2”)表示丙烷的转化率。 ②温度高丁T1K后曲线L2随温度升高而降低的原因为 。 ③当温度高于T2K时，L1和L2重合的原因可能是 。 Ⅲ.综合利用CO2有利于实现碳中和，在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应有： i.CO2(g) +H2(g)⇌CO(g)+ H2O(g) kJ·mol-1 ii.CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g) kJ·mol-1 iii.CO2(g) +3H2(g)⇌CH3OH(g) +H2O(g) kJ·mol-1 (4)5MPa时，往某密闭容器中按投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1充入H2和CO2，反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①图中Y代表 (填化学式)。 ②在上图中画出反应达到平衡时，n(H2)／n(CO2)随温度变化趋势图 (只用画220℃以后)。 20．在体积恒定的密闭容器中投入物质A和物质B在适宜的条件下发生反应：A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)。 (1)相同的压强下，充入一定量的A、B后，在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图1所示。则T1 T2(填“＞”、“＜”或“=”)，该反应的正反应的△H 0(填“＞”、“＜”或“=”)。 (2)若该反应的逆反应速率与时间的关系如图2所示： ①由图可见，反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了条件，则t8时改变的条件是 。 ②若t4时降压，t5时达到平衡，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线 。 21．有两个密闭容器A和B，A容器内有一个移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等量的体积比为2：1的SO2和O2的混合气体，并使A和B的容积相等。在保持400℃的条件下使之发生如下反应：2 SO2+O2⇌2SO3。 (1)达到平衡时所需要的时间A容器比B容器 ，A容器中SO2的转化率比B容器 。 (2)达到(1)所述平衡后，若向两容器中通入数量不多的等量氩气，A容器化学平衡 移动，B容器化学平衡 移动。 (3)达到(1)所述平衡后，若向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡时，A容器SO3物质的量分数 ；B容器中SO3的物质的量分数 。(填增大、减小、不变) 22．I.甲醇气相脱水制甲醚(CH3OCH3)的反应可表示为： 2 CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH=-25 kJ/mol。 (1)一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)发生上述反应，能判断反应达到化学平衡状态的是_______。 A．CH3OCH3(g)和H2O(g)的浓度比保持不变 B．v正(CH3OH)=2v逆(CH3OCH3) 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)200 ℃时，向恒容密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)发生上述反应，测得CH3OH(g)的浓度随时间(t)的变化如下表： t/min 0 10 20 30 40 50 60 c(CH3OH)/(mol·L-1) 1.00 0.65 0.50 0.36 0.27 0.20 0.20 ① 10～30 min内，用CH3OCH3(g)表示该反应的平均速率为 。 ② CH3OH(g)的平衡转化率为 。 ③ 200 ℃时，向该容器中投入三种成分的浓度如下： 物质 CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) c/(mol·L-1) 0.64 0.68 0.68 该时刻，正、逆反应速率的大小关系为：v正(CH3OH) v逆(CH3OH)(填“>”“＜”或“=”)。 (3)若其正、逆反应速率分别可表示为v正=k正c2(CH3OH)、v逆=k逆c (CH3OCH3)·c (H2O)，k正、k逆 分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关。则如图(pk=-lgk)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示pk正随温度T变化关系的是斜线 。 (4)已知：甲醚在一定条件下可分解为CO和H2，甲醚分解率、甲醇脱水制甲醚产率随温度变化关系如下图所示，试解释800 ℃之后甲醇脱水制甲醚产率降低的主要原因为 。 II.在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(g)+nB(g) pC(g)，在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表： 压强p/Pa 2×105 5×105 1×106 c(A)/(mol/L) 0.08 0.20 0.44 (5)当压强从2×105增加到时5×105，平衡 移动。(填“正向”、“逆向”或“不”) (6)当压强为1×106时，写出此时反应的平衡常数表达式：K = 。 三、计算题 23．在一个容积为500ml的密闭容器中，充入10molH2和4molCO。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),经过5分钟后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2mol/L,求： （1）以H2的浓度变化表示该反应的速率 ； （2）达到平衡时CO的转化率 ； （3）该温度下的K 。 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．A 【详解】A．设NH3和CO2物质的量分别为4mol和1mol，α(CO2)为64%，说明CO2转化物质的量为0.64mol，根据方程式，NH3转化物质的量为1.28mol，NH3的平衡转化率为×100%=32%，故A正确； B．固体CO(NH2)2和液态H2O，浓度为常数，不在平衡常数的公式中表示，该反应平衡常数的表达式为，故B错误； C．开始投料按照n(NH3)：n(CO2)为2：1投料，二者按2：1反应，达到平衡时也为2：1，由于温度不变，则平衡常数不变，平衡后若压缩容器的体积，则再次平衡时c(NH3)不变，故C错误； D．氨碳比越高，说明氨气的起始物质的量越大，结合转化率=×100%，NH3的转化率减小，故D错误； 故选：A。 2．C 【详解】A．随着温度升高，三个反应的平衡常数Kx均减小，说明三个反应都是放热反应，说明烯烃A生成B是放热反应，则B比A稳定，A错误； B．根据图像可知，温度升高化学平衡常数减小，化学平衡常数随温度变化幅度大的反应放热多，放热反应的ΔH为负值，故放热越多，ΔH越小，所以ΔH2>ΔH1，B错误； C．向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，假设测得TAME的平衡转化率为a，则平衡时n(TAME)=(1-a)mol，n(A)+n(B)=n(CH3OH)=amol，根据图像可知反应Ⅲ的平衡常数KⅢ=9.0，则=9.0，将两式联立得n(B)=0.9amol，n(A)=0.1amol，即，C正确； D．同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂稀释，体积增大，相当于气体间的反应减小压强，反应Ⅰ的化学平衡向着分子数增大方向移动，即逆向移动，D错误； 故答案选C。 3．A 【分析】反应Ⅲ为Z分解产生Y和H2，又Y、Z代表I2或HI中的一种，则Y为I2，Z为HI；反应Ⅱ为SO2+H2O+I2→HI+X，依据氧化还原反应化合价变化规律，X是H2SO4；故反应Ⅰ为H2SO4+H2S→S+SO2+H2O，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，反应Ⅰ是H2SO4+H2S=S+SO2+2H2O，硫酸的浓度与硫黄的产率有关，A错误； B．由分析可知Y为I2，I2是非极性分子，CCl4是非极性分子，H2SO4是极性分子，依据相似相溶原理，I2在CCl4中比在H2SO4溶液中易溶，B正确； C．由分析可知，反应Ⅱ是二氧化硫、碘单质和水反应生成硫酸和氢碘酸，化学方程式为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI，C正确； D．等压条件下，根据盖斯定律，反应无论是一步完成还是分步完成，其反应热相同，所以反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应热之和等于硫化氢直接分解的反应热，D正确； 答案选A。 4．C 【分析】在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此解答。 【详解】①单位时间内生成，同时生成均代表逆反应方向，反应不一定处于平衡状态，错误； ②的生成速率等于的消耗速率，说明正、逆反应速率相等，则处于平衡状态，正确； ③、、的体积分数不再发生变化，即各组分的浓度保持不变，处于平衡状态，正确； ④密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，密度始终是不变，则气体的密度不变，反应不一定处于平衡状态，错误； ⑤正反应体积减小，压强是变量，则气体的压强不变，即各组分的浓度保持不变，处于平衡状态，正确； ⑥混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以气体的平均相对分子质量不变则处于化学平衡状态，正确； 答案选C。 5．B 【详解】A．比较两曲线上升段，T1对应曲线斜率更大说明反应速率更大，温度更高，T1>T2； 比较两曲线水平段，T1对应曲线位置更低，说明升高温度平衡逆向移动，则该反应为放热反应，a<0，A错误； B．容器体积扩大后各气体组分浓度减小，正逆反应速率均会突然下降；该应正向进行会使系统气体分子数减少，减小压强会使平衡逆向移动，这就意味着之后浓度将会进一步降低，则逆反应速率会进一步减小，直到达到新平衡为止，B正确； C．A的体积分数可以间接反映A的平衡转化率，二者呈负相关关系。由图可得其他条件不变时压强越大，A的体积分数越大，则A的平衡转化率越小，增大压强会使平衡逆向移动，由此推断m+n<p，C错误； D．同一反应的平衡常数仅与温度有关，而图4反映出因变量还与压强有关，这和平衡常数的性质相违背，D错误； 故选B。 6．C 【详解】A．该反应正向气体体积变大，则混乱度增加，即，A项正确； B．当反应满足自发进行，则，已知、，该反应要自发进行要在较高温度下才行，B项正确； C．该反应只有一种气体生成，所以气体的相对分子质量不会发生变化，无法通过其判断是否达到平衡状态，C项错误； D．该反应正向吸热，当反应达到平衡状态后，升高温度，平衡正向移动，则的产率和反应速率均增大，D项正确； 答案选C。 7．B 【详解】A．稀释促进弱酸电离，等pH的2种一元酸稀释相同倍数，所得稀溶液中弱酸的氢离子浓度略大、pH略小、稀释前后pH变化幅度较小、酸越弱、pH变化幅度越小，由图1可知HB是一种弱酸，A正确； B．温度越高，反应速率越快，达到平衡所需的时间越短，由图2可知， ＜，升温，体积分数下降、说明升温不利于三氧化硫的合成，则高度高对应的平衡常数小，则，B不正确； C．催化剂能降低反应的活化能、加快反应速率、但不改变反应的焓变，则 图3可以表示催化分解的能量变化情况，C正确； D．温度升高，平衡常数增大，说明平衡向右移动，由图4可判断：该化学反应正反应的，D正确； 答案选B。 8．A 【详解】A．若m=2，反应达平衡时，NO的转化率为40%，列出三段式： N2的体积分数为，A正确； B．温度升高，NO转化率降低，平衡逆向移动，为放热反应，B错误； C．温度一定时，增大CO浓度，CO平衡转化率减小，即起始投料比m越大，CO平衡转化率越小，所以投料比：，C错误； D．汽车排气管中的催化剂可提高NO的反应速率，不能提高平衡转化率，D错误； 故选A。 9．D 【详解】A．该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，ClNO的体积分数将减小，结合图像可知T1>T2>T3，故A正确； B．由以上分析可知T1>T2，但T2对应的速率比T1快，可知除温度不同外还可能使用了催化剂使得速率加快，故B正确； C．NO和Cl2的起始物质的量之比为3：2，变化量之比为2：1，则反应过程中NO和Cl2的物质的量之比始终发生改变，当保持不变时，反应达到平衡状态，故C正确； D．根据已知条件列三段式： ，x=0.1，NO表示的反应速率为mol/(L·min)； 故选：D。 10．C 【详解】A．化学平衡移动，平衡常数不一定改变，但化学平衡常数改变，反应温度改变，则平衡一定移动，A正确； B．对于任何化学反应来说，反应速率加快，只能表示单位时间内物质的浓度改变的多，但不能确定反应达到平衡时反应转化程度的大小，B正确； C．对于可逆反应，升温有利于提高反应速率，若正反应是吸热反应，则升高温度可以使平衡正向移动，从而导致原料平衡转化率提高；若正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，反应物的转化率则会降低，C错误； D．实验室用铁片和稀硫酸制备H2时，滴入几滴CuSO4溶液，Zn与CuSO4会发生置换反应产生Cu单质，Zn、Cu及硫酸构成原电池，Zn为负极，因而能加快反应速率，D正确； 故合理选项是C。 11．C 【详解】A．催化剂具有高效选择性，能降低反应的活化能，使更多的分子转化为活化分子，从而增大活化分子的百分数，加快反应速率，A正确； B．催化剂表面具有较强的吸附能力，能增大反应物的接触面积，从而提高分子碰撞频率，加快反应速率，B正确； C．沼气由人畜粪便、秸秆、污水等多种有机物在密闭、厌氧条件下发酵而成，它属于可再生能源，C错误； D．锂电池工作时，发生原电池反应，将化学能转化为电能，D正确； 故选C。 12．A 【详解】A．由左图知，温度T2为先到达平衡，故T2＞T1，升高温度，D%减小，则平衡向逆反应移动，A正确； B．使用催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动，D%的不变，B错误； C．由右图可知，压强为P2先到达平衡，故P2＞P1，增大压强，D%不变，则平衡不移动，反应中B为固体，故m=r+q，C错误； D．B为固体，物质B的颗粒越小，接触面积越大，反应越快，但对平衡移动没有影响，D错误； 答案选A。 13．D 【详解】A．硫黄可用于杀菌主要原因在于硫磺对细菌表面的有机膜有很强的破坏作用，A错误； B．SO2用于葡萄酒的最大使用量是0.25g/L，从而求出浓度为，B错误； C．100g98%浓硫酸吸收SO3涉及的化学方程式有，100g98%浓硫酸中含硫酸98g，含水2g，与硫酸反应得到的H2SO4·SO3质量为，由水反应得到的H2SO4·SO3质量为，故100g98%浓硫酸吸收SO3可得H2SO4·SO3的质量为178g+19.78g=197.78g，C错误； D．反应2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)具有自发性的原因是ΔH<0，D正确。 故选D。 14．C 【详解】A．0.1mol羟基自由基(·OH)所含电子的数目为，A错误； B．为催化剂，可以改变反应历程，但不能改变分解反应的反应热，B错误； C．由图可知与反应产生羟基自由基和Fe3+，反应为，C正确； D．去除废水中难降解的有机污染物，主要利用了羟基自由基的强氧化性，D错误； 故选：C。 15．0.01mol•L-1•min-1 【详解】由题意知，转化的CO2物质的量n(CO2)=1mol×30%=0.3mol，平衡时CO物质的量为0.05mol，说明通过反应Ⅰ转化的CO2为0.05mol，则通过反应Ⅱ转化的CO2为0.25mol，故反应Ⅱ生成CH3OH为0.25mol，又平衡时CH3OH为0.05mol，说明有0.2molCH3OH通过反应Ⅲ转化为CH3OCH3，列式如下： ，综上所述，平衡时n(CH3OH)=0.05mol，n(CH3OCH3)=0.1mol，n(H2O)=(0.05+0.25+0.1)mol=0.4mol，前10minCH3OCH3的反应速率=。 16． AD 将N2从反应体系中分离出去 KⅢ >KⅠ=KⅡ 高压、原料气循环利用 低温加压下吸收CO，然后将铜洗液转移至另一容器中，高温低压下释放CO，然后将铜洗液循环利用 a K=k(正)/k(逆) Ⅲ 3 【详解】(1)A.恒温恒压下，气体摩尔体积相同，由于n=V/Vm，则气体体积不再变化，就是气体的总物质的量不再变化，说明反应已达平衡，故A正确； B.气体密度等于气体质量除以气体总体积，根据质量守恒定律可知气体质量始终不变，若气体密度不再变化，则气体总体积不变，即气体的总物质的量不变，说明反应已达平衡，故B错误； C.平衡后充入稀有气体，维持恒温恒压，必须增大容器容积，其实质是减小压强，平衡向逆反应方向移动，故C错误； D.平衡后，压缩装置，缩小容器容积，其实质是增大压强，平衡向正反应方向移动，故D正确； E.催化剂不能使平衡发生移动，只能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，故不能提高生产氨气的产率，故E错误。 因此，本题正确答案是：AD； (2)①25 min时氨气的物质的量迅速变为0，而氮气、氢气的物质的量不变，之后氮气、氢气的物质的量逐渐减小，氨气的物质的量逐渐增大，说明25 min时改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去； ②根据以上分析，25 min时改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去，45 min时改变的条件时，氮气、氢气和氨气浓度都没变，之后氮气和氢气减小，氨气增加，说明平衡正向移动，平衡常数增大，是降低温度的结果，由于平衡常数只与温度有关，所以平衡常数KⅢ >KⅠ=KⅡ； ③在实际工业生产中和①中措施的目的相同的其他措施还有高压、原料气循环利用等； 因此，本题正确答案是：将N2从反应体系中分离出去；KⅢ >KⅠ=KⅡ；高压、原料气循环利用； (3)①吸收CO后的乙酸铜氨溶液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，依据Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac  ΔH<0，是气体体积减小的放热反应，可知再生的适宜条件是高温低压； ②如果要提高上述反应的反应速率，且提高氨气的转化率，可采取的措施是加压，故选a， 因此，本题正确答案是：低温加压下吸收CO，然后将铜洗液转移至另一容器中，高温低压下释放CO，然后将铜洗液循环利用；a； (4)①2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)，已知该反应的v (正)=k(正)c2(NH3)c(CO2)，v (逆)=k(逆)c(H2O)，平衡时，v (正)= v (逆)，则k(正)c2(NH3)c(CO2)= k(逆)c(H2O)，k(正)/ k(逆)= c(H2O)/ c2(NH3)c(CO2)=K， ②a.氨碳比相同时曲线Ⅰ对应二氧化碳的转化率大，相应的水碳比较小，所以曲线Ⅲ对应的水碳比最大； b.由题意可知： 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) 起始量    x1 1 变化量    2a       a 即100%=40%，100%=60%，则x1=3。 因此，本题正确答案是：K=k(正)/k(逆) ；Ⅲ； 3。 17．(1)B (2) bc 0. 075 mol· L-1·min-1 30% 5：8 ＜ 【详解】（1）A．化学反应过程中元素种类不变、原子数目不变，则化学变化中质量和能量都是守恒的，故A正确； B．由元素守恒可知，甲烷中只含有碳、氢两种元素，因此CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率不为100%，故B错误； C． 由图知，甲醇燃烧等转变为二氧化碳、又可将CO2还原为甲醇，则能有效促进“碳中和”， C正确； D． 上述流程中，CO2为无机物，甲醇为有机物，甲醇燃烧生成二氧化碳，二氧化碳又可转化成甲醇，说明无机物和有机物可以相互转化，故D正确； 故答案为：B； （2）①a．反应达到平衡后，正逆反应速率相等，反应仍在进行，处于动态平衡，故a错误； b．使用催化剂是可以增大反应速率，提高单位时间的产量、提高生产效率，故b正确； c． 该反应反应前后气体的物质的量发生变化，气体的总质量不变，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当容器内混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到了平衡状态，故c正确； d．CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g)为可逆反应，改变条件，可改变CO2的转化率，但不能使CO2 100%地转化为CH3OH，故d错误； 故答案为：bc； ②由图知，9min时已达平衡状态，则x=0.25；3～6min内，，故答案为：； ③一开始充入lmolCO2和3molH2，一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g)，12min末时，n(CH3OH)=0.75mol，n(CO2)=0.25mol，则：，混合气体中CH3OH的物质的量分数为，故答案为：30%； ④反应前气体总物质的量为4mol，根据③可知，反应后气体总物质的量为2.5mol，则反应后与反应前的压强之比为2.5mol：4mol=5:8，故答案为：5:8； ④其余条件相同时，反应物浓度大，反应速率快，第3min时甲醇和水的浓度比第9min时甲醇和水的浓度小，则第3min时v逆(CH3OH)<第9min时v逆(CH3OH)，故答案为：<。 18． 使尾气中NO、NO2与石灰乳充分接触，NO、NO2被充分吸收 在该温度范围内，催化剂的活性大，故反应速率大，则相同时间内，的去除率增大 【详解】(1)汽车发动机内燃油燃烧产生高温，高温下氮气和氧气反应生成，化学方程式为：。 (2)Ⅰ. ①上述工艺中采用气~液逆流接触吸收的目的是：使尾气中NO、NO2与石灰乳充分接触，NO、NO2被充分吸收。②生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中，会发生分解，则反应物为亚硝酸根离子和氢离子，产物是、硝酸根离子和水，根据氧化还原方程式书写规则，还生成硝酸根和水，反应的离子方程式为 。 Ⅱ. ③已知：反应A:，反应B：，按盖斯定律，反应A-3×反应B得到还原热化学方程式： 。④将一定比例的、和的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应。反应未达到平衡状态，脱氮率决定于速率，温度越高速率越快，所以脱氮率增大，在50~150℃范围内随着温度的升高，的去除率上升的原因可能是：温度升高，反应速率增大，故相同时间内，的去除率增大；在该温度范围内，催化剂的活性大，故反应速率增大。 Ⅲ.⑤由图知：B极通入的是NO2，由方程式可知NO2在B极得电子被还原生成氮气，在氢氧化钠溶液作电解质溶液的条件下，发生的电极反应为。 19．(1)CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+(E5-E1)NA eV/mol (2) > 0.01 (3) L2 两个反应均为放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，导致丙烷转化率降低 温度高于T2K时，反应 ⅱ 几乎不发生(反应 ii 的平衡常数几乎为0) (4) CH3OH 【详解】（1）反应物CO2(g)+CH4(g)的能量为E1，生成物2CO(g)+2H2(g)的能量为E5，该反应为吸热反应，热化学反应式为CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+(E5-E1)NA eV/mol； （2）①反应吸热，温度上升则平衡向右移动，H2的物质的量增大，根据图示可知T1>T2；②由图可知温度为T1，平衡时当p(H2)=p(CO)=100.5,，有p(CO2)=p(CH4)=102，则Kp==0.01 MPa2 （3）①从两个反应的化学计量数和投料比看，可知丙烷的转化率要低于氧气，所以L2代表丙烷的转化率；②由于T1K后反应达到平衡，两个反应均为放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，导致丙烷转化率降低；③当温度达到T2K时，O2和丙烷的转化率相同，且起始投料比n(C3H8)：n(O2)=2∶1，可以判断温度达到T2K后，反应ⅱ不发生，只发生反应ⅰ。 （4）①反应ⅰ为吸热反应，反应ⅱ和ⅲ为吸热反应，当温度上升，则反应ⅰ正向进行，反应ⅱ和ⅲ逆向进行，所以CO的物质的量分数增加，X代表CO，CH3OH和H2O的物质的量分数减少，但由于反应ⅰ中有H2O生成，所以H2O减少的物质的量分数少于CH3OH，所以Y代表CH3OH，Z代表H2O； ②根据各组分的物质的量分数随温度变化图可知当温度大于220℃时，>3且随温度上升而增加，由此可绘制出对应曲线。 20．(1) ＞ ＞ (2) 使用催化剂 【详解】(1)根据先拐先平衡，如图1T1＞T2，温度高C的百分含量也大，所以升温平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，故答案为：＞；＞； (2)①t8后，正逆反应速率同等程度增大，反应前后气体体积不相同，只能是使用了催化剂，故答案为：使用催化剂； ②t4时降压，则逆反应速率瞬间变小后逐渐增大，平衡正向移动，t5时达到平衡逆反应速率不变，t6时增大反应物的浓度，逆反应瞬间没变，但随后速率也会慢慢增加，所以请在图2中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系线如图：，故答案为： 21．(1) 短 大 (2) 向逆反应方向 不 (3) 不变 增大 【解析】（1） 因A容器保持恒压，反应过程中体积变小，浓度增大，根据浓度越大，化学反应速率越快，到达平衡的时间越短，所以达到平衡所需时间A比B短，若A容器保持恒容，两容器建立的平衡等效，而实际上A容器体积减少，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以A中SO2的转化率比B大； （2） 平衡后，若向两容器通入数量不多的等量氩气，A容器体积增大，压强不变，参加反应的气体产生的压强减少，平衡向逆反应方向移动，B容器体积不变，压强增大，参加反应的气体产生的压强不变，平衡不移动； （3） 向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡后，A中建立的平衡与原平衡等效，所以SO3的体积分数不变，B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强，平衡正向移动，B容器中SO3的体积分数增大。 22．(1)B (2) 80% > (3)③ (4)温度升高到800℃后，甲醚分解率增大，因而甲醚产率降低 (5)不 (6) 【详解】（1）A．CH3OCH3(g)和H2O(g)均为生成物，且两种比例为1：1，物质的量相等，则两者物质的量浓度也相等，故两者浓度比始终为1：1，所以两者浓度比保持不变，不能说明反应达到平衡状态，A不选； B．在任何时刻存在，若，则，反应处于平衡状态，B选； C．该反应前后气体物质的量不变，压强始终不变，C不选； D．根据，反应前后都是气体，总质量不变，反应前后气体物质的量也不变，所以平均相对分子质量始终不变，D不选； 故答案为：B； （2）① 在10min~30min内，，则，故反应速率；故答案为：； ②反应开始时，平衡时，则CH3OH的平衡转化率；故答案为：80%； ③反应开始时，平衡时，反应消耗CH3OH的浓度，则根据物质反应转化关系，对于反应前后气体物质的量不变的反应，压强比等于气体的物质的量之比，则在200℃的平衡常，在该时刻，向该容器中投入三种成分的浓度分别为，，，所以反应正向进行，因此；故答案为：>； （3）该反应为放热反应，升高温度，v正、v逆均增大，则pk正、pk逆均减小，平衡向逆反应方向移动，则v逆>v正，pk逆<pk正，由图象可知，能表示以pk正随T变化关系的是斜线③；故答案为：③； （4）根据图象可知，温度升高到800℃后，甲醚分解率增大，因而甲醚产率降低；故答案为：温度升高到800℃后，甲醚分解率增大，因而甲醚产率降低； （5）恒温条件下，当压强从2×105Pa增加到5×105Pa时，根据PV=nRT可知，增压的瞬间，容器体积为开始体积的倍，则c(A)为开始的2.5倍，由表格数据可知，c(A)由0.08mol/L变为0.20mol/L，刚好c(A)为开始的2.5倍，说明平衡不移动；故答案为：不； （6）由(5)分析可知，压强从2×105Pa增加到5×105Pa时，平衡不移动，则m+n=p，当压强为1×106Pa时，即压强为开始的5倍，c(A)为开始的倍，而不是不移动时的5倍，说明平衡发生逆向移动，此时B物质不是气体，C、A仍为气体，所以此时反应的平衡常数表达式为；故答案为：。 23． 0.8； 25% 0.0013或1/768 【分析】经过5 min后达到平衡状态．若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol•L-1，可知生成甲醇为0.5L×2mol/L=1mol，则 结合v=计算；结合转化率=×100%；K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，结合平衡浓度计算K。 【详解】(1)以H2的浓度变化表示的该反应的速率为=0.8mol⋅L−1⋅min−1； (2)达到平衡时CO的转化率α(CO)= ×100%=25%； (3)该温度下的K= =0.0013，故答案为：0.0013或。 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 $$