题型01 化学反应热效应和化学平衡（期末真题汇编，天津专用）高二化学上学期

题型01 化学反应热效应与化学平衡 1．(24-25高二上·天津和平区·期末)某反应过程的能量变化如图所示，请填空。 (1)反应过程 (填“a”或“b”)有催化剂参与。 (2)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)， (用m、n表示)。 【答案】(1)b (2) 放热 【详解】（1）催化剂能降低反应的活化能，从图中分析，两曲线始态和终态能量分别相同，曲线b的活化能较低，说明反应过程b有催化剂参与。 （2）从图中分析可知，该反应反应物总能量高于生成物总能量，反应放出热量；=生成物的总能量－反应物的总能量，则； 2．(24-25高二上·天津红桥区·期末)氢能是一种清洁能源，按照生产过程中的碳排放情况分为灰氢、蓝氢和绿氢。 (1)煤的气化制得灰氢：。该反应的平衡常数表达式 。该方法生产过程有排放。 (2)甲烷水蒸气催化重整制得蓝氢，步骤如下。 Ⅰ．的制取： ①为提高反应速率且提高的平衡转化率，可采取的措施有 （写出一条即可）。 Ⅱ．的富集： ②已知时，该反应的平衡常数。在容积不变的的密闭容器中，将与混合加热到，反应达平衡时的转化率为 。 Ⅲ．下图表示不同温度条件下，平衡转化率随着的变化趋势。 ③判断、和的大小关系： 。 (3)热化学硫碘循环分解水制得绿氢，全程零碳排放。反应如下： 反应i： 反应ii： 反应iii：…… 反应i~iii循环实现分解水： 。 写出反应iii的热化学方程式 。 【答案】(1) (2) 增大水蒸气浓度或升高温度 80% (3)   【详解】（1）平衡常数等于生成物平衡浓度系数次方之积与反应物平衡浓度系数次方之积的比；则该反应的平衡常数表达式； （2）①提高CH4的平衡转化率，可以从温度、压强，浓度角度来思考，为吸热的气体分子数增大的反应，可采取的措施有增大水蒸气浓度、升高温度、减小压强等； ②已知830℃时，该反应的平衡常数K=1。在容积不变的密闭容器中，将2molCO与8molH2O混合加热到830℃，建立三段式： ，反应为气体分子数不变的反应，可以用物质的量代替物质浓度，则，解得a=1.6，则反应达平衡时CO的转化率80%； ③反应为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡逆向移动，CO转化率降低，因此温度高低为：； （3）总反应为i~iii循环实现分解水：，由盖斯定律，总反应-2×反应i-反应ii得反应：，则反应iii为：  。 3．(24-25高二上·天津南开中学·期末)完成下列问题。 Ⅰ．已知几种化学键的键能和热化学方程式如下： 化学键 键能(kJ/mol) a b c x d (1)  kJ/mol，则 。 Ⅱ．工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：   (2)判断反应达到平衡状态的依据是_______ A．生成的速率与消耗CO的速率相等 B．混合气体的密度不变 C．混合气体平均相对分子质量不变 D．、CO、浓度都不再发生变化 (3)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数K。 温度 250℃ 300℃ 350℃ K 2.041 0.270 0.012 ①由表中数据判断该反应 (填“>”、“=”或“<”)0。 ②某温度下，将2molCO和6mol充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得mol/L，则CO的转化率为 ，此时的温度为 。 (4)要提高CO的转化率，可以采取的措施是 。 a．升温  b．加入催化剂  c．增加CO的浓度`  d．加入加压  e、加入惰性气体加压  f．分离出甲醇 Ⅲ．利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变，故可实现的连续转化。 (5)电解过程中向 (填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。 (6)铂电极产生的气体是 。 (7)多晶铜电极上的电极反应式为 。 【答案】(1) (2)CD (3) ①<② 80% 250℃ (4)df (5)铂 (6)和 (7) 【详解】（1）反应物总键能-生成物总键能，可得4a+b+2c-(x+4d)=-e，x=； （2）A．生成的速率与消耗CO的速率均代表正反应速率，不能断反应达到平衡状态，A错误； B．恒容密闭容器中，根据质量守恒，气体密度是定值，混合气体的密度不变，不能断反应达到平衡状态，B错误； C．混合气体平均相对分子质量为，该反应为非等体积反应，混合气体平均相对分子质量不变，能断反应达到平衡状态，C正确； D．、CO、各组分浓度都不再发生变化，能断反应达到平衡状态，D正确； 故选CD； （3）①由表中数据，温度升高，K值减小，说明升温，平衡逆向移动，该反应<0； ②CO和起始浓度分别为1mol/L、3mol/L，达到平衡时测得mol/L，则CO的转化率为=80%；CO的转化量为0.8mol/L，平衡时CO、、浓度分别为0.2mol/L、1.4mol/L、0.8mol/L，K=，此时的温度为250℃； （4）a.该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，故错误；         b.催化剂对平衡移动无影响，故错误；         c.增加CO的浓度，平衡向正反应方向移动，但CO的转化率降低，故错误； d.加入H2加压，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，故正确； e.加入惰性气体加压，参加反应的气体压强不变，平衡不移动，故错误；     f.分离出甲醇，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，故正确； 故选df； （5）利用多晶铜高效催化电解制乙烯，在阴极发生还原反应生成乙烯，可知多晶铜电极为阴极，铂电极为阳极，电解过程中阴离子向阳极移动，向铂电极方向移动； （6）铂电极为阳极，铂电极为惰性电极，阳极反应为，生成氧气，氢离子浓度增大，与反应生成二氧化碳； （7）多晶铜电极为阴极，在阴极发生还原反应生成乙烯，电极反应式为。 4．(24-25高二上·天津南开区·期末)氮及其化合物在工农业生产，生活中有着重要作用。合成氨工业：，其化学平衡常数与温度的关系如下表所示。 T/℃ 200 300 400 K 0.5 回答下列问题： (1)比较、的大小： （填“>”“<”或“=”）。 (2)400℃时，反应的化学平衡常数的值为 。当某一时刻和、的物质的量浓度分别为、和时，则此时该反应 （填“>”“<”或“=”）。 (3)在恒温，恒容的密闭容器中，下列能作为合成氨反应达到平衡的依据的是 （填序号）。 a．        b．混合气体的密度保持不变 c．容器内压强保持不变        d．、、的浓度之比为1：3：2 (4)工业生产中为了提高合成氨反应中的转化率，一般会加入稍过量的，这样的转化率会 （填“增大”“减小”或“无影响”）。 (5)已知反应、分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量，则分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。 (6)下图是和1molCO反应生成和NO过程中能量变化示意图，其中，写出和CO反应的热化学方程式： 。 【答案】(1)> (2) 2 > (3)c (4)减小 (5)1112.5 (6) 【详解】（1）该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1＞K2； （2）400℃时，反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数K的值和反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数呈倒数，所以，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，400℃时，浓度商Qc=，说明反应正向进行，因此有v(N2)正＞v(H2)逆； （3）N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H＜0，反应是气体体积减小的放热反应； a．不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3υ正(N2) =υ逆(H2)是平衡状态，υ正(N2) =3υ逆(H2)不是平衡状态，故a错误； b．如果是在密闭容器中反应，质量不变，体积不变，密度始终不变，故b错误； c．容器内压强不变，气体的物质的量不变，该反应达平衡状态，故c正确； d．容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，不能证明正逆反应速率相等，故d错误； 故答案为：c； （4）工业生产中为了提高合成氨反应中H2的转化率，一般会加入稍过量的N2，这样做N2的转化率会减小； （5）已知反应2N2O(g)⇌2N2(g)+O2(g)△H=-163kJ•mol-1，设1mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为x，则-163kJ/mol=(2x-2×945kJ/mol-498kJ/mol)，解得x=1112.5kJ； （6）如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，反应焓变△H=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，反应的热化学方程式为：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol。 5．(24-25高二上·天津部分区·期末)甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。 Ⅰ.汽油的主要成分之一是辛烷[]。甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料 (1)已知：，时，辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出热量。该反应的热化学方程式为 。 (2)以和为原料合成甲醇，反应的能量变化如图所示。 ①补全图：图中处应填入 。 ②该反应需要加入铜—锌基催化剂。加入催化剂后，该反应 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 Ⅱ．已知：反应，某温度下，在的密闭容器中投入一定量的和，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (3)经测定，前内， ，则该反应的化学方程式为 。 (4)从反应开始到内，的转化率为 。 (5)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是 。 ①升高温度        ②保持压强不变，充入 ③保持体积不变，充入    ④增加的浓度 (6)下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 a．混合气体的总物质的量不随时间变化而变化 b．单位时间内每消耗，同时生成 c．混合气体的密度不随时间变化而变化 d．混合气体的平均相对摩尔质量不随时间变化而变化 【答案】(1)C8H18(l)+O2(g)═8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ/mol (2) 1mol CO2(g)+3mol H2(g) 不变 (3) 0.075mol•L-1•s-1 3A(g)+B(g)⇌2C(g) (4)75% (5)①④ (6)ad 【详解】（1）已知：25℃、101kPa时，0.2mol辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出1103.6kJ热量，则1mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出热量==5518kJ，反应的热化学方程式为：C8H18(l)+O2(g)═8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ/mol； （2）①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应生成1mol甲醇和1mol水，根据质量守恒，需要1mol二氧化碳和3mol氢气，因此图中A处应填入1mol CO2(g)+3mol H2(g)； ②加入催化剂，不能改变反应的焓变，因此ΔH不变； （3）==0.075mol•L-1•s-1；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；反应开始至平衡时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(g)+B(g)⇌2C(g)； （4）由图像可知，从反应开始到12s内，A的转化率为=75%； （5）①升高温度，化学反应速率加快，故①符合； ②保持压强不变，充入He，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，故②不符合； ③保持体积不变，充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故③不符合； ④增加A的浓度，化学反应速率加快，故④符合； 故答案为：①④； （6））a．该反应前后气体物质的量会改变，则混合气体的总物质的量不随时间变化而变化时，说明该反应达到化学平衡状态，故a符合题意； b．单位时间内每消耗3mol A，同时生成2mol C，表示的都是正反应速率，故不能据此判断反应是否达到平衡，故b不符合题意； c．根据质量守恒定律，该反应前后气体质量m(g)不变，恒容条件下，由ρ=知密度始终不改变，所以不能据此判断反应是否达到平衡，故c不符合题意； d．该反应前后气体质量m(g)不变、物质的量n(g)会改变，由知混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化时，说明该反应达到化学平衡状态，故d符合题意； 故答案为：ad。 6．(24-25高二上·天津河东区·期末)定量分析是化学实验中重要的组成部分： (1)某实验小组设计用的溶液与的盐酸置于如下图所示的装置中进行测定中和热的实验。 ①从实验装置上看，还缺少 。 ②该实验小组做了三次实验，每次取盐酸和溶液各，并记录如下原始数据： 实验序号 起始温度 终止温度 温差 盐酸 溶液 平均值 1 25.1 24.9 25.0 28.3 3.3 2 25.1 25.1 25.1 28.5 3.4 3 25.1 25.1 25.1 28.6 3.5 已知盐酸、溶液密度均近似为，中和后混合液的比热容，则该反应的中和热 ；(计算结果保留1位小数) ③用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。(填“偏大”“偏小”“无影响”) (2)某学生用的标准溶液测定某市售白醋的含酸量(国家标准规定酿造白醋中醋酸含量不得低于)，其操作分解为如下几步： A．移取待测白醋注入洁净的锥形瓶，并加入2~3滴酚酞 B．调节液面至“0”或“0”以下某一刻度，记下读数 C．把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液 D．取标准溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上 E．用标准溶液润洗碱式滴定管2~3次 F．把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度 ①正确操作步骤的顺序是(填字母)A→ →F； ②若无上述E步骤操作，则测定结果会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)； ③在A步骤之前，若先用待测液润洗锥形瓶，则对滴定结果的影响是 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)； ④到达滴定终点的现象是 ； ⑤滴定至终点消耗溶液，则该白醋中醋酸含量为 ，由此可知该白醋是否符合国家标准。 【答案】(1) 环形玻璃搅拌棒 偏小 (2) EDCB 偏高 偏高 当滴入最后半滴NaOH溶液时，溶液由无色恰好变为浅红色，且在半分钟内不褪色 0.036 【详解】（1）①由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒； ②该实验测得平均温差为3.4℃，；该实验数据测出的中和热； ③若改用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，由于氨水电离会吸收热量，因此温度差减小，测得的中和热数值会偏小。 （2）①正确操作步骤的顺序是：润洗→装液→排气泡→调液面→记录数据→开始滴定，因此正确操作为EDCB。 ②若不用标准溶液润洗碱式滴定管，NaOH溶液被稀释，滴定用到的NaOH溶液体积偏大，根据计算，测定结果偏高； ③若先用待测液润洗锥形瓶，醋酸的物质的量变大，则滴定结果偏高； ④到达滴定终点的现象是：当滴入最后半滴NaOH溶液时，溶液由无色恰好变为浅红色，且在半分钟内不褪色； ⑤c(CH3COOH)=，故原酿造食醋中醋酸含量为。 7．(24-25高二上·天津四校联考·期末)在复合组分催化剂作用下，通过反应，可实现硫的回收，从而减轻环境污染。 已知：①   ②   ③   (1)的燃烧热的热化学方程式为： 。 (2)某温度下，向容积为的密闭容器中充入和，发生反应①，、、的物质的量随反应时间的变化情况如图所示。 ①反应开始至达到平衡时，平均反应速率 ；该温度下，该反应的平衡常数 。 ②5min时，改变的外界条件可能是 (填字母)。 A．升高温度    B．降低温度    C．充入    D．加入催化剂 ③下列物理量不再改变时，一定能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A．    B．    C．容器中气体的密度    D．和的浓度之和 (3)为研究某催化剂的催化活性与温度的关系，在其他条件相同时，改变反应温度，经过相同时间后测得正反应速率如下图所示。B点至C点反应速率变化的原因可能是 。 【答案】(1)   (2) (或) AD AC (3)温度过高时催化剂的催化活性降低 【详解】（1）已知：①   ②   ③   由盖斯定律可知，①＋②×2－③×2可得方程式，的燃烧热的热化学方程式为：  。故答案为：  ； （2）①反应开始至达到平衡时，平均反应速率 v(SO2)== ；该温度下 该反应的平衡常数 =(或)。故答案为：；(或)； ②由图可知，5min时，各物质的量没有瞬间改变，但是后续反应速率加快，升高温度、加入催化剂都会加快反应速率，故改变的外界条件可能是AD。故答案为：AD； ③A．不变说明平衡不再移动，反应达到平衡状态，A正确； B．不确定两者的投料比，不确定 不变时反应是否达到平衡，B错误； C．容器体积不变，气体质量随反应进行发生改变，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡；C正确； D．反应中CH4和CO2的系数比相等，反应甲烷的量等于生成二氧化碳的量，两者浓度之和是个定值，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故答案为：AC； （3）一般而言，升高温度，反应速率会加快，但图中B→C的过程中，随着温度升高，正反应速率在不断减小，B点至C点反应速率变化的原因可能是温度过高时催化剂的催化活性降低。故答案为：温度过高时催化剂的催化活性降低。 8．(24-25高二上·天津河东区·期末)二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。 (1)已知： ① ② 则与反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为 。 (2)研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇，反应的化学方程式为：。往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4mol，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①、的大小关系是 （填或“>”“<”或“=”）A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是 。 ②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是 （填字母）。 A．        B．的体积分数不再改变 C．混合气体的密度不再改变        D．同一时间内，消耗，生成0.02molCO ③上述投料在、压强下，平衡时的体积分数是 ；平衡常数是 ；平衡后再加入1.0molCO，2mol，1mol，则化学平衡会 （填“正向移动、逆向移动、不移动”）。 ④在、压强时，若压强恒定为p，则平衡常数= （用气体平衡分压代替气体平衡浓度，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式）。 【答案】(1) (2) < BD 400 正向移动 【详解】（1）按盖斯定律，，反应=， （2）①在其它条件相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，由图可知，在相同温度下，CO的平衡转化率：P2时＞P1时，则P1、P2的大小关系是P1＜P2；由图可知，同一压强下，升高温度，CO的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，A、B的温度相同，故KA=KB，C的温度比A和B的高，升高温度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，则A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC由大到小关系：KA=KB＞KC； ②A．不同物质正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比，即v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，能说明反应达到平衡状态，则v正(H2)=v逆(CH3OH)，不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意； B．CH3OH的体积分数不再改变，即CH3OH的浓度不再改变，能说明反应达到平衡状态，B符合题意； C．该反应中所有物质都呈气态，建立平衡的过程中混合气体的质量始终不变，容器容积不变中，混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度不再改变，不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意； D．同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO，说明正、逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，D符合题意；故选BD； ③ H2的体积分数=物质的量分数=0.05÷0.2=25%； 平衡常数K==400； 平衡后再加入1.0molCO，2mol，1mol，Q=＜K，平衡正向移动； 在、压强时，若压强恒定为p，则平衡常数=。 9．(24-25高二上·天津南开区·期末)化学是一门以实验为基础的学科。回答下列问题： Ⅰ．测定锌和一定浓度稀硫酸的反应速率 (1)除下图装置所示的实验用品外，还需要用到的一件实验用品是 。 (2)在测定反应速率时，需要测量并记录的数据是 。 Ⅱ．探究影响化学反应速率的因素 浓度或温度对化学反应速率影响的实验方案如下（假设混合溶液的体积等于混合前几种溶液的体积之和）。 实验编号 反应体系温度 溶液 H2O 溶液 T/℃ ⅰ 20 10.0 0.10 0 10.0 0.50 ⅱ 50 0.10 0.50 ⅲ 20 0.10 4.0 0.50 (3)硫代硫酸钠与硫酸反应的化学方程式为 ，该反应速率的快慢可通过观察 来判断。 (4)实验中 mL。实验ⅰ，ⅲ可探究 对反应速率的影响， mL。 Ⅲ．利用下图装置探究的平衡体系 (5)关闭止水夹，保持温度不变，用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量，则此时反应的甲浓度商Q K（填“>”“<”或“=”），再次达平衡时，甲烧杯中烧瓶内气体颜色比原来 （填“深”“浅”或“不变”），的转化率 （填“增大”“减小”或“不变”）。 (6)打开止水夹，待两侧烧瓶内气体颜色完全相同时，关闭止水夹，向乙烧杯中加入晶体，观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅，则反应的 0（填“>”“<”或“=”）。 【答案】(1)秒表 (2)收集一定量氢气所用的时间 (3) 乳白色浑浊出现所需时间的长短 (4) 10.0 浓度 6.0 (5) < 深 增大 (6)< 【分析】测定反应速率可通过测定产生一定体积气体所用时间或一定时间内产生气体的体积计算；探究外界条件对反应速率的影响应采用控制变量法，即控制单一的反应条件改变，结合速率的快慢得出结论。据此分析解答。 【详解】（1）测定锌和一定浓度稀硫酸的反应速率，可测定一定时间内产生氢气的体积或测定产生一定体积氢气所用的时间计算，因此还需要秒表测定时间； （2）在测定反应速率时，需要测量并记录的数据是收集一定量氢气所用的时间； （3）硫代硫酸钠与硫酸反应生成S和SO2，反应方程式为：；可通过观察乳白色浑浊出现所需时间的长短判断反应速率的快慢； （4）实验i和实验ii温度不同，则实验i和实验ii的目的是探究温度对反应速率的影响，结合单一变量控制，i和ii中各物质的浓度应相等，则=10.0；=0；=10.0；实验ⅰ，ⅲ温度相同，所用硫酸的体积不同，则可探究浓度对反应速率的影响，结合单一变量控制，可知=10.0；10.0+0+10.0=++4.0，=6.0； （5）用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量，，c()增大，浓度商Q<K，平衡正向移动，但最终c()增大，气体颜色比原来深；结合反应可知，增大的量可视为增大压强，有利于反应正向进行，则的转化率增大； （6）晶体溶解是吸收热量，使乙烧杯中温度降低，此时观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅，可知正向进行，则该反应为放热反应，<0。 10．(24-25高二上·天津滨海新区·期末)降低大气中的CO2含量和有效开发利用CO2正成为研究的主要课题，CO2与氢气合成甲醇的反应为： △H＜0，请回答下列问题： (1)该反应的自发条件是 （填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”）。 (2)下列有利于提高CO2转化率的措施有______（填字母）。 A．缩小容器容积，增大压强 B．升温 C．使用催化剂 D．增大H2和CO2的初始投料比 (3)在容积为2 L的恒容密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，在500 ℃时，发生上述反应，10 min后反应达到平衡，测得平衡时。 ①达到平衡时CO2的转化率为 ，前10 min内用H2(g)的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为v(H2)= 。 ②计算该温度下此反应的化学平衡常数K的值为 （保留两位小数）。 ③保持温度不变，平衡后如果将容器的容积扩大到4 L，达到新平衡时，c(CH3OH) 0.375 mol/L（填“＞”、“＜”或“＝”）。 (4)恒温恒容条件下，下列能说明反应已达平衡的是______(填字母)。 A． B．单位时间内生成1 mol H2O(g)的同时生成3 mol H2(g) C．混合气体的密度不随时间而变化 D．容器中混合气体的压强不随时间而变化 (5)以CO2、H2为原料合成CH3OH时，还发生了副反应： 该反应的化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示，请回答下列问题： t/℃ 700 800 830 1000 K 0.6 0.9 1.0 1.7 ①该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应。 ②1000℃时，某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、3 mol/L、3 mol/L，则此时上述副反应的平衡移动方向为 （“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”）。 【答案】(1)低温自发 (2)AD (3) 75% 0.225 5.33 ＜ (4)BD (5) 吸热 逆反应方向 【详解】（1）根据体系的自由能公式△G=△H-T△S＜0时反应能自发进行。反应 △H＜0的正反应是气体体积减小的放热反应，△H＜0，△S＜0，则要使△G=△H-T△S＜0，则反应温度是是低温条件下可自发进行； （2）A．若缩小容器容积，增大压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，导致CO2的转化率提高，A符合题意； B．该反应的正反应是放热反应，在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，因而导致CO2的转化率降低，B不符合题意； C．使用催化剂，能够使正、逆反应速率都增大，且增大的倍数相同，因此化学平衡不移动，所以使用催化剂不能提高CO2的平衡转化率，C不符合题意； D．增大H2和CO2的初始投料比，导致体系的压强增大，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，因此可以使更多CO2反应转化为生成物，因此能提高CO2的平衡转化率，D符合题意； 故合理选项是AD； （3）①根据物质反应转化关系可知：10 min反应达到平衡时反应产生CH3OH的浓度为0.75 mol/L，则会同时反应消耗CO2的浓度为0.75 mol/L，由于容器的容积是2 L，则消耗CO2的物质的量是n(CO2)=0.75 mol/L×2 L=1.5 mol，反应开始时CO2的物质的量是n(CO2)=2 mol，故达到平衡时CO2的转化率为：×100%=75%；根据物质反应转化关系可知：在前10 min内产生CH3OH的浓度为0.75 mol/L，同时消耗H2的浓度为△c(H2)=3×0.75 mol/L=2.25 mol/L，故前10 min内用H2(g)的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为v(H2)== 0.225 mol/(L·min)； ②在反应开始时c(CO2)=1 mol/L，c(H2)=3 mol/L，在10 min反应达到平衡时c(CH3OH)=0.75 mol/L，根据物质反应转化关系可知，同时会产生H2O的浓度c(H2O)=0.75 mol/L，消耗CO2的浓度△c(CO2)=0.75 mol/L，△c(H2)=2.25 mol/L，故平衡时c(CO2)=0.25 mol/L，△c(H2)=0.75 mol/L，因此该温度下是化学平衡常数K==5.33； ③保持温度不变，平衡后如果将容器的容积由2 L扩大到4 L，若平衡不发生移动，则CH3OH的浓度应该是原来的一半，c(CH3OH)==0.335 mol/L，该反应的正反应是气体体积减小的反应，若容器的容积扩大，相当于减小体系的压强，化学平衡向气体体积增大的逆反应方向移动，因此当达到新平衡时，c(CH3OH)＜0.335 mol/L； （4）A．在恒温恒容时，当反应达到平衡时，，因此时反应未处于平衡状态，A不符合题意； B．若单位时间内生成1 mol H2O(g)的同时生成3 mol H2(g)，则反应体系中任何物质的浓度不变，反应处于平衡状态，B符合题意； C．反应在恒温恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则无论反应是否达到平衡状态，体系的密度始终不变，因此不能根据混合气体的密度不变来判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意； D．反应在恒温恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；该反应是正反应是气体体积减小的反应，若反应未达到平衡，随着反应的进行，气体的物质的量减小，气体的压强减小，因此若容器中混合气体的压强不随时间而变化，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态就，D符合题意； 故合理选项是BD； （5）①根据温度与化学平衡常数的关系式可知：升高温度，该反应的化学平衡常数增大，说明升高温度，化学平衡正向移动，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，故该反应的正反应是吸热反应，故△H＞0； ②根据表格数据可知：在1000℃时化学平衡常数K=1.7。若在1000℃时，某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、3 mol/L、3 mol/L，则此时浓度熵Qc==2.25＞1.7，则上述副反应的平衡移动方向为向逆反应方向移动。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型01 化学反应热效应与化学平衡 1．(24-25高二上·天津和平区·期末)某反应过程的能量变化如图所示，请填空。 (1)反应过程 (填“a”或“b”)有催化剂参与。 (2)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)， (用m、n表示)。 2．(24-25高二上·天津红桥区·期末)氢能是一种清洁能源，按照生产过程中的碳排放情况分为灰氢、蓝氢和绿氢。 (1)煤的气化制得灰氢：。该反应的平衡常数表达式 。该方法生产过程有排放。 (2)甲烷水蒸气催化重整制得蓝氢，步骤如下。 Ⅰ．的制取： ①为提高反应速率且提高的平衡转化率，可采取的措施有 （写出一条即可）。 Ⅱ．的富集： ②已知时，该反应的平衡常数。在容积不变的的密闭容器中，将与混合加热到，反应达平衡时的转化率为 。 Ⅲ．下图表示不同温度条件下，平衡转化率随着的变化趋势。 ③判断、和的大小关系： 。 (3)热化学硫碘循环分解水制得绿氢，全程零碳排放。反应如下： 反应i： 反应ii： 反应iii：…… 反应i~iii循环实现分解水： 。 写出反应iii的热化学方程式 。 3．(24-25高二上·天津南开中学·期末)完成下列问题。 Ⅰ．已知几种化学键的键能和热化学方程式如下： 化学键 键能(kJ/mol) a b c x d (1)  kJ/mol，则 。 Ⅱ．工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：   (2)判断反应达到平衡状态的依据是_______ A．生成的速率与消耗CO的速率相等 B．混合气体的密度不变 C．混合气体平均相对分子质量不变 D．、CO、浓度都不再发生变化 (3)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数K。 温度 250℃ 300℃ 350℃ K 2.041 0.270 0.012 ①由表中数据判断该反应 (填“>”、“=”或“<”)0。 ②某温度下，将2molCO和6mol充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得mol/L，则CO的转化率为 ，此时的温度为 。 (4)要提高CO的转化率，可以采取的措施是 。 a．升温  b．加入催化剂  c．增加CO的浓度`  d．加入加压  e、加入惰性气体加压  f．分离出甲醇 Ⅲ．利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变，故可实现的连续转化。 (5)电解过程中向 (填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。 (6)铂电极产生的气体是 。 (7)多晶铜电极上的电极反应式为 。 4．(24-25高二上·天津南开区·期末)氮及其化合物在工农业生产，生活中有着重要作用。合成氨工业：，其化学平衡常数与温度的关系如下表所示。 T/℃ 200 300 400 K 0.5 回答下列问题： (1)比较、的大小： （填“>”“<”或“=”）。 (2)400℃时，反应的化学平衡常数的值为 。当某一时刻和、的物质的量浓度分别为、和时，则此时该反应 （填“>”“<”或“=”）。 (3)在恒温，恒容的密闭容器中，下列能作为合成氨反应达到平衡的依据的是 （填序号）。 a．        b．混合气体的密度保持不变 c．容器内压强保持不变        d．、、的浓度之比为1：3：2 (4)工业生产中为了提高合成氨反应中的转化率，一般会加入稍过量的，这样的转化率会 （填“增大”“减小”或“无影响”）。 (5)已知反应、分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量，则分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。 (6)下图是和1molCO反应生成和NO过程中能量变化示意图，其中，写出和CO反应的热化学方程式： 。 5．(24-25高二上·天津部分区·期末)甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。 Ⅰ.汽油的主要成分之一是辛烷[]。甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料 (1)已知：，时，辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出热量。该反应的热化学方程式为 。 (2)以和为原料合成甲醇，反应的能量变化如图所示。 ①补全图：图中处应填入 。 ②该反应需要加入铜—锌基催化剂。加入催化剂后，该反应 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 Ⅱ．已知：反应，某温度下，在的密闭容器中投入一定量的和，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (3)经测定，前内， ，则该反应的化学方程式为 。 (4)从反应开始到内，的转化率为 。 (5)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是 。 ①升高温度        ②保持压强不变，充入 ③保持体积不变，充入    ④增加的浓度 (6)下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 a．混合气体的总物质的量不随时间变化而变化 b．单位时间内每消耗，同时生成 c．混合气体的密度不随时间变化而变化 d．混合气体的平均相对摩尔质量不随时间变化而变化 6．(24-25高二上·天津河东区·期末)定量分析是化学实验中重要的组成部分： (1)某实验小组设计用的溶液与的盐酸置于如下图所示的装置中进行测定中和热的实验。 ①从实验装置上看，还缺少 。 ②该实验小组做了三次实验，每次取盐酸和溶液各，并记录如下原始数据： 实验序号 起始温度 终止温度 温差 盐酸 溶液 平均值 1 25.1 24.9 25.0 28.3 3.3 2 25.1 25.1 25.1 28.5 3.4 3 25.1 25.1 25.1 28.6 3.5 已知盐酸、溶液密度均近似为，中和后混合液的比热容，则该反应的中和热 ；(计算结果保留1位小数) ③用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。(填“偏大”“偏小”“无影响”) (2)某学生用的标准溶液测定某市售白醋的含酸量(国家标准规定酿造白醋中醋酸含量不得低于)，其操作分解为如下几步： A．移取待测白醋注入洁净的锥形瓶，并加入2~3滴酚酞 B．调节液面至“0”或“0”以下某一刻度，记下读数 C．把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液 D．取标准溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上 E．用标准溶液润洗碱式滴定管2~3次 F．把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度 ①正确操作步骤的顺序是(填字母)A→ →F； ②若无上述E步骤操作，则测定结果会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)； ③在A步骤之前，若先用待测液润洗锥形瓶，则对滴定结果的影响是 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)； ④到达滴定终点的现象是 ； ⑤滴定至终点消耗溶液，则该白醋中醋酸含量为 ，由此可知该白醋是否符合国家标准。 7．(24-25高二上·天津四校联考·期末)在复合组分催化剂作用下，通过反应，可实现硫的回收，从而减轻环境污染。 已知：①   ②   ③   (1)的燃烧热的热化学方程式为： 。 (2)某温度下，向容积为的密闭容器中充入和，发生反应①，、、的物质的量随反应时间的变化情况如图所示。 ①反应开始至达到平衡时，平均反应速率 ；该温度下，该反应的平衡常数 。 ②5min时，改变的外界条件可能是 (填字母)。 A．升高温度    B．降低温度    C．充入    D．加入催化剂 ③下列物理量不再改变时，一定能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A．    B．    C．容器中气体的密度    D．和的浓度之和 (3)为研究某催化剂的催化活性与温度的关系，在其他条件相同时，改变反应温度，经过相同时间后测得正反应速率如下图所示。B点至C点反应速率变化的原因可能是 。 8．(24-25高二上·天津河东区·期末)二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。 (1)已知： ① ② 则与反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为 。 (2)研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇，反应的化学方程式为：。往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4mol，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①、的大小关系是 （填或“>”“<”或“=”）A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是 。 ②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是 （填字母）。 A．        B．的体积分数不再改变 C．混合气体的密度不再改变        D．同一时间内，消耗，生成0.02molCO ③上述投料在、压强下，平衡时的体积分数是 ；平衡常数是 ；平衡后再加入1.0molCO，2mol，1mol，则化学平衡会 （填“正向移动、逆向移动、不移动”）。 ④在、压强时，若压强恒定为p，则平衡常数= （用气体平衡分压代替气体平衡浓度，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式）。 9．(24-25高二上·天津南开区·期末)化学是一门以实验为基础的学科。回答下列问题： Ⅰ．测定锌和一定浓度稀硫酸的反应速率 (1)除下图装置所示的实验用品外，还需要用到的一件实验用品是 。 (2)在测定反应速率时，需要测量并记录的数据是 。 Ⅱ．探究影响化学反应速率的因素 浓度或温度对化学反应速率影响的实验方案如下（假设混合溶液的体积等于混合前几种溶液的体积之和）。 实验编号 反应体系温度 溶液 H2O 溶液 T/℃ ⅰ 20 10.0 0.10 0 10.0 0.50 ⅱ 50 0.10 0.50 ⅲ 20 0.10 4.0 0.50 (3)硫代硫酸钠与硫酸反应的化学方程式为 ，该反应速率的快慢可通过观察 来判断。 (4)实验中 mL。实验ⅰ，ⅲ可探究 对反应速率的影响， mL。 Ⅲ．利用下图装置探究的平衡体系 (5)关闭止水夹，保持温度不变，用注射器向甲烧杯中的烧瓶内充入一定量，则此时反应的甲浓度商Q K（填“>”“<”或“=”），再次达平衡时，甲烧杯中烧瓶内气体颜色比原来 （填“深”“浅”或“不变”），的转化率 （填“增大”“减小”或“不变”）。 (6)打开止水夹，待两侧烧瓶内气体颜色完全相同时，关闭止水夹，向乙烧杯中加入晶体，观察到乙烧杯中烧瓶内的气体颜色变浅，则反应的 0（填“>”“<”或“=”）。 10．(24-25高二上·天津滨海新区·期末)降低大气中的CO2含量和有效开发利用CO2正成为研究的主要课题，CO2与氢气合成甲醇的反应为： △H＜0，请回答下列问题： (1)该反应的自发条件是 （填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”）。 (2)下列有利于提高CO2转化率的措施有______（填字母）。 A．缩小容器容积，增大压强 B．升温 C．使用催化剂 D．增大H2和CO2的初始投料比 (3)在容积为2 L的恒容密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，在500 ℃时，发生上述反应，10 min后反应达到平衡，测得平衡时。 ①达到平衡时CO2的转化率为 ，前10 min内用H2(g)的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为v(H2)= 。 ②计算该温度下此反应的化学平衡常数K的值为 （保留两位小数）。 ③保持温度不变，平衡后如果将容器的容积扩大到4 L，达到新平衡时，c(CH3OH) 0.375 mol/L（填“＞”、“＜”或“＝”）。 (4)恒温恒容条件下，下列能说明反应已达平衡的是______(填字母)。 A． B．单位时间内生成1 mol H2O(g)的同时生成3 mol H2(g) C．混合气体的密度不随时间而变化 D．容器中混合气体的压强不随时间而变化 (5)以CO2、H2为原料合成CH3OH时，还发生了副反应： 该反应的化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示，请回答下列问题： t/℃ 700 800 830 1000 K 0.6 0.9 1.0 1.7 ①该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应。 ②1000℃时，某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、3 mol/L、3 mol/L，则此时上述副反应的平衡移动方向为 （“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $