专题03 化学平衡（期末真题汇编，陕晋青宁专用）高二化学上学期

专题03 化学平衡 2大高频考点概览 考点01 化学平衡与平衡常数 考点02 影响化学平衡的因素 地 城 考点01 化学平衡与平衡常数 1．(24-25高二上·山西临汾·期末)已知25℃时，，，。下列有关说法正确的是 A．25℃时，的溶解度大于的溶解度 B．25℃时，饱和溶液中的浓度为 C．向等物质的量浓度、的混合溶液中加入少量，只有沉淀生成 D．反应的平衡常数约为 2．(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)化学与科技、生活密切相关。下列说法错误的是 A．“保暖贴”工作过程中，主要利用了原电池的工作原理 B．长期过量使用作氮肥易导致土壤酸化 C．工业合成氨时采用的压强越大，反应的平衡常数越大，越有利于提高经济效益 D．空间站的“太阳翼”及光伏发电系统能将太阳能转化为电能 3．(23-24高二上·山西大同·期末)向密闭容器中通入物质的量均为的和，分别在压强下发生重整反应：的平衡转化率随温度的变化关系如图所示，下列有关说法错误的是 A．反应 B．压强 C．点时，的体积分数约为 D．若点与点反应条件相同，则点时： 4．(23-24高二上·山西吕梁·期末)反应  ，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的 B． C．B、C两点化学平衡常数： D．A、C两点的反应速率 5．(23-24高二上·宁夏石嘴山第三中学·期末)以下情况中，可以证明可逆反应达到平衡状态的有几个 Ⅰ.N2+3H22NH3 Ⅱ.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) Ⅲ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) Ⅳ.NH2COONH4(s)CO2(g)+2NH3(g) Ⅴ.H2(g)+I2(g)2HI(g) ①v正(N2)=2v逆(NH3)         ②1个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键断裂 ③恒温恒容时，气体的压强不再改变 ④恒温恒压时，气体的密度不再改变 ⑤恒温恒容时，气体的密度不再改变         ⑥恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变 ⑦恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变    ⑧恒温恒压时，CO2的体积分数不再改变 ⑨    ⑩恒容绝热时，压强不再改变     ⑪恒容绝热时，温度不再改变 A．6 B．7 C．8 D．9 6．(23-24高二上·宁夏固原·期末)氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。 (1)根据图提供的信息，写出该反应的热化学方程式 ，在图中曲线 (填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线，判断理由是 。 (2)在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是____。 A． B．单位时间内生成的同时生成 C．混合气体的密度不再改变 D．容器内压强不随时间的变化而变化 (3)一定温度下，向2L密闭容器中充入和，保持体积不变，0.5min后达到平衡，测得容器中有，则平均反应速率 ，的转化率为 ，该温度下的平衡常数 (此空保留3位小数)。 (4)保持温度和体积不变，向上述平衡体系中再加入、、后该反应的速率大小关系为 (填“大于”、“小于”或“等于”)。 (5)反应 ，在下列温度下反应能自发进行的是______。 A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃ 7．(24-25高二上·陕西安康·期末)海洋是人类资源的宝库。一种利用海水制备多种化工原料的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)如图所示为电解饱和溶液制备的示意图： ① (填离子符号)通过离子交换膜，写出N室的电极反应式： 。 ②电解所得和可制备盐酸，电解无水副产物也有，常温常压下，饱和新制氯水的物质的量浓度为，该溶液中溶于水的有与水反应。计算与水反应的平衡常数 (写出计算过程)。 ③可用于粗的提纯：  ，提纯装置如图所示，纯应在图中 区得到(填“高温”或“低温”。杂质不与反应，也不挥发)。 (2)制备和用苦卤而不直接用海水的原因是 ；物质A由贝壳灼烧所得，加入物质A能得到沉淀的原因是 。 (3)是无水熔融后电解所得，得到无水是关键。 ①直接将加热蒸干无法得到无水，原因是 。 ②操作A是 。 8．(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)已知A和B反应的化学方程式为。回答下列问题： (1)下图是反应在不同温度下A的转化率随时间变化的曲线。 ①该反应的 （填“>”“<”或“=”）0。该反应在 （填“高温”“低温”或“任意条件”）下可以自发进行。 ②在温度下，向体积为1L的密闭容器中，充入1mol和2mol，测得和的浓度随时间变化如图所示。则0~10min该反应的化学反应速率为 mol·L-1·min-1。 ③若容器容积不变，下列措施可增加A转化率的是 （填字母）。 a．升高温度        b．将从体系中分离 c．使用合适的催化剂        d．充入He，使体系总压强增大 (2)在容积为1L的恒容密闭容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃条件下的上述反应。三种温度下B与A的物质的量之比与A平衡转化率的关系如图所示。曲线z对应的温度是 ℃；该温度下，若反应物A的物质的量为1mol，则该反应的化学平衡常数为 （用分数表示）。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为、、，则、、的大小关系为 。 9．(23-24高二上·山西太原·期末)的资源化有利于实现“碳中和”，利用氧化烷烃可制得烯烃。以和乙苯()为原料合成苯乙烯()为例，涉及以下反应： I．(g)+ Ⅱ．(g) 回答下列问题： (1)写出与反应生成和的热化学方程式： 。 (2)下列说法正确的是_______。(填字母) A．当时，反应Ⅱ达到平衡状态 B．升高温度，反应Ⅱ的正、逆反应速率都增大 C．增大压强，反应I平衡逆向移动，平衡常数减小 D．反应I加入催化剂，可降低该反应的活化能 (3)在刚性容器中，进料浓度比[(乙苯)：]分别等于1∶5、1∶15、1∶50时，乙苯的平衡转化率随反应温度的变化关系如图所示： 曲线的进料浓度比[(乙苯)：]为 ，判断依据是 。 (4)某温度下，等物质的量的乙苯和在刚性容器内只发生反应Ⅱ，若初始的总压强为，平衡时乙苯的转化率为40%，则平衡时的总压强为 (用表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数) 10．(23-24高二上·山西大同·期末)伴随着我国航天事业的飞速发展，常见推进剂的燃料包括汽油、液肼、液氢的研究成了航天工业中的重要课题。 Ⅰ．已知一定温度下，由元素的最稳定单质生成纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓，用表示。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如下图所示： (1)火箭推进剂可用作燃料，作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为   ；利用以上数据是否能计算出的燃烧热 (填“能”或“否”)。 (2)结合化学反应原理分析，作推进剂燃料与能自发进行反应的原因是 。 Ⅱ．利用“一碳化学”技术可有效实现工业制氢，为推进剂提供了丰富的氢燃料，该工业制氢方法主要涉及以下两个反应： a： b： (3)反应机理如下，请补充其中的一个反应方程式(表示催化剂的活性中心)。 ① ② ③ ④ ⑤ (4)已知为反应的标准压强平衡常数，其表达方法为：在浓度平衡常数表达式中，用各组分气体平衡时的相对分压代替浓度，气体的相对分压等于其分压(单位为)除以标准压力。反应的(为温度)的变化如图所示。 反应的标准压强平衡常数表达式= ，能表示反应的曲线为 。维持温度下，往恒容密闭容器中通入等物质的量的混合气体发生反应，初始压强为，达平衡时体系压强为。该温度下的平衡分压为 (结果保留3位有效数字)。 11．(23-24高二上·宁夏石嘴山第三中学·期末)神舟十五号顺利发射升空，标志着我国航天事业的飞速发展。 Ⅰ.火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题，常见推进剂的燃料包括汽油液肼(N2H4)、液氢等，具有不同的推进效能。回答下列问题： (1)火箭推进剂可用N2H4作燃料，N2O4作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H1。 相关物质的摩尔生成焓∆HfHm如下表所示。 物质 N2O4(g) N2H4(l) H2O(g) 摩尔生成焓∆HfHm(kJ/mol) +10.8 +165.8. -242.0 注：一定温度下，由元素的最稳定单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓，用∆HfHm表示。如N2H4(1)的摩尔生成焓：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ∆HfHm =+165.8kJ/mol ①∆H1= kJ/mol。 ②结合化学反应原理分析，N2H4(l)作推近剂燃料可与N2O4(g)自发进行反应的原因是 。 (2)火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如下图所示，分析其反应机理。 该历程分步进行，其中氢氧燃烧决速步对应的反应方程式为 。 Ⅱ.在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p=0.9p0， (3)则NO的平衡转化率α(NO)= (结果保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp= (用含p0的代数式表示) 地 城 考点02 影响化学平衡的因素 12．(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)已知反应的，。在恒容密闭容器中反应达到平衡时，若升高体系温度，下列说法正确的是 A．增大 B．平衡常数K增大 C． D．混合气体的平均相对分子质量变大 13．(24-25高二上·陕西汉中普通高中十校联盟·期末)O3是一种理想的脱硝剂，其脱硝反应之一为  ΔH。在某恒容密闭容器中充入一定量的O3和NO，在不同温度下测得c(N2O5)与时间的关系如图所示，下列说法正确的是 A．温度：T1>T2 B．ΔH>0 C．平衡常数：K(T1)<K(T2) D．反应速率：va(正)>vb(逆) 14．(23-24高二上·山西大同·期末)乙苯气体分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯气体的反应历程及相对能量关系如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)，下列有关说法正确的是 A．总反应方程式为： B．步骤Ⅰ的反应速率比步骤Ⅱ慢 C．上述历程中，从能量角度分析状态最活泼 D．高温高压的条件有利于提高乙苯的平衡转化率 15．(23-24高二上·宁夏固原·期末)在容积可变的密闭容器中通入一定量的X，发生反应： 。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如表所示：                                 1 2 4 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说法正确的是 A． B． C．温度不变，压强增大，Y的体积分数减少 D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 16．(24-25高二上·陕西汉中普通高中十校联盟·期末)人类走进科技时代之后，工业以及人类活动排放出的二氧化碳，成为了破坏生态环境的主要力量，而将CO2转化为其他能源并利用，是我国能源领域的一个重要战略方向。在CO2与H2催化合成甲醇(CH3OH)的体系中，同时存在以下反应： 反应i：  ΔH1=+40 kJ/mol 反应ii：  ΔH2=-80 kJ/mol 反应iii：CO2与H2在物质的量1：3时合成CH3OH(g)和H2O(g)   ΔH3 (1)写出反应iii的热化学方程式 ；若要反应iii正向自发进行， (填“高温”或“低温”)更有利。 (2)某温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入容积不变的1 L密闭容器中，初始总压为8 MPa，只发生反应iii，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表： 时间/h 1 2 3 4 5 P后/P前 0.92 0.85 0.79 0.75 0.75 ①用CO2表示前2h的平均反应速率v(CO2)= mol·L-1·h-1。 ②该条件下的分压平衡常数为Kp (MPa)-2(结果用分数表示，用平衡分压代替平衡浓度计算Kp，分压=总压×物质的量分数)。 (3)①对于反应i：，其中k正、k逆分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度， (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②对于反应ii：恒温恒容下，反应达到平衡后，若要提高甲醇的平衡产率同时加快反应速率，可采取的措施是 A．充入氦气　　　B．加入催化剂　　　C．充入氢气　　　D．及时分离甲醇 (4)初始压强为10 MPa时，向恒容的密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2发生上述三个反应，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(图中Y代表的物质为CH3OH)。已知：CO2的平衡转化率：。甲醇的选择性：。 ①图中X代表的物质为 (填化学式)。 ②270℃时，甲醇的选择性为 。 17．(23-24高二上·山西吕梁·期末)回答下列问题。 I．2021年1月7日，我国首个探明储量超千亿方的深层页岩气田-中国石化西南石油局威荣页岩气田一期项目全面建成，对促进成渝地区双城经济圈建设具有重要意义。回答下列问题： (1)页岩气主要成分是甲烷。已知25℃，时甲烷的燃烧热。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式： 。 (2)用甲烷可以合成乙烯：  ，该反应在 下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。 