第2章 化学反应速率与化学平衡 单元检测-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（人教版2019）

0 第二章　单元检测 时间：75分钟　　　　满分：100分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4 解析：催化剂能同时、同等程度地增大(或减小)正、逆反应速率，A错误；增大压强时若能增大反应体系中物质的浓度，化学反应速率才会增大，如果反应体系中物质的浓度没有增大(如增加了不参与反应的气体)，反应速率不会增大，B错误；降低温度，化学反应速率减小，会延长达到化学平衡的时间，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6 解析：增大C(s)的质量对反应速率无影响，故A错误；催化剂通过降低活化能提高反应速率，则合适的催化剂能加快反应速率，故B正确；增大水蒸气的浓度，逆反应速率瞬间不变随后增大，故C错误；可逆反应不可能反应到底，所以达到化学平衡时，H2O不可能全部转化为H2，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11 解析：该反应中生成的CO、CO2的浓度相等，题述温度下反应的K＝c(CO2)·c(CO)＝c2(CO)＝a2，通常情况下温度不变，平衡常数不变，保持温度不变，将容器体积压缩至原来的一半，K不变，则达到新平衡时CO和CO2的浓度均不变，即达到新平衡时c(CO2)＝c(CO)＝a mol·L－1。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13 解析：第一次平衡时测得A的浓度为0.8 mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，若平衡不移动，则A的浓度为0.4 mol·L－1，而再次达到平衡时，测得A的浓度为0.5 mol·L－1，说明体积增大(压强减小)，化学平衡逆向移动，则该反应为气体分子数减小的反应，故A、B错误；平衡逆向移动，B的转化率降低，C的体积分数减小，C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15 解析：乙酸乙酯不断水解，浓度逐渐降低，则A、B两点表示的c(CH3COOC2H5)不相等，故A错误；反应开始时，乙酸乙酯水解产生醋酸，醋酸电离出的氢离子不断增加，反应速率不断加快，故B正确；图中t0时表示乙酸乙酯水解速率最大，但没有达到平衡状态，故C错误；乙酸乙酯作为反应物不断减少，则tB时CH3COOC2H5的转化率高于tA时CH3COOC2H5的转化率，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析：Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；温度降低，反应①正向移动，反应②逆向移动，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向移动，则N的浓度增大，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 t/min 21 50 80 100 c/(mol·L－1) 0.024 0.050 0.071 0.081 t/min 120 160 220 ∞ c/(mol·L－1) 0.090 0.104 0.116 0.132 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 A.在120 min时，γ­羟基丁酸的转化率为50% B．在50～80 min内，以γ­丁内酯的浓度变化表示的反应速率为0.07 mol· L－1·min－1 C．在25 ℃时，该反应的平衡常数K＝2.75 D．为提高平衡时γ­羟基丁酸的转化率，可采取的措施是移出γ­丁内酯 t/min 21 50 80 100 c/(mol·L－1) 0.024 0.050 0.071 0.081 t/min 120 160 220 ∞ c/(mol·L－1) 0.090 0.104 0.116 0.132 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 22 t/min 21 50 80 100 c/(mol·L－1) 0.024 0.050 0.071 0.081 t/min 120 160 220 ∞ c/(mol·L－1) 0.090 0.104 0.116 0.132 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 29 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 32 ac 大于 小于 tm时生成物浓度较低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 35 高温 满足ΔG＝ΔH－TΔS<0时，反应自发进行，根据反应Ⅰ可知，该反应的ΔH>0，ΔS>0，高温下ΔG<0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 36 (2)保持反应器进料口总压为100 kPa，分别以8 kPa CH4、24 kPa H2S、68 kPa He与25 kPa CH4、75 kPa H2S进料，只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ。CH4的平衡转化率与温度的关系如图1所示，含有He的曲线为_____ (填“M”或“N”)，理由是__________ ______________________________________________________________________。 恒温恒压下加入稀有气体，平衡向气体分子数增大的方向移动，CH4的平衡转化率增大 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 37 (3)向10 L恒温刚性容器中通入0.3 mol CH4和0.15 mol H2S，发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始总压为p0 kPa，CH4和H2S的转化率与时间的关系如图2所示。0～5 min内，H2的平均化学反应速率为__________mol·L－1·min－1；5 min时，容器内总压为________kPa(用含p0的最简分数表示)。 1.2×10－3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 39 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 40 0.024 时间/min 0 10 20 30 40 50 60 压强/kPa 1.08 0.96 0.88 0.82 0.80 0.80 0.80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 41 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 42 增大 F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 43 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 44 时间/min 0 10 20 30 40 50 60 压强/kPa 1.08 0.96 0.88 0.82 0.80 0.80 0.80 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 46 反应ⅰ和ⅱ的焓变相近，但反应ⅱ气体分子数增大较多，熵增程度大，因此反应ⅱ的反应趋势远大于反应ⅰ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 47 (2)在1200 ℃、130 kPa反应条件下，将TiCl4(g)、N2(g)、H2(g)以物质的量之比1∶1∶2加入反应容器进行反应ⅲ。20 min时反应达到平衡状态，平衡时混合气中N2(g)与H2(g)的分压相等，则TiCl4(g)平衡转化率为________(保留三位有效数字)，0～20 min之间，以分压表示TiCl4(g)的平均反应速率为________kPa·min－1。 (3)制备氮化钛的原料氨气的合成。将0.10 mol N2和0.26 mol H2投入某刚性反应容器中，测得反应过程中NH3的体积分数和反应体系的总压p随着温度的升高而变化的曲线如图： 66.7% 1.125 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 48 ①对于该可逆反应过程，下列有关说法正确的是_____ (填字母)。 A．a、b、c三点时，该反应均处于平衡状态 B．m→n过程中，该反应平衡逆向移动 C．混合气体的平均摩尔质量M(b)>M(c)>M(a) D．混合气体的密度ρ(b)>ρ(c)>ρ(a) ②x、y、m三点对应温度下的平衡常数由大到小的顺序为________________。 ③当温度为T3，该反应达到平衡时，以气体分压表示的该反应的平衡常数Kp＝________(MPa)－2(列出计算式即可)。 BC K(x)>K(y)>K(m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 51 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 52 　　　　　　　　　　　　　 R 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.在容积为0.5 L的密闭容器中，充入物质的量均为a mol的A(g)和B(g)，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g)C(g)＋D(g)，测得A(g)、B(g)和C(g)的浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．0～4 min内，用D表示的化学反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 B．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示A(g)、B(g)、C(g)的浓度随时间的变化曲线 C．a＝8.0 D．A和B的平衡转化率相等 解析：在容积为0.5 L的密闭容器中，充入物质的量均为 a mol的A(g) 和B(g)，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g)C(g)＋D(g)，则曲线Ⅲ表示生成物C(g)的浓度随时间的变化曲线，浓度的变化量与化学计量数成正比，因此曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示A(g)、B(g)的浓度随时间的变化曲线。由图可知，0～4 min内，用D表示的化学反应速率为v(D)＝v(C)＝eq \f(1 mol·L－1,4 min)＝0.25 mol·L－1·min－1，A错误；由上述分析可知，B正确；A、B的起始浓度均为4.0 mol·L－1，容器的容积为0.5 L，因此a＝2.0，C错误；A和B的初始浓度相等，浓度变化量之比为1∶3，平衡转化率不相等，D错误。 2．已知反应2SO2(g)＋O2(g)eq \o(,\s\up17(V2O5),\s\do15(△))2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(　　) A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大 C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则在t1～t2内，SO3(g)的平均生成速率为eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(c2－c1,t2－t1))) 3．水－碳催化制氢的反应为C(s)＋H2O(g)eq \o(,\s\up17(K2CO3),\s\do15(700～720 ℃))H2(g)＋CO(g)，可应用于汽车尾气的净化，下列关于该反应的说法正确的是(　　) A．增大C(s)的质量可以加快反应速率 B．合适的催化剂能加快反应速率 C．增大水蒸气的浓度能加快正反应速率而减慢逆反应速率 D．达到化学平衡时，H2O能全部转化为H2 4．一烧瓶中，在25 ℃时存在着平衡：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0。把烧瓶置于80 ℃的水中，则下列不会改变的是(　　) ①颜色　②平均相对分子质量　③质量　④压强　⑤密度 A．①和③ B．②和④ C．④和⑤ D．③和⑤ 解析：由于反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0的正反应为气体分子数减小的放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，①颜色加深；②平均相对分子质量减小；③质量不变；④压强增大；⑤密度不变。 5．一定温度下，向体积为1 L的恒容密闭容器中加入1 mol A(g)和1 mol B(g)发生反应A(g)＋B(g)2C(g)，若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．正反应活化能小于逆反应活化能 B．当容器中eq \f(c（B）,c（A）)不再改变时，说明反应达到了平衡状态 C．达平衡后再加入1 mol C(g)，反应再次达到平衡时，C的体积分数增大 D．由图可知加催化剂之后原反应分成了两步，第一步反应较慢 解析：该反应为吸热反应，故正反应活化能大于逆反应活化能，A错误；起始时按化学计量数之比充入A和B，eq \f(c（B）,c（A）)始终不变，则eq \f(c（B）,c（A）)不再改变不能说明反应达到了平衡状态，B错误；起始时加入1 mol A(g)和 1 mol B(g)等效于加入2 mol C(g)，恒温恒容条件下，达平衡后再加入1 mol C(g)，相当于增大压强，该反应为气体分子数不变的反应，增大压强时平衡不移动，则反应再次达到平衡时，C的体积分数不变，C错误；加入催化剂后，反应过程中有两个过渡态，由图可知，第一步(a→b)的活化能较大，反应较慢，D正确。 6．某温度下，向恒容密闭容器中投入足量CaC2O4，发生反应：CaC2O4(s)CaO(s)＋CO2(g)＋CO(g)，达到平衡时测得CO的浓度为a mol·L-1。保持温度不变，将容器体积压缩至原来的一半，则达到新平衡时测得CO2的浓度为(　　) A．0.5a mol·L-1 B．a mol·L-1 C．1.5a mol·L-1 D．2a mol·L-1 7．密闭容器中，一定量的混合气体发生反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)，平衡时测得A的浓度为0.8 mol·L-1。保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，再次达到平衡时，测得A的浓度降低为0.5 mol·L-1。下列有关判断正确的是(　　) A．a＋b<c B．该反应的ΔS>0 C．B的转化率增大 D．C的体积分数下降 8．乙酸乙酯的水解反应：CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图所示为CH3COOC2H5的水解速率随时间的变化曲线。下列说法正确的是(　　) A．图中A、B两点表示的c(CH3COOC2H5)相等 B．反应开始时水解速率增大可能是溶液中c(H＋)逐渐增大所致 C．图中t0时说明反应达到平衡状态 D．图中tB时CH3COOC2H5的转化率等于tA时的转化率 9．在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图，下列有关说法不正确的是(　　) A．上述反应的ΔH<0 B．压强：p4>p3>p2>p1 C．压强为p4，温度为1100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 D．压强为p4时，在y点：v(正)>v(逆) 解析：p1、p2、p3、p4是四条等压线，由图像可知，压强一定时，温度越高，CH4的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越高，甲烷的平衡转化率越小，故压强p4>p3>p2>p1，B正确；压强为p4、温度为1100 ℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝c(CO2)＝0.02 mol·L－1，c(CO)＝c(H2)＝0.16 mol·L－1，即平衡常数K＝eq \f(0.162×0.162,0.02×0.02)≈1.64，C正确；压强为p4时，y点未达到平衡，此时v(正)>v(逆)，D正确。 10．某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)　ΔH1＜0 ②M(g)＋N(g) R(g)＋Q(g)　ΔH2＞0 下列叙述错误的是(　　) A．加入适量Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C．降温时无法判断Q浓度的增减 D．通入Y，则N的浓度增大 11．由γ­羟基丁酸(HOCH2CH2CH2COOH)生成γ­丁内酯( )的反应如下： HOCH2CH2CH2COOHeq \o(,\s\up17(H＋),\s\do15(△)) ＋H2O。在25 ℃时，溶液中γ­羟基丁酸初始浓度为0.180 mol·L-1，随着反应的进行，测得γ­丁内酯的浓度随时间的变化如表所示。下列说法错误的是(　　) 解析：120 min时，反应产生0.090 mol·L－1的γ­丁内酯，则反应消耗γ­羟基丁酸的浓度为0.090 mol·L－1，γ­羟基丁酸的转化率为eq \f(0.090 mol·L－1,0.180 mol·L－1)×100%＝50%，A正确；50～80 min内γ­丁内酯的浓度改变了0.021 mol·L－1，则用γ­丁内酯的浓度变化表示的反应速率为eq \f(0.021 mol·L－1,30 min)＝0.0007 mol·L－1·min－1，B错误；25 ℃时，该反应的平衡常数K＝eq \f(c（γ­丁内酯）,c（γ­羟基丁酸）)＝eq \f(0.132,0.180－0.132)＝2.75，C正确；若移走γ­丁内酯，则生成物浓度减小，平衡正向移动，从而可提高γ­羟基丁酸的转化率，D正确。 12．已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝ -92.4 kJ·mol-1的反应速率方程为v＝k·c(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3)(k为速率常数，随温度的升高而增大)。在恒压密闭容器中，不同温度下，达到平衡时NH3的体积分数[φ(NH3)]与投料比eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(n（H2）,n（N2）)))的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应在高温条件下能自发进行 B．A、B、C三点对应的N2的转化率大小顺序为B>A>C C．其他条件不变，减小c(NH3)可使合成氨反应速率减小 D．平衡常数KD<KA＝KB＝KC，且D点时H2的平衡转化率为40% 解析：合成氨反应的正反应为放热的熵减小的反应，由ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知，低温条件下该反应能自发进行，A错误。eq \f(n（H2）,n（N2）)增大，相当于增多H2的投料，N2的转化率增大，则A、B、C三点对应的N2的转化率大小顺序为C>B>A，B错误。由该反应的反应速率方程v＝k·c(N2)·c1.5(H2)·c－1(NH3)，可知其他条件不变，减小c(NH3)，合成氨反应速率增大，C错误。其他条件不变，温度T1→T2，平衡时NH3的体积分数增大，即平衡正向移动，由于该反应的正反应为放热反应，则T1>T2，KB>KD；A、B、C三点位于等温(T2)线上，化学平衡常数只与温度有关，则KA＝KB＝KC>KD；D点时投料比eq \f(n（H2）,n（N2）)＝3， 设起始时H2、N2的物质的量分别为3 mol、1 mol，达到平衡时N2的转化量为a mol，列三段式： 　　　　 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 起始量/mol 1 3 0 转化量/mol a 3a 2a 平衡量/mol 1－a 3－3a 2a 平衡时φ(NH3)＝25%，气体总物质的量为(4－2a) mol，恒温恒压下，气体的物质的量之比等于其体积之比，则eq \f(2a,4－2a)×100%＝25%，解得a＝0.4，则H2的平衡转化率为eq \f(（3×0.4） mol,3 mol)×100%＝40%，D正确。 13．不同温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入体积为1 L的恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH。平衡时CH3OH的物质的量分数随温度变化如图所示。 下列说法不正确的是(　　) A．该反应的ΔH＜0 B．240 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝eq \f(2,3) C．240 ℃时，若充入2 mol CO2和6 mol H2，平衡时CH3OH的物质的量分数大于25% D．240 ℃时，若起始时充入0.5 mol CO2、2 mol H2、1 mol CH3OH、1 mol H2O，反应向正反应方向进行 解析：240 ℃时，甲醇的物质的量分数为25%，设CO2转化的物质的量为x mol，列三段式： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始量/mol 1 3 0 0 转化量/mol x 3x x x 平衡量/mol 1－x 3－3x x x 平衡时甲醇的物质的量分数为eq \f(x,1－x＋3－3x＋x＋x)×100%＝25%，解得x＝eq \f(2,3)，化学平衡常数K＝eq \f(c（CH3OH）·c（H2O）,c（CO2）·c3（H2）)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))\s\up12(2),\f(1,3)×13)＝eq \f(4,3)，故B错误。 14．某温度下，向恒温、恒压容器中充入3 mol H2和1 mol CO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0，平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况 B．其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，但平衡常数不变 C．Q点CO2的转化率为75% D．将容器改为恒容容器，平衡时：x(a)>x1 解析：由热化学方程式可知，随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线a表示x(H2O)随压强的变化情况，b表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化，c表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化，A正确；其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B正确；假设Q点时，转化的CO2的物质的量是a mol，列三段式： 3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始(mol) 3 1 0 0 转化(mol) 3a a a a 平衡(mol) 3－3a 1－a a a Q点平衡时H2O(g)、H2(g)物质的量分数相等，即二者物质的量相等，可得3－3a＝a，a＝0.75，则Q点CO2的转化率为eq \f(0.75 mol,1 mol)×100%＝75%，C正确；该反应为气体体积减小的反应，将容器改为恒容容器，则随着反应进行，压强减小，与恒压时相比平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时：x(a)<x1，D错误。 二、非选择题 15．砷(As)是第四周期第ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。 298 K时，将20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsOeq \o\al(3－,3)(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq \o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq \o\al(3－,4))与反应时间(t)的关系如图所示。 (1)下列可判断反应达到平衡的是_____(填标号)。 a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝2v(AsOeq \o\al(3－,3)) c.3-,4)eq \f(c（AsO）,c（AsOeq \o\al(3-,3)）) 不再变化 d．c(I－)＝y mol·L－1 (2)tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”，下同)。 (3)tm时v逆________tn时v逆，理由是____________________。 (4)若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为____________。 eq \f(4y3,（x－y）2) 解析：(1)a对：溶液pH不变时，则c(OH－)保持不变，反应处于平衡状态。b错：根据反应方程式，始终存在速率关系：v(I－)＝2v(AsOeq \o\al(3－,3))，反应不一定处于平衡状态。c对：由于Na3AsO3总量一定，当3－,4)eq \f(c（AsO）,c（AsOeq \o\al(3－,3)）) 不再变化时，c(AsOeq \o\al(3－,3))、c(AsOeq \o\al(3－,4))也保持不变，反应达到平衡状态。d错：由图可知，达到平衡时c(I－)＝2c(AsOeq \o\al(3－,4))＝2y mol·L－1，因此c(I－)＝y mol·L－1时，反应没有达到平衡。 (4)反应前，三种溶液混合后，c(Na3AsO3)＝3x×eq \f(20,20＋20＋20) mol·L－1＝x mol· L－1，同理，c(I2)＝x mol·L－1，反应情况如下： AsOeq \o\al(3－,3)(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq \o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l) 起始浓度/mol·L－1 x x 0 0 平衡浓度/mol·L－1 x－y x－y 1 y 2y K＝eq \f(y·（2y）2,（x－y）·（x－y）×12)＝eq \f(4y3,（x－y）2)。 16．天然气中含有H2S，综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径，CH4和H2S重整制氢的主要反应如下： 反应Ⅰ：CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)　ΔH1＝＋234 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH2＝＋75 kJ·mol-1 反应Ⅲ：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)　ΔH3＝＋170 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)反应Ⅰ在________(填“高温”或“低温”)下可自发进行，理由是______________________________________________________________________ ______________________。 eq \f(16,15)p0 解析：(3)根据三个反应，可知n生成(H2)＝n转化(H2S)＋2n转化(CH4)，由图可知，0～5 min内n转化(H2S)＝0.15 mol×20%＝0.03 mol，n转化(CH4)＝0.3 mol×5%＝0.015 mol，则n(H2)＝0.03 mol＋0.015 mol×2＝0.06 mol，故0～5 min内，H2的平均化学反应速率为eq \f(0.06 mol,10 L×5 min)＝1.2×10－3 mol·L－1·min－1；5 min时，n(CH4)＝(0.3－0.015) mol＝0.285 mol，n(H2S)＝(0.15－0.03) mol＝0.12 mol，n(H2)＝0.06 mol， n(CS2)＋n(S2)＝eq \f(1,2)n转化(H2S)＝eq \f(1,2)×0.03 mol＝0.015 mol，则气体总物质的量为(0.285＋0.12＋0.06＋0.015) mol＝0.48 mol，反应前气体总物质的量为0.45 mol，压强为p0，根据恒温恒容时气体的压强之比等于物质的量之比，可知5 min时，容器内总压为eq \f(0.48 mol,0.45 mol)×p0＝eq \f(16,15)p0。 17．(1)在2 L的密闭容器中发生反应：CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g)。T1 ℃时，将体积比为1∶2的CO2和H2混合气体充入容器中，每隔一定时间测得容器内气体压强如下表所示： ①已知：vp(B)＝eq \f(Δp（B）,Δt)，则反应开始10 min内，用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为________kPa·min－1。 ②T1 ℃时，反应的平衡常数Kp的代数式为Kp＝___________ (kPa)－1(Kp为用各气体分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。 (2)T2 ℃时，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2的混合气体，容器内气体压强为1.2 kPa，反应达到平衡时，HCHO的分压与起始eq \f(n（H2）,n（CO2）)的关系如图所示： eq \f(0.28×0.28,0.08×0.162) ①当eq \f(n（H2）,n（CO2）)＝2时，反应达到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.05 kPa，则达到新平衡时，H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②当eq \f(n（H2）,n（CO2）)＝2.5时，达到平衡状态后，HCHO的分压可能是图中的____点(填“D”“E”或“F”)。 解析：(1)①T1 ℃时，起始总压强为1.08 kPa，由CO2和H2的体积比为1∶2可得，CO2和H2的分压分别为1.08 kPa×eq \f(1,3)＝0.36 kPa和1.08 kPa×eq \f(2,3)＝0.72 kPa，容器容积不变，根据pV＝nRT，分压与物质的量成正比，设CO2转化的分压为x kPa，则有 CO2(g)＋2H2(g)HCHO(g)＋H2O(g) 起始量/kPa 0.36 0.72 0 0 转化量/kPa x 2x x x 某时刻量/kPa 0.36－x 0.72－2x x x 10 min时，0.36－x＋0.72－2x＋x＋x＝0.96，则x＝0.12，用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为eq \f(0.12×2 kPa,10 min)＝0.024 kPa·min－1。②平衡时，0.36－x＋0.72－2x＋x＋x＝0.80，则x＝0.28，平衡常数Kp＝eq \f(p（HCHO）×p（H2O）,p（CO2）×p2（H2）)＝eq \f(0.28×0.28,0.08×0.162) (kPa)－1。 (2)①当eq \f(n（H2）,n（CO2）)＝2，反应达到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.05 kPa，此时Q<K，平衡正向移动，则H2的转化率增大。②当反应物按化学计量数之比投料，达到平衡时生成物的百分含量最大，当eq \f(n（H2）,n（CO2）)＝2.5时，达到平衡后HCHO的体积分数应小于C点，故可能是题图中的F点。 18．TiN具有良好的导电和导热性，可用于高温结构材料和超导材料。可利用化学气相沉积技术来制备氮化钛。请回答下列问题： (1)已知1200 ℃下，三种制备氮化钛反应的热化学方程式： (ⅰ)TiCl4(g)＋eq \f(1,2)N2(g)TiN(s)＋2Cl2(g)　ΔH1＝＋366.32 kJ·mol-1　Kp1＝0.82 (ⅱ)6TiCl4(g)＋8NH3(g)6TiN(s)＋24HCl(g)＋N2(g)　ΔH2＝＋386.88 kJ·mol-1　Kp2＝1.6×106 (ⅲ)TiCl4(g)＋eq \f(1,2)N2(g)＋2H2(g)TiN(s)＋4HCl(g)　ΔH3＝＋2.88 kJ·mol-1 利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN时，反应ⅱ的反应趋势远大于ⅰ，其原因是____________________________________________________________________________________________________。 eq \f(62,7×173) 解析：(2)设起始加入四氯化钛、氮气和氢气的物质的量分别为1 mol、1 mol和2 mol，四氯化钛的转化量为a mol，由方程式可知，20 min反应达到平衡时，四氯化钛、氮气、氢气、氯化氢的物质的量分别为(1－a) mol、(1－0.5a) mol、(2－2a) mol、4a mol，由平衡时混合气中氮气和氢气的分压相等可得：1－0.5a＝2－2a，解得a＝eq \f(2,3)，则四氯化钛的转化率为66.7%，混合气体的总物质的量为eq \f(13,3) mol；由反应在1200 ℃、130 kPa反应条件下进行可知，平衡时四氯化钛的平均反应速率为eq \f(\f(1,4)×130 kPa－\f(\f(1,3),\f(13,3))×130 kPa,20 min)＝1.125 kPa·min－1。 (3)①化学反应限度是一定条件下化学反应的最大限度，由图可知，b点氨气的体积分数最大，反应达到平衡，则a点反应未达到平衡状态，故A错误；由图可知，b点氨气的体积分数最大，反应达到平衡，b→c过程为化学平衡移动过程，升高温度，氨的体积分数降低，因为该反应的正反应为放热反应，m→n过程为化学平衡移动过程，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，故B正确；NH3的体积分数越大，体系中气体的总物质的量越小，则b、c、a三点混合气体物质的量依次增大，混合气体的平均摩尔质量M(b)、M(c)、M(a)依次减小，故C正确； 由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则b、c、a三点混合气体的密度相等，故D错误；②该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，由图可知，x、y、m三点对应温度依次增大，所以平衡常数依次减小；③由图可知，当温度为T3、反应达到平衡时，氨气的体积分数为20%、体系总压强为30 MPa，设氮气的转化率为x，平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为(0.1－0.1x) mol、(0.26－0.3x) mol和0.2x mol，由氨气的体积分数为20%，可得eq \f(0.2x,0.36－0.2x)×100%＝20%，解得x＝0.3，则氮气、氢气和氨气的平衡分压分别为eq \f(0.07,0.3)×30 MPa＝7 MPa、eq \f(0.17,0.3)×30 MPa＝17 MPa和eq \f(0.06,0.3)×30 MPa＝6 MPa，反应的平衡常数Kp＝eq \f(62,7×173) (MPa)－2。 $$