Ⅱ．在催化剂作用下由CO2和H2可直接合成乙烯：  △H (3)关于该反应，下列叙述正确的是 (填字母序号)。 a．恒容下达平衡状态时，再充入少量氨气，正、逆反应速率不变 b．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态 c．当反应达平衡状态时， d．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大 e．若断裂4molC=O，同时生成6molH-H，说明反应达到平衡状态 f．单位时间内生成2nmolH2O的同时生成nmolC2H4，说明反应达到平衡状态 g．恒容绝热容器中，容器内的温度不再变化，说明反应达到平衡状态 (4)在体积为2L的恒容密闭容器中，加入4molCO2和12molH2，在催化剂作用下发生直接合成乙烯的反应，测得温度对CO2的平衡转化率影响如图所示。 ①200℃时，该反应的化学平衡常数K= (精确到小数点后两位)。 ②该反应的△H 0(填“＜”、“＞”或“=”)，请结合平衡移动原理简述理由 。 ③若不使用催化剂，则200℃时CO2的平衡转化率位于图中 点(填“a”、“b”、“c”或“d”)。 18．(23-24高二上·宁夏银川新协作体·期末)化学反应是学习化学的重要理论依据，现有以下问题请回答： 如图，催化加氢可合成二甲醚，发生的主要反应有： 反应Ｉ： 反应Ⅱ： 向恒压的容器中充入和，若仅考虑上述反应，平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图中实线所示。的选择性。 (1)反应Ⅱ为 (填“吸热反应”或“放热反应”)，图中曲线 表示平衡时的选择性。 (2)温度高于，随着温度的升高，的平衡转化率如图所示变化的原因是 ，平衡时的转化率随温度的变化 (填“可能”或“不可能”)如图中虚线④所示。若达到平衡后，再充入和，重新达到平衡时的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)时，在催化剂作用下与反应一段时间后，测得的选择性为(图中点)。不改变反应时间和温度，一定能提高选择性的措施有 ，反应状态达B点时，容器中为 mol。 19．(23-24高二上·宁夏育才中学·期末)生态文明建设的重点之一是推动绿色低碳发展，作为重要碳源可用于合成甲醇等有机燃料。在某催化剂下加氢合成的反应： (1)上述反应能自发进行，则△S 0，△H 0(填“>”、“<”或“=”)。 (2)某温度下，向一定体积的恒容密闭器中通入1mol和3mol，体系达到平衡时的转化率为20%。 ①以下能说明该反应已达到平衡状态的是 。 A．混合气体的平均相对分子质量不变 B．体系中，且保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．单位时间内有nmolH-H断裂，同时有nmolO-H断裂 ②该温度下，反应的平衡常数 (用物质的量分数代替浓度计算)。 (3)若该反应在恒压体系中进行，能提高转化率的措施有 (写一条)。 (4)将气体体积比为1：1的和混合气体按相同流速通过反应器，的转化率[α()]随温度和压强变化的关系如图所示： 已知：该反应的催化剂活性受温度影响变化不大 ①p1 p2(填“>”、“<”或“=”)。 ②分析236℃后曲线变化的原因是 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学平衡 2大高频考点概览 考点01 化学平衡与平衡常数 考点02 影响化学平衡的因素 地 城 考点01 化学平衡与平衡常数 1．(24-25高二上·山西临汾·期末)已知25℃时，，，。下列有关说法正确的是 A．25℃时，的溶解度大于的溶解度 B．25℃时，饱和溶液中的浓度为 C．向等物质的量浓度、的混合溶液中加入少量，只有沉淀生成 D．反应的平衡常数约为 【答案】D 【详解】A．对于同类型难溶电解质（阴阳离子个数比相同），溶度积常数Ksp越小，溶解度越小。CuS和ZnS都属于AB型难溶电解质，Ksp(CuS)=6.3×10−36<Ksp(ZnS)=1.6×10−24，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A错误； B．在饱和CuS溶液中，CuS(s)⇌Cu2+(aq)+S2−(aq)，Ksp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2−)，且c(Cu2+)=c(S2−)，则，B错误； C．FeS和ZnS都属于AB型难溶电解质，Ksp(FeS)=6.3×10−18>Ksp(ZnS)=1.6×10−24，ZnS更难溶，向等物质的量浓度FeCl2、ZnCl2的混合溶液中加入少量Na2S，首先生成ZnS沉淀，C错误； D．反应ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数，D正确； 故选D。 2．(24-25高二上·宁夏石嘴山平罗中学·期末)化学与科技、生活密切相关。下列说法错误的是 A．“保暖贴”工作过程中，主要利用了原电池的工作原理 B．长期过量使用作氮肥易导致土壤酸化 C．工业合成氨时采用的压强越大，反应的平衡常数越大，越有利于提高经济效益 D．空间站的“太阳翼”及光伏发电系统能将太阳能转化为电能 【答案】C 【详解】A．保暖贴通过铁粉的氧化反应（电化学腐蚀）释放热量，原电池原理加速反应，A正确； B．NH₄Cl为强酸弱碱盐，水解使土壤酸性增强，长期过量使用导致酸化，B正确； C．平衡常数（K）仅与温度有关，与压强无关。工业合成氨通过增大压强提高反应速率和产率，但K不变，C错误； D．太阳翼利用光伏效应将太阳能转化为电能，D正确； 故选C。 3．(23-24高二上·山西大同·期末)向密闭容器中通入物质的量均为的和，分别在压强下发生重整反应：的平衡转化率随温度的变化关系如图所示，下列有关说法错误的是 A．反应 B．压强 C．点时，的体积分数约为 D．若点与点反应条件相同，则点时： 【答案】B 【详解】A．由图像得知，随温度升高，甲烷平衡转化率增大，则正反应吸热，且正反应气体物质的量增加，因此，A正确； B．根据正反应气体物质的量增加，温度一定时，压强增大平衡逆向移动，甲烷转化率减小，因此，B错误； C．点时，甲烷转化率，甲烷变化的物质的量为，平衡时的体积分数正确； D．若点与点反应条件相同，则点时未达平衡，此时，D正确； 故选B。 4．(23-24高二上·山西吕梁·期末)反应  ，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的 B． C．B、C两点化学平衡常数： D．A、C两点的反应速率 【答案】B 【详解】A．由图知温度升高，Y的体积分数增大，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，∆H＞0，A项正确； B．该反应中W是固体，增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则，B项错误； C．K只受温度影响，且对吸热反应来说，温度升高，K增大，，C项正确； D．A、C两点温度相同，C点压强大，则C点的速率大于A点，D项正确； 答案选B。 5．(23-24高二上·宁夏石嘴山第三中学·期末)以下情况中，可以证明可逆反应达到平衡状态的有几个 Ⅰ.N2+3H22NH3 Ⅱ.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) Ⅲ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) Ⅳ.NH2COONH4(s)CO2(g)+2NH3(g) Ⅴ.H2(g)+I2(g)2HI(g) ①v正(N2)=2v逆(NH3)         ②1个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键断裂 ③恒温恒容时，气体的压强不再改变 ④恒温恒压时，气体的密度不再改变 ⑤恒温恒容时，气体的密度不再改变         ⑥恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变 ⑦恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变    ⑧恒温恒压时，CO2的体积分数不再改变 ⑨    ⑩恒容绝热时，压强不再改变     ⑪恒容绝热时，温度不再改变 A．6 B．7 C．8 D．9 【答案】B 【分析】可逆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。利用物理量判断反应是否平衡的依据是“变量不变则平衡”。 【详解】Ⅰ．时，正逆反应速率不等，反应未达到平衡。 ②1个N≡N键断裂的同时，一定有6个N-H键形成，若同时有6个N−H键断裂，则说明正逆反应速率相等，反应处于平衡状态。 Ⅱ．③该反应为气体非等体积变化，反应正向进行过程中，气体的物质的量将减小，恒温恒容时，气体的物质的量之比等于气体的压强之比，当气体的压强不再改变时，说明气体的物质的量不变，反应处于平衡状态。④参加反应的物质均为气体，因此反应过程中气体的总质量不变。恒温恒压时，气体的物质的量之比等于容器体积之比，因此该反应正向进行过程中，容器体积将减小，当气体的密度不再改变时，说明反应处于平衡状态。 Ⅲ．⑤反应物中有固体参与，因此反应正向进行过程中，气体的质量将增大，恒温恒容时，当气体的密度不再改变时，说明反应处于平衡状态。⑥设起始加入1mol水蒸气和足量固体碳，则起始气体摩尔质量为18g/mol，设水蒸气的转化量为xmol，则反应过程中气体的平均相对分子质量=，因此恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应处于平衡状态。 Ⅳ．⑦恒温恒容时，生成的二氧化碳和氨气的比值为定值，所以平均相对分子质量不会发生改变，不能确定达到平衡；⑧生成的二氧化碳和氨气的比值为定值，CO2的体积分数为定值，不能说明反应达到平衡； Ⅴ．⑨反应物的起始量及转化率未知，因此无法根据物质的浓度之比判断反应是否处于平衡状态。⑩恒容绝热时，随反应的进行，温度将变化，温度变化会引起压强变化，因此当压强不再改变时，反应处于平衡状态。⑪恒容绝热时，该反应正反应为放热反应，反应过程中体系温度一直在变，当温度不再改变，反应达到平衡状态，⑪符合题意；综上分析可知，②③④⑤⑥⑩⑪符合题意； 故选B。 6．(23-24高二上·宁夏固原·期末)氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。 (1)根据图提供的信息，写出该反应的热化学方程式 ，在图中曲线 (填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线，判断理由是 。 (2)在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是____。 A． B．单位时间内生成的同时生成 C．混合气体的密度不再改变 D．容器内压强不随时间的变化而变化 (3)一定温度下，向2L密闭容器中充入和，保持体积不变，0.5min后达到平衡，测得容器中有，则平均反应速率 ，的转化率为 ，该温度下的平衡常数 (此空保留3位小数)。 (4)保持温度和体积不变，向上述平衡体系中再加入、、后该反应的速率大小关系为 (填“大于”、“小于”或“等于”)。 (5)反应 ，在下列温度下反应能自发进行的是______。 A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃ 【答案】(1)    b 使用催化剂，降低活化能 (2)BD (3) 20% 0.058 (4)小于 (5)CD 【详解】（1）由图可知，1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)的反应热为508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol；所以合成氨的热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H═-92kJ/mol，使用催化剂能降低反应的活化能，b活化能较低，所以b表示加入铁触媒的能量变化曲线； （2）A．该反应达到平衡状态时，2v(H2)正=3v(NH3)逆，故A错误；B．单位时间内生成n mol N2的同时生成2n molNH3，分别表示正逆反应速率，而且正逆速率之比等于化学计量数之比，所以该反应达到平衡状态，故B正确；C．无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的密度始终不变，所以不能判断该反应是否达到平衡状态，故C错误；D．该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当反应达到平衡状态时，容器内压强不随时间的变化而变化，所以能判断反应是否达到平衡状态，故D正确；故答案为：BD； （3）达到平衡，测得容器中有0.4 mol NH3，列三段式为：，则平均反应速率=；的转化率为；该温度下的平衡常数； （4）向上述平衡体系中再加入1 mol N2、1 mol H2 、1 mol NH3，此时，平衡逆向移动，则v正小于v逆； （5）若反应能正向自发进行，△G=ΔH-T△S＜0，代入数据，△G=ΔH-T△S=92×103J•mol-1•K-1-T×199mol-1•K-1＜0，则T＞462.3K，将热力学温度转化为摄氏度，T＞189.3℃，故选CD。 7．(24-25高二上·陕西安康·期末)海洋是人类资源的宝库。一种利用海水制备多种化工原料的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)如图所示为电解饱和溶液制备的示意图： ① (填离子符号)通过离子交换膜，写出N室的电极反应式： 。 ②电解所得和可制备盐酸，电解无水副产物也有，常温常压下，饱和新制氯水的物质的量浓度为，该溶液中溶于水的有与水反应。计算与水反应的平衡常数 (写出计算过程)。 ③可用于粗的提纯：  ，提纯装置如图所示，纯应在图中 区得到(填“高温”或“低温”。杂质不与反应，也不挥发)。 (2)制备和用苦卤而不直接用海水的原因是 ；物质A由贝壳灼烧所得，加入物质A能得到沉淀的原因是 。 (3)是无水熔融后电解所得，得到无水是关键。 ①直接将加热蒸干无法得到无水，原因是 。 ②操作A是 。 【答案】(1) Na+ 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 4.5×10-4 (mol/L)2 低温 (2) 苦卤中Mo、Mg元素的含量比海水高 Mg(OH)2溶解度比Ca(OH)2小，CaO与水得到的Ca(OH)2易转化为Mg(OH)2 (3) 加热促进MgCl2水解，水解产物HCl易挥发导致水解程度增大，最终得到MgO 在HCl气流中加热 【分析】（1）①根据连接电源正极的是阳极，连接电源负极的是阴极。M室为阳极室。加入饱和NaCl溶液；N室为阴极室，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；②Cl2与水发生可逆反应：Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)，列三段式；③该反应的正反应是吸热反应，反应△H＞0，要得到纯MoO3平衡需逆向移动，降温有利于平衡逆向移动； （2）根据贝壳灼烧所得的物质A为CaO，CaO可与水反应生成Ca(OH)2，Mg(OH)2溶解度比Ca(OH)2小，Ca(OH)2易转化为Mg(OH)2； （3）根据加热促进MgCl2水解，水解产物HCl易挥发导致水解程度进一步增大，为抑制MgCl2水解和及时带走产生的水蒸气，需在HCl气流中加热，据此进行分析。 【详解】（1）①连接电源正极的是阳极，连接电源负极的是阴极。根据图示可知：M室为阳极室，加入饱和NaCl溶液，N室为阴极室，由于离子放电顺序为：H+＞Na+，所以N室H2O电离产生的H+放电产生H2，故N室的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；为保证NaOH纯净，溶液2应是稀NaOH溶液增强导电性，离子交换膜应是阳离子交换膜，阳离子Na+从M室通过离子交换膜移向N室，与阴极产生OH-形成NaOH溶液，NaOH溶液由阴极室流出； ②根据题意列三段式进行计算 则该反应的平衡常数K==4.5×10-4(mol/L)2； ③根据热化学方程式可知：该反应正反应是吸热反应，△H＞0，根据平衡移动原理，要得到纯MoO3，平衡要逆向移动，降温使平衡向放热的逆反应方向移动，故降低温度有利于平衡逆向移动，则纯MoO3应在低温区得到； （2）苦卤中Mo、Mg元素的含量比海水高，和直接用海水相比，利用苦卤可降低冶炼成本。贝壳灼烧分解产生CaO、CO2，CO2气体逸出，煅烧贝壳所得的物质A为CaO，CaO可与水反应生成Ca(OH)2，Mg(OH)2溶解度比Ca(OH)2小，Ca(OH)2易转化为Mg(OH)2； （3）①MgCl2是强酸弱碱盐，加热促进MgCl2水解，水解产物HCl易挥发导致水解程度进一步增大。若直接加热得到Mg(OH)2，Mg(OH)2分解后得MgO； ②为抑制MgCl2，并及时带走MgCl2·6H2O加热时产生的水蒸气，需在HCl气流中加热。 8．(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)已知A和B反应的化学方程式为。回答下列问题： (1)下图是反应在不同温度下A的转化率随时间变化的曲线。 ①该反应的 （填“>”“<”或“=”）0。该反应在 （填“高温”“低温”或“任意条件”）下可以自发进行。 ②在温度下，向体积为1L的密闭容器中，充入1mol和2mol，测得和的浓度随时间变化如图所示。则0~10min该反应的化学反应速率为 mol·L-1·min-1。 ③若容器容积不变，下列措施可增加A转化率的是 （填字母）。 a．升高温度        b．将从体系中分离 c．使用合适的催化剂        d．充入He，使体系总压强增大 (2)在容积为1L的恒容密闭容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃条件下的上述反应。三种温度下B与A的物质的量之比与A平衡转化率的关系如图所示。曲线z对应的温度是 ℃；该温度下，若反应物A的物质的量为1mol，则该反应的化学平衡常数为 （用分数表示）。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为、、，则、、的大小关系为 。 【答案】(1) < 低温 0.15 b (2) 270 【详解】（1）①由图1可知，T2先达到平衡，则T2＞T1，升高温度，A的转化率降低，即平衡逆向移动，而温度升高，平衡向吸热的方向移动，因此该反应为放热反应，△H＜0；该反应△S＜0，要使反应自发，∆G=△H-T△S＜0，因此要在低温下进行； ②A为反应物，图中减少的曲线为A，0-10min内v(A)===0.075mol/(L∙min)，v(B)=2v(A)=0.15mol/(L∙min)； ③a．升高温度，平衡逆向移动，A的转化率减小，a不符合题意； b．将C(g)从体系中分离，减小了生成物的浓度，平衡正向移动，A的转化率增大，b符合题意； c．使用合适的催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，A的转化率不变，c不符合题意； d．充入He，使体系总压强增大，但各物质的浓度不变，平衡不移动，A的转化率不变，d不符合题意； 故选b； （2）该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低，因此x曲线为230°C，y曲线为250°C，z曲线为270°C；在270°C时，a点=2.5，A的转化率为50%，列出三段式： 平衡常数K===；a、b两点在同一曲线上，温度相同为270℃，平衡常数相同，c点温度为230℃，温度越高，平衡常数越小，因此有K1=K2＜K3。 9．(23-24高二上·山西太原·期末)的资源化有利于实现“碳中和”，利用氧化烷烃可制得烯烃。以和乙苯()为原料合成苯乙烯()为例，涉及以下反应： I．(g)+ Ⅱ．(g) 回答下列问题： (1)写出与反应生成和的热化学方程式： 。 (2)下列说法正确的是_______。(填字母) A．当时，反应Ⅱ达到平衡状态 B．升高温度，反应Ⅱ的正、逆反应速率都增大 C．增大压强，反应I平衡逆向移动，平衡常数减小 D．反应I加入催化剂，可降低该反应的活化能 (3)在刚性容器中，进料浓度比[(乙苯)：]分别等于1∶5、1∶15、1∶50时，乙苯的平衡转化率随反应温度的变化关系如图所示： 曲线的进料浓度比[(乙苯)：]为 ，判断依据是 。 (4)某温度下，等物质的量的乙苯和在刚性容器内只发生反应Ⅱ，若初始的总压强为，平衡时乙苯的转化率为40%，则平衡时的总压强为 (用表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数) 【答案】(1) (2)BD (3) 1：50 其他条件相同时，(乙苯)/比值减小，相当于增大，反应Ⅱ平衡正向移动，乙苯的平衡转化率增大 (4) 【详解】（1）方程式Ⅱ-I可得：，=； （2）A．未指明速率表示的方向，则不能说明反应Ⅱ达到平衡状态，A错误； B．升高温度，可逆反应的正、逆反应速率都增大，B正确； C．平衡常数只与温度有关，增大压强，K值不变，C错误； D．催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，D正确； 故选BD； （3）进料浓度比(乙苯)∶越小，乙苯的平衡转化率越大，曲线的进料浓度比[(乙苯)∶]为1∶50；理由是其他条件相同时，(乙苯)/比值减小，相当于增大，反应Ⅱ平衡正向移动，乙苯的平衡转化率增大； （4） 某温度下，等物质的量的乙苯和在刚性容器内只发生反应Ⅱ，设乙苯和的物质的量均为x mol，平衡时乙苯的转化率为40%，则平衡时、、(g)、物质的量分别为0.6x mol、0.6x mol、0.4x mol、0.4x mol、0.4x mol，平衡时气体总的物质的量为2.4x mol，恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，平衡时的总压强为=，平衡时、、(g)、分压分别为，反应Ⅱ的平衡常数=。 10．(23-24高二上·山西大同·期末)伴随着我国航天事业的飞速发展，常见推进剂的燃料包括汽油、液肼、液氢的研究成了航天工业中的重要课题。 Ⅰ．已知一定温度下，由元素的最稳定单质生成纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓，用表示。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如下图所示： (1)火箭推进剂可用作燃料，作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为   ；利用以上数据是否能计算出的燃烧热 (填“能”或“否”)。 (2)结合化学反应原理分析，作推进剂燃料与能自发进行反应的原因是 。 Ⅱ．利用“一碳化学”技术可有效实现工业制氢，为推进剂提供了丰富的氢燃料，该工业制氢方法主要涉及以下两个反应： a： b： (3)反应机理如下，请补充其中的一个反应方程式(表示催化剂的活性中心)。 ① ② ③ ④ ⑤ (4)已知为反应的标准压强平衡常数，其表达方法为：在浓度平衡常数表达式中，用各组分气体平衡时的相对分压代替浓度，气体的相对分压等于其分压(单位为)除以标准压力。反应的(为温度)的变化如图所示。 反应的标准压强平衡常数表达式= ，能表示反应的曲线为 。维持温度下，往恒容密闭容器中通入等物质的量的混合气体发生反应，初始压强为，达平衡时体系压强为。该温度下的平衡分压为 (结果保留3位有效数字)。 【答案】(1) 否 (2)该反应是气体体积增大的反应，其，又由于，所以恒成立，在任何温度下均可自发进行 (3) (4) x 21.8 【详解】（1）①根据摩尔生成焓的定义，可得到以下三种物质的摩尔生成焓的热化学方程式： Ⅰ．； Ⅱ．； Ⅲ．； 据盖斯定律4×Ⅲ-（2×Ⅰ+Ⅱ）可得热化学方程式：，其焓变=。燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，水应是液态，所以若要计算的燃烧热，需要确定液态水的生成焓。 （2）根据热化学方程式可知该反应是气体体积增大的反应，所以其，又由于、T>0，所以恒成立，在任何温度下均可自发进行。 （3）据a+2×b得，则a+2×b-①-②-③-⑤可得反应④的方程式为； （4）根据标准压强平衡常数的表达方法，反应的标准压强平衡常数表达式为；由于反应为吸热反应，则温度越高，其平衡常数越大，即越小，其越大，则能表示反应的曲线为；因为反应在反应前后气体体积不变，所以体系压强的改变是反应造成的，设通入的物质的量均为，设该温度下平衡时转化了，根据以上数据，可列出反应的三段式如下：，平衡时体系物质的量的增加量为(a-m)+(a-m)+2m+2m-2a=2m，体系压强增加，则，可得，则转化后的物质的量为，的物质的量为，该反应中生成的的物质的量为，生成的的物质的量为，反应的曲线为，在温度下，反应的，即。反应初始时，反应的浓度商，说明反应向正反应进行。设反应平衡时转化了，根据以上数据，可列出反应的三段式如下，则，解得，达到平衡状态时，体系中的物质的量为，体系中起始气体的总物质的量3amol，增加2mmol，m=0.25a，所以平衡时体系中气体的总物质的量，则的平衡分压为。 11．(23-24高二上·宁夏石嘴山第三中学·期末)神舟十五号顺利发射升空，标志着我国航天事业的飞速发展。 Ⅰ.火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题，常见推进剂的燃料包括汽油液肼(N2H4)、液氢等，具有不同的推进效能。回答下列问题： (1)火箭推进剂可用N2H4作燃料，N2O4作氧化剂，反应的热化学方程式可表示为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H1。 相关物质的摩尔生成焓∆HfHm如下表所示。 物质 N2O4(g) N2H4(l) H2O(g) 摩尔生成焓∆HfHm(kJ/mol) +10.8 +165.8. -242.0 注：一定温度下，由元素的最稳定单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓，用∆HfHm表示。如N2H4(1)的摩尔生成焓：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ∆HfHm =+165.8kJ/mol ①∆H1= kJ/mol。 ②结合化学反应原理分析，N2H4(l)作推近剂燃料可与N2O4(g)自发进行反应的原因是 。 (2)火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如下图所示，分析其反应机理。 该历程分步进行，其中氢氧燃烧决速步对应的反应方程式为 。 Ⅱ.在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p=0.9p0， (3)则NO的平衡转化率α(NO)= (结果保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp= (用含p0的代数式表示) 【答案】(1) -1310.48kJ/mol 该反应，，一定小于0，故该反应能自发进行 (2)或 (3) 33.3% 【详解】（1）①根据表格中相关物质的摩尔生成焓，有： ①N2(g)+2O2(g)= N2O4(g) +10.8 kJ/mol ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ∆H=+165.8kJ/mol ③H2(g)+O2(g)= H2O(g)  ∆H=-242.0kJ/mol 根据盖斯定律，4③-①-2②可得2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) 则∆H1=4(-242.0kJ/mol)- 10.8 kJ/mol-2165.8kJ/mol=-1310.48kJ/mol； ②由上述分析可知，2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H1=-1310.48kJ/mol，该反应，，一定小于0，故该反应能自发进行； （2）该反应历程中第一步活化能最大，为决速步反应，反应方程式为：或； （3）根据题意列三段式： 反应达到平衡，此时压强p=0.9p0，压强与物质的量成正比，即==0.9，解得x=0.5mol，转化率α(NO)=×100%=33.3%，平衡常数KP=，P(H2)=×p，P(NO)=×p，P(N2)=×p，P(H2O)=×p，KP===。 地 城 考点02 影响化学平衡的因素 12．(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)已知反应的，。在恒容密闭容器中反应达到平衡时，若升高体系温度，下列说法正确的是 A．增大 B．平衡常数K增大 C． D．混合气体的平均相对分子质量变大 【答案】C 【详解】A．不受平衡移动的影响，故A错误； B．温度升高，平衡逆向移动，K值减小，故B错误； C．化学反应速率之比等于化学计量数之比，故C正确； D．混合气体质量不变，物质的量增大，平均摩尔质量减小，故D错误； 答案选C。 13．(24-25高二上·陕西汉中普通高中十校联盟·期末)O3是一种理想的脱硝剂，其脱硝反应之一为  ΔH。在某恒容密闭容器中充入一定量的O3和NO，在不同温度下测得c(N2O5)与时间的关系如图所示，下列说法正确的是 A．温度：T1>T2 B．ΔH>0 C．平衡常数：K(T1)<K(T2) D．反应速率：va(正)>vb(逆) 【答案】D 【详解】A．图中T2曲线先达到平衡状态，则温度T2＞T1，A错误； B．由图像分析之， T2＞T1，升高温度，c(N2O5)的浓度减小，平衡向逆反应方向进行，该反应为放热反应，ΔH<0，B错误； C．温度T2＞T1，升高温度，c(N2O5)的浓度减小，平衡向逆反应方向进行，该反应为放热反应，升高温度，K值减小，则平衡常数：K(T1)>K(T2)，C错误； D．a点反应未达到平衡，反应在正向移动且正反应速率在减小逆反应速率在增大，但逆反应速率始终小于正反应速率直到平衡时二者相等，反应速率：va(正)>vb(逆)，D正确； 故选D。 14．(23-24高二上·山西大同·期末)乙苯气体分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯气体的反应历程及相对能量关系如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注)，下列有关说法正确的是 A．总反应方程式为： B．步骤Ⅰ的反应速率比步骤Ⅱ慢 C．上述历程中，从能量角度分析状态最活泼 D．高温高压的条件有利于提高乙苯的平衡转化率 【答案】A 【详解】A．总反应方程式为，A正确； B．活化能越高，反应速率越慢，因此步骤Ⅰ的反应速率比步骤Ⅱ快，B错误； C．能量越低越稳定，因此状态最稳定，C错误； D．总反应正向吸热，气体物质的量增加，因此高温低压的条件可提高乙苯的平衡转化率，D错误； 故选A。 15．(23-24高二上·宁夏固原·期末)在容积可变的密闭容器中通入一定量的X，发生反应： 。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如表所示：                                 1 2 4 100 1.00 0.75 0.53 200 1.20 0.90 0.63 300 1.30 1.00 0.70 下列说法正确的是 A． B． C．温度不变，压强增大，Y的体积分数减少 D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 【答案】C 【详解】A．当温度不变时，随着容器体积的扩大，Y物质的浓度不断减小，若平衡不发生移动，在某温度时，容器为2 L时Y的浓度应为1 L时的，但由图表可知事实上容器为2 L时Y的浓度大于1 L时的，即随着容器体积的扩大，压强的减小，平衡正向移动，故m<n+1，A错误； B．当容器体积不变时，随着温度的升高，Y物质的浓度增大，即平衡正向移动，正反应为吸热反应，Q>0，B错误； C．若保持温度不变，增大压强，平衡应向体积减小的方向移动，即逆向移动，Y的质量分数减小，C正确； D．当容器体积不变时，随着温度的升高，Y物质的浓度增大，即平衡正向移动，D错误； 故选C。 16．(24-25高二上·陕西汉中普通高中十校联盟·期末)人类走进科技时代之后，工业以及人类活动排放出的二氧化碳，成为了破坏生态环境的主要力量，而将CO2转化为其他能源并利用，是我国能源领域的一个重要战略方向。在CO2与H2催化合成甲醇(CH3OH)的体系中，同时存在以下反应： 反应i：  ΔH1=+40 kJ/mol 反应ii：  ΔH2=-80 kJ/mol 反应iii：CO2与H2在物质的量1：3时合成CH3OH(g)和H2O(g)   ΔH3 (1)写出反应iii的热化学方程式 ；若要反应iii正向自发进行， (填“高温”或“低温”)更有利。 (2)某温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入容积不变的1 L密闭容器中，初始总压为8 MPa，只发生反应iii，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表： 时间/h 1 2 3 4 5 P后/P前 0.92 0.85 0.79 0.75 0.75 ①用CO2表示前2h的平均反应速率v(CO2)= mol·L-1·h-1。 ②该条件下的分压平衡常数为Kp (MPa)-2(结果用分数表示，用平衡分压代替平衡浓度计算Kp，分压=总压×物质的量分数)。 (3)①对于反应i：，其中k正、k逆分别为正反应、逆反应的速率常数。若升高温度， (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②对于反应ii：恒温恒容下，反应达到平衡后，若要提高甲醇的平衡产率同时加快反应速率，可采取的措施是 A．充入氦气　　　B．加入催化剂　　　C．充入氢气　　　D．及时分离甲醇 (4)初始压强为10 MPa时，向恒容的密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2发生上述三个反应，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(图中Y代表的物质为CH3OH)。已知：CO2的平衡转化率：。甲醇的选择性：。 ①图中X代表的物质为 (填化学式)。 ②270℃时，甲醇的选择性为 。 【答案】(1) ΔH3=-40 kJ·mol-1 低温 (2) 0.15 (3) 减小 C (4) CO 50% 【详解】（1）根据盖斯定律，反应i+反应ii得反应iii：，；该反应的，，由得该反应在低温下正向自发进行； （2）①列三段式：，在反应2h后，总气体物质的量为(4-2x)mol，由表可知2h后，根据公式可知，，所以，，在这2h内CO2共反应了0.3mol，； ②由表可知平衡时，，列三段式：， ，，； （3）①当反应ⅰ处于平衡时，，，，反应ⅰ的，正向吸热，升高温度，K增大，故增大，减小； ②A．充入氦气不影响化学平衡及速率，A错误； B．加入催化剂不影响化学平衡但加快化学反应速率，B错误； C．充入氢气化学平衡正向移动，化学反应速率加快，C正确； D．及时分离甲醇化学平衡正向移动，化学反应速率减慢，D错误； 故选C； （4）①达到平衡时，三个反应同时存在，升高温度，反应ⅰ正向进行，反应ⅱ逆向进行，CO的物质的量分数均增加，故X代表的物质是CO，反应ⅱ、ⅲ均逆向进行，CH3OH的物质的量分数减少，反应ⅲ中H2O和CH3OH减少的物质的量相同，但反应ⅰ正向进行，H2O的物质的量增加，故H2O的物质的量分数减少的程度比CH3OH的减小的程度小，故Y为CH3OH，Z为H2O； ②由图可知，270℃时，CO和CH3OH物质的量分数相等，根据原子守恒，参加反应的CO2有50%转化为CO，50%转化为CH3OH，故CH3OH的选择性为50%； 17．(23-24高二上·山西吕梁·期末)回答下列问题。 I．2021年1月7日，我国首个探明储量超千亿方的深层页岩气田-中国石化西南石油局威荣页岩气田一期项目全面建成，对促进成渝地区双城经济圈建设具有重要意义。回答下列问题： (1)页岩气主要成分是甲烷。已知25℃，时甲烷的燃烧热。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式： 。 (2)用甲烷可以合成乙烯：  ，该反应在 下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。 Ⅱ．在催化剂作用下由CO2和H2可直接合成乙烯：  △H (3)关于该反应，下列叙述正确的是 (填字母序号)。 a．恒容下达平衡状态时，再充入少量氨气，正、逆反应速率不变 b．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态 c．当反应达平衡状态时， d．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大 e．若断裂4molC=O，同时生成6molH-H，说明反应达到平衡状态 f．单位时间内生成2nmolH2O的同时生成nmolC2H4，说明反应达到平衡状态 g．恒容绝热容器中，容器内的温度不再变化，说明反应达到平衡状态 (4)在体积为2L的恒容密闭容器中，加入4molCO2和12molH2，在催化剂作用下发生直接合成乙烯的反应，测得温度对CO2的平衡转化率影响如图所示。 ①200℃时，该反应的化学平衡常数K= (精确到小数点后两位)。 ②该反应的△H 0(填“＜”、“＞”或“=”)，请结合平衡移动原理简述理由 。 ③若不使用催化剂，则200℃时CO2的平衡转化率位于图中 点(填“a”、“b”、“c”或“d”)。 【答案】(1)   (2)高温 (3)abeg (4) 0.01 ＜ 温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，所以该反应的△H＜0 a 【详解】（1）25℃，时，甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧热的热化学方程式为  。 （2）该反应的，且反应的，自发进行的条件：，故该反应高温时自发进行。 （3）a．恒容，再充入少量氦气，不改变生成物和反应物浓度(分压)，正、逆反应速率不变，a正确； b．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，各物质的物质的量不变，反应达平衡状态，b正确； c．反应速率之比等于化学计量数之比，当反应达平衡状态时，，c错误； d．恒温下缩小容器体积，单位体积内的活化分子数增多，但反应物的活化分子百分数不变，d错误； e．断裂4molC=O，表示消耗2mol CO2；生成，表示生成6 mol H2，说明反应达到平衡状态，e正确； f．单位时间内生成2n mol H2O的同时生成n mol C2H4，都代表，f错误； g．绝热容器中，容器内的温度不再变化，能够说明反应达到平衡状态，g正确； 故选abeg。 （4）①在体积为2L的恒容密闭容器中，加入4molCO2和12molH2，在催化剂作用下发生直接合成乙烯的反应，测得CO2的平衡转化率为50%，则可建立如下三段式： 平衡常数K=≈0.01。 ②由图可知，温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，△H＜0。结合平衡移动原理简述理由为：温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，所以该反应的△H＜0。 ③使用催化剂，能加快反应速率，但不影响平衡转化率，故不使用催化剂，200℃时CO2的平衡转化率位于图中的a点。 【点睛】使用催化剂，可加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但不改变反应物的平衡转化率。 18．(23-24高二上·宁夏银川新协作体·期末)化学反应是学习化学的重要理论依据，现有以下问题请回答： 如图，催化加氢可合成二甲醚，发生的主要反应有： 反应Ｉ： 反应Ⅱ： 向恒压的容器中充入和，若仅考虑上述反应，平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图中实线所示。的选择性。 (1)反应Ⅱ为 (填“吸热反应”或“放热反应”)，图中曲线 表示平衡时的选择性。 (2)温度高于，随着温度的升高，的平衡转化率如图所示变化的原因是 ，平衡时的转化率随温度的变化 (填“可能”或“不可能”)如图中虚线④所示。若达到平衡后，再充入和，重新达到平衡时的体积分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)时，在催化剂作用下与反应一段时间后，测得的选择性为(图中点)。不改变反应时间和温度，一定能提高选择性的措施有 ，反应状态达B点时，容器中为 mol。 【答案】(1) 吸热反应 ② (2) 反应的，反应的；温度升高使转化为平衡转化率下降，使转化为平衡转化率升高(或“温度升高反应的减小，反应Ⅱ的增大”)；且升高幅度超过下降幅度 不可能 不变 (3) 增大压强、使用对反应I活性更高的催化剂 【详解】（1）反应Ⅱ的ΔH2＞0，为吸热反应；因反应Ⅰ放热，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，故答案为：吸热反应；②； （2）温度高于300℃，随温度升高，温度变化对反应Ⅱ的影响大于对反应工的影响(以反应Ⅱ为主)，而反应Ⅱ为吸热反应，随温度升高，平衡正向移动，所以CO2转化率增大；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，所以不可能；达平衡后，再充入1molCO2和3molH2，因是恒压容器，再次达到的平衡与原平衡是等效平衡，H2的体积分数不变，故答案为：反应Ⅰ的ΔH1＜0，反应Ⅱ的ΔH2＞0，温度升高使CO2 转化为CH3OCH3 平衡转化率下降，使CO2转化为CO的平衡转化率升高，且升高幅度超过下降幅度；不可能；不变； （3）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；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%=，n(CH3OCH3)=mol,故答案为：增大压强、使用对反应Ⅰ活性更高的催化剂；。 19．(23-24高二上·宁夏育才中学·期末)生态文明建设的重点之一是推动绿色低碳发展，作为重要碳源可用于合成甲醇等有机燃料。在某催化剂下加氢合成的反应： (1)上述反应能自发进行，则△S 0，△H 0(填“>”、“<”或“=”)。 (2)某温度下，向一定体积的恒容密闭器中通入1mol和3mol，体系达到平衡时的转化率为20%。 ①以下能说明该反应已达到平衡状态的是 。 A．混合气体的平均相对分子质量不变 B．体系中，且保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．单位时间内有nmolH-H断裂，同时有nmolO-H断裂 ②该温度下，反应的平衡常数 (用物质的量分数代替浓度计算)。 (3)若该反应在恒压体系中进行，能提高转化率的措施有 (写一条)。 (4)将气体体积比为1：1的和混合气体按相同流速通过反应器，的转化率[α()]随温度和压强变化的关系如图所示： 已知：该反应的催化剂活性受温度影响变化不大 ①p1 p2(填“>”、“<”或“=”)。 ②分析236℃后曲线变化的原因是 。 【答案】(1) ＜ ＜ (2) AD 或0.046875或0.047 (3)增加CO2浓度、分离出产物、降低温度等 (4) > 该反应为放热反应，反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，CO2转化率减小 【详解】（1）能自发进行，则有∆H-T∆S<0，正反应是反应前后气体分子数减少的过程，可知∆S小于0，那么就必须有∆H小于0； （2）①A．气体总物质的量减小，总质量恒定不变，气体平均相对分子质量会随反应进行不断增大，如果气体平均相对分子质量不变，则说明达到平衡，A正确； B．按照充入了二氧化碳和氢气，二者的系数比也是，所以不论什么时候，体系中二氧化碳和氢气的物质的量之比都是，无法判断是否平衡，B错误； C．气体总质量恒定，体积恒定，密度就恒定，不能根据密度判断平衡，C错误； D．达到平衡时，3n mol氢气分子中H-H键断裂，产物就有n mol甲醇和n mol水发生转化，n mol甲醇含有n molO-H键，n mol水含有2n molO-H键，共断裂3n molO-H键，D正确； 答案选AD； ②二氧化碳平衡转化率是20%，就生成0.2mol甲醇和0.2mol水蒸气，二氧化碳剩余0.8mol，氢气剩余2.4mol，各气体的物质的量分数分别是CO2：，H2：，甲醇和水蒸气 ，则，约为0.046875或0.047； （3）该反应在恒压体系中进行，要提高转化率，则要使平衡正向移动，可采取的措施有增加CO2浓度、分离出产物、降低温度等； （4）①正反应是气体总物质的量减小的过程，压强大有利于反应正向进行，二氧化碳的转化率就高，所以p1>p2； ②236℃后，反应速率快，在这段时间内反应达到平衡，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆移，二氧化碳转化率降低。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $