第2章 化学反应速率与化学平衡 章末达标检测-（配套练习）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

**基本信息** 聚焦化学反应速率与化学平衡，通过基础巩固、进阶应用、综合探究三层设计，构建从概念理解到复杂问题解决的知识路径，培养科学思维与证据推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|反应速率调控、平衡移动原理|选择题1-3题，直接考查概念辨析，如催化剂对速率影响| |进阶层|平衡常数计算、图像分析|选择题4-8题，结合浓度-时间图像、K值计算，培养模型认知| |综合层|多平衡体系、反应历程|选择题9-14题，融入高考真题情境，分析复杂反应能量变化与速率控制步骤| |应用层|实验探究与综合计算|非选择题15-18题，通过H₂O₂分解实验、工业反应条件优化，提升科学探究与实践能力|

(本卷满分100分) 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．下列做法不属于调控化学反应速率的是(　　) A．合成SO3时使用V2O5作催化剂 B. 将食物储存在冰箱中 C．用水溶解氯化钠时用玻璃棒搅拌 D. 合成氨气时增大反应物浓度 解析　C　使用催化剂可以显著加快反应速率，A正确；食物放在冰箱冷藏存放，温度较低，反应速率减慢，B正确；氯化钠溶解过程不是化学反应，C错误；增大反应物浓度可以加快化学反应速率，D正确。 2．在密闭容器中进行可逆反应：2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)　ΔH>0。下列关于该反应的叙述正确的是(　　) A．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 B．增大压强，平衡逆向移动，容器内气体颜色变深 C．加入催化剂，反应速率加快，平衡正向移动 D．保持容器容积不变，充入H2，平衡逆向移动，容器内气体颜色变浅 解析　D　升高温度时，正反应和逆反应速率均增大，但吸热反应(正反应)速率增幅更大，A错误；反应前后气体分子数相等，增大压强平衡不移动，但各物质浓度等比例增大，I2浓度增加导致混合气体的颜色变深，B错误；催化剂同等程度加快正、逆反应速率，但平衡不发生移动，C错误；充入H2使生成物浓度增大，Qc＞K，平衡逆向移动，I2被消耗导致浓度降低，颜色变浅，D正确。 3．已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是(　　) A．及时从平衡混合气中分离出NH3 B. 增大压强 C．升高温度 D. 使用催化剂 解析　B　及时分离出NH3会使平衡正向移动，提高产率，但分离产物不会增加反应物浓度，无法加快反应速率，A不符合题意；该反应为气体体积减小的反应，增大压强既加快反应速率又使平衡正向移动，提高产率，B符合题意；该反应为放热反应，升高温度加快反应速率，但使平衡逆向移动，产率降低，C不符合题意；催化剂加快反应速率但不影响平衡，产率不变，D不符合题意。 4．一定温度下，在2 L密闭容器中通入3 mol SO2和3 mol NO2，发生反应：SO2(g)＋NO2(g)⥫⥬SO3(g)＋NO(g)。NO2的浓度随时间的变化如图所示(已知t1时刻改变一个条件)。下列说法正确的是(　　) A．c点时，NO2的平衡转化率为50% B．逆反应速率：b<a C．t1时刻，可能向容器中充入了一定量的NO D．0～t1时间内，当混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡状态 解析　A　t1时刻改变条件，NO2浓度变为原平衡的2倍且平衡不移动，应是缩小体积为原体积的一半，c点的转化率等于b点的转化率，b点NO2浓度是起始浓度的一半，则NO2的平衡转化率为50%，A正确；a点为反应进行中，逆反应速率随反应进行逐渐增大，b点为平衡状态，逆反应速率达到最大，故逆反应速率：a<b，B错误； 如果充入一定量的NO，化学平衡逆向移动，而b点到c点平衡不移动，c点NO2浓度变为b点的2倍，t1时刻改变条件应为缩小体积为原体积的一半，C错误；该反应中气体总质量和容器体积均不变，密度始终不变，不能作为判断平衡状态的标志，D错误。 5．在恒容密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表： 温度/℃ 25 80 230 平衡常数/mol-3·L3 5×104 2 1.9×10-5 下列说法不正确的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．升高温度，CO的平衡转化率减小 C．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)⥫⥬Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10-5 mol3·L-3 D．80 ℃时，测得c(CO)＝5 mol·L-1，c[Ni(CO)4]＝1 mol·L-1，则反应达到平衡状态 解析　D　反应平衡常数与温度的关系是随着温度升高，平衡常数减小，故该反应为放热反应，A正确；升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小，B正确；25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)⥫⥬Ni(s)＋4CO(g)是上述反应的逆方向，由盖斯定律知该反应的平衡常数为＝2×10-5 mol3·L-3，C正确；80 ℃时，测得c(CO)＝5 mol·L-1，c[Ni(CO)4]＝1 mol·L-1，Q＝＝＝ mol-3·L3<K＝2 mol-3·L3，反应未达平衡，D错误。 6．下列事实不能用勒夏特列原理(平衡移动原理)解释的有(　　) ①实验室常用排饱和NaCl溶液的方法收集Cl2 ②铁在潮湿的空气中易生锈 ③对于2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)，达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深 ④合成氨反应，为提高原料的转化率，理论上应采取降低温度的措施 ⑤合成氨时将氨液化分离，可提高原料的转化率 A．①②　　　　　　　 B．②③ C．③④ D．②④ 解析　B　②该反应不是可逆反应，不能用勒夏特列原理解释；③对于2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)，达平衡后，缩小容器体积平衡不移动，体系颜色变深是由于I2的浓度增大，不能用勒夏特列原理解释。 7．T ℃时，向体积均为1 L的甲、乙两恒容密闭容器中分别充入4 mol HBr(g)和1 mol O2(g)，再加入少量CuCl2，发生反应：4HBr(g)＋O2(g)⥫⥬2Br2(g)＋2H2O(g)　ΔH。其中甲容器和乙容器分别在绝热和恒温条件下进行，测得气体压强(kPa)随时间的变化如下表所示。下列叙述正确的是(　　) 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 甲容器 100 102 104 93 86 84 84 84 84 84 乙容器 100 95 89 86 84 83 82 82 82 82 A．在任何温度下正反应均能自发进行 B．18 min时正反应速率：甲<乙 C．甲容器在14 min时和乙容器在8 min时气体总物质的量相等 D．T ℃时，该反应的平衡常数K>80 L·mol-1 解析　D　正反应是熵减反应，甲容器中压强先变大，后变小，说明正反应是放热反应，在较低温度下能自发进行，A错误；该反应为放热反应，18 min平衡时甲容器中的温度高于乙容器中的温度，温度高反应速率大，甲中正反应速率较大，甲＞乙，B错误；甲、乙两容器体积相等，甲容器在14 min 时和乙容器在8 min 时压强相等，而甲容器中温度更高，故甲容器中气体总物质的量更小，C错误；甲容器中的反应达到平衡时，压强减小了16 kPa，即O2减少了0.8 mol，此时 n(Br2)＝n(H2O)＝1.6 mol，n(HBr)＝0.8 mol，n(O2)＝0.2 mol，K＝80 L·mol-1，由于甲容器在绝热条件下进行且该反应为放热反应， 乙容器在恒温条件下进行，故T ℃时反应的平衡常数K>80 L·mol-1，D正确。 8．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化的方法，其过程主要发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41.2 kJ·mol-1 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)⥫⥬CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH2＝－122.5 kJ·mol-1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。其中：CH3OCH3的选择性＝×100% 下列说法正确的是(　　) A．曲线a代表CO2平衡转化率随温度的变化 B．恒压条件下发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡后再充入惰性气体，反应Ⅰ平衡不移动 C．为提高平衡时CH3OCH3选择性，需研发低温条件下对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂 D．温度高于300 ℃时，反应Ⅰ正向移动的程度低于反应Ⅱ逆向移动的程度 解析　C　曲线a表示CH3OCH3的选择性随温度的变化，A错误；反应Ⅰ是气体体积不变的反应，反应Ⅱ是气体体积减小的反应，恒压条件下发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡后再充入惰性气体，容器体积增大，相当于减小压强，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO2和H2的体积分数增大，使反应Ⅰ平衡正向移动，B错误；为提高CH3OCH3选择性就需抑制反应Ⅰ，促进反应Ⅱ，由于反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ放热且熵减小，低温能实现，故需研发低温条件下对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂，C正确；反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ放热，温度高于300 ℃时，CO2平衡转化率增大，说明温度升高使反应Ⅰ的正向移动程度大于反应Ⅱ逆向移动的程度，D错误。 9．(2024·安徽卷)某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g)⥫⥬Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)⥫⥬Z(g)(ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是(　　) 解析　B　由题图可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，则第一步反应的活化能比第二步反应的活化能小，C项、D项错误；结合ΔH1、ΔH2均小于0可知，两步反应均为放热反应，故反应物总能量高于生成物总能量，则能量：X>Y>Z，A项错误，B项正确。 10．某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)⥫⥬Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　) A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH＞0 B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D．加入一定量氩气，平衡不移动 解析　C　升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而c(Z)增大，说明平衡正向移动，故ΔH＞0，A正确；加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后m(Y)减小，B正确；加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K＝c(Z)，达新平衡后c(Z)不变，C错误；加入一定量氩气，容积不变，Z的浓度保持不变，故平衡不移动，D正确；故选C。 11．氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，可利用反应Ga2O3(s)＋2NH3(g)⥫⥬2GaN(s)＋3H2O(g)制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是(　　) A．反应ⅰ包含三个基元反应 B. 反应ⅱ是吸热反应 C．反应ⅲ在低温条件下自发 D. 总反应的速控步包含在反应ⅲ中 解析　C　观察历程图可知，反应ⅰ中Ga2O3(s)＋NH3(g)的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成Ga2O2NH(s)和H2O，说明该反应分三步进行，因此反应ⅰ包含三个基元反应，A正确；反应ⅱ中Ga2O2NH(s)和H2O的相对能量为0.05 eV，经过TS4、TS5完成反应，生成Ga2ON2H2(s)和H2O，此时相对能量为3.01 eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，B正确；反应ⅲ从Ga2ON2H2(s)生成2GaN(s)＋H2O(g)经历过渡态TS6、TS7，体系能量在反应中增加，反应的ΔH>0，ΔS>0，应在高温条件下自发，C错误；整个反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07 eV)，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D正确。 12．某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后，经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。 已知：2NO2(g)⥫⥬N2O4(g) ΔH<0 下列说法不正确的是(　　) A．温度升高时不利于NO2吸附 B．多孔材料“固定”N2O4，促进2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)平衡正向移动 C．转化为HNO3的反应是2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3 D．每获得0.4 mol HNO3时，转移电子的数目为6.02×1022 解析　 D　废气经过MOFs材料之后，NO2转化成N2O4被吸附，进而与氧气和水反应生成硝酸，从该过程中我们知道，NO2转化为N2O4的程度，决定了整个废气处理的效率。从2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)　ΔH<0可以看出，这个是放热反应，升高温度之后，平衡逆向移动，导致生成的N2O4减少，不利于NO2的吸附，A正确；多孔材料“固定”N2O4，从而促进2NO2⥫⥬N2O4平衡正向移动，B正确；N2O4和氧气、水反应生成硝酸，其方程式2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3，C正确；在方程式2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3中，转移的电子数为4e－，则每获得0.4 mol HNO3，转移的电子数为0.4 mol，即个数为2.408×1023，D错误。 13．在恒温恒容条件下，发生反应A(s)＋2B(g)⥫⥬3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　) A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X) D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 解析　C　图像中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确； b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为一氧化碳的瞬时速率，B正确；化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v(B)＝2v(X)，C不正确； 维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态相同，D正确。 14．(2024·吉林卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　) A．3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．0～3 h平均速率v(异山梨醇)＝0.014 mol·kg-1·h-1 D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 解析　A　3 h时异山梨醇的浓度仍在增大，1，4-失水山梨醇的浓度仍在减小，说明此刻反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；由题图可知，3 h时山梨醇的浓度已为0，副产物的浓度不变，说明反应①、③均是不可逆反应，15 h后异山梨醇的浓度不再变化，1，4-失水山梨醇的浓度大于0，说明反应②是可逆反应，则该温度下的平衡常数：①>②，B正确；0～3 h内平均速率v(异山梨醇)＝＝0.014 mol·kg-1·h-1，C正确；反应②使用催化剂能加快反应速率，缩短达到化学平衡状态的时间，但是催化剂对化学平衡移动无影响，故加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15．(14分)现甲、乙两化学小组安装两套如图所示的相同装置，用以探究影响H2O2分解速率的因素。 (1)仪器b的名称__________。 (2)MnO2催化下H2O2分解的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 (3)甲小组有如下实验设计方案，请帮助他们完成表格中未填部分。 实验编号 实验目的 T/K 催化剂 浓度 甲组实验Ⅰ 作实验 参照 298 3滴FeCl3 溶液 10 mL 2%H2O2 甲组实验Ⅱ ①_______ 298 ②________ 10 mL 5%H2O2 (4)甲、乙两小组得出数据如图所示。 ①由甲组实验数据可得出文字结论： ________________________________________。 ②由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析：相同条件下，Na2O2和K2O2溶于水放出气体速率较快的是__________；乙组提出可以用BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2，其化学反应方程式为__________；支持这一方案的理由是___________________ ________________________________________________________________________。 解析　(3)①甲组实验Ⅰ与甲组实验Ⅱ的变量是H2O2浓度分别为2%、5%，因此甲组实验Ⅱ的实验目的为：探究反应物浓度对反应速率的影响； ②单一变量原则，除自变量外的无关变量必须一致，因此催化剂与甲组实验Ⅰ一致：3滴氯化铁溶液； (4)①由甲组实验两条曲线可知，甲组实验Ⅱ斜率大，因此由甲组实验数据可得出结论：在其他条件不变时，反应物浓度越大，反应速率越大； ②由乙组数据分析可知碱性越强，放出气体的速率越快，而相同条件下，KOH的碱性大于NaOH的碱性，因此K2O2溶于水放出气体速率较快；由图可知酸性条件下，H2O2分解的速率慢，故支持这一方案的理由是：制备H2O2的环境为酸性环境，H2O2的分解速率较慢。 答案　(1)分液漏斗 (2)2H2O22H2O＋O2↑ (3)①探究反应物浓度对反应速率的影响　②3滴氯化铁溶液　(4)①在其他条件不变时，反应物浓度越大，反应速率越大　②K2O2　BaO2＋H2SO4===BaSO4＋H2O2　制备H2O2的环境为酸性环境，H2O2的分解速率较慢 16．(15分)随着机动车保有量的增加和城市化进程的加快，机动车尾气成为主要的大气污染源，在汽车尾气处理中，使用三元催化剂可以促进尾气中NO和CO反应生成两种无毒的气体：2NO＋2CO⥫⥬N2＋2CO2。已知该反应的v正＝k正c2(NO)c2(CO)，v逆＝k逆c(N2)c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。 (1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝＋180.5 kJ·mol-1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　 ΔH2＝－221 kJ·mol-1 2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)　 ΔH3＝－746.5 kJ·mol-1 结合上述反应，写出碳完全燃烧的热化学方程式_____________________________。 (2)反应2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)的平衡常数表达式为K＝________(用k正、k逆表示)，升高相同温度，k正和k逆增大倍数更大的是________(填“k正”或“k逆”)。 (3)向2 L固定容积的密闭容器中投入1 mol NO，不同温度下改变CO的量，发生反应均达到平衡，所得的混合气体中N2的体积分数随CO的物质的量变化曲线如图所示。 ①T1________T2(填“>”“<”或“＝”)。 ②图中a、b、c、d点NO转化率由小到大的顺序是____________________。 ③当n(CO)＝1 mol时，在T1温度下经5 min达到平衡，此时N2的体积分数为20%，则5 min内v(NO)＝________ mol·L-1·min-1(保留两位有效数字)；该温度下反应的平衡常数K为________ L·mol-1。 解析　(1)碳完全燃烧的化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)，根据盖斯定律分析，×(①＋②＋③)得到C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1； (2)反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，则v正＝v逆，将题目中所给信息v正＝k正c2(NO)c2(CO)，v逆＝k逆c(N2)c2(CO2)代入整理得平衡常数K＝＝；该反应ΔH3＝－746.5 kJ·mol-1是放热反应，升高温度平衡逆移，说明逆反应速率增大的幅度更大，因此k逆增大倍数更大； (3)CO的量相同时，T1对应的氮气的体积分数较高，说明平衡正向移动，该反应为放热反应，降低温度平衡正移，故T1温度低；CO的量越多，平衡正向移动，一氧化氮的转化率越大，同时降低温度平衡正移，转化率增大，故图中a、b、c、d中对应NO转化率由小到大的顺序a<b<d<c； 　2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g) 起始量 1 1 0 0 改变量 x x 0.5x x 平衡量 1－x 1－x 0.5x x n(N2)%＝×100%＝20%，解得x＝，即消耗NO的物质的量为 mol，v＝＝＝≈0.067 mol·L-1·min-1；K＝＝＝24。 答案　(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1 (2)　k逆 (3)①<　②a<b<d<c　③0.067　24 17．(14分)随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用备受关注。 Ⅰ.研究发现，以CO2和NH3为原料合成尿素的反应为2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH<0。 (1)该反应分两步完成，第一步：2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬NH2COONH4(s)，合成尿素的第二步反应是________________________________________________________________________。 (2)该反应在________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 (3)有利于提高CO2平衡转化率的措施是__________(填字母)。 A．高温低压　　　　　　　　 B. 高温高压 C. 低温高压 D. 低温低压 Ⅱ.以CO2和CH4催化重整制备合成气发生反应：CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)。 (4)在一定条件下，在密闭容器中通入一定量的CH4和CO2，CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。 ①若反应在恒温、恒容的密闭容器中进行，下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是________________(填字母)。 A．容器中混合气体的压强保持不变 B．容器中混合气体的密度保持不变 C．反应速率：2v正(CO2)＝v正(H2) D．同时断裂2 mol的C—H键和1 mol的H—H键 ②由图可知，压强p1________p2(填“>”“<”或“＝”)。 ③若在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小，重新达到新的平衡状态时，可能是图中：A、B、C、D、E点中的________点。 (5)一定温度下，向容积不变的密闭容器中通入总压强为p kPa的等物质的量的CH4和CO2以及一定量的水蒸气(水蒸气不参与反应)，达到平衡后总压强为1.48p kPa，CH4的转化率为60%，则该温度下的Kp＝________(用含p的代数式表示，只列计算表达式；用平衡分压代替平衡浓度，已知气体分压＝气体总压×气体的物质的量分数)。 解析　(1)总反应为2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬CO(NH2)2(s)＋H2O(g)①，反应的第一步为：2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬NH2COONH4(s)②，第二步反应可由反应①减去反应②得到：NH2COONH4(s)⥫⥬CO(NH2)2(s)＋H2O(g)； (2)已知反应2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬CO(NH2)2(s)＋H2O(g)的ΔH<0；该反应的反应物为气体，生成物有固体，由此可推断该反应的ΔS<0；则在恒温、恒压、体系非体积功为0的情况下，该反应在较低温度下能自发进行； (3)已知反应2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬CO(NH2)2(s)＋H2O(g)是放热反应，因此低温有利于反应向正反应方向移动；该反应向正反应方向进行时，体系压强减小，因此增大压强有利于反应向正反应方向移动； (4)①由反应方程式CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)可知：随着反应向正反应方向进行，生成的气体的数量增加，密闭容器中的压强会不断增加，当反应达到平衡时，容器中气体数量不变，压强不变，A正确；由等式ρ＝可知，当容器体积和密度不变时，容器中气体的质量也不再改变，根据质量守恒定律可知，反应前后体系总质量不变，因此不能根据密度判断反应是否达到平衡，B错误；已知反应速率v＝，当2v正(CO2)＝v正(H2)时，有＝，也就是说反应向正反应方向进行时，每消耗a mol的CO2，就有2a mol的H2生成，根据此信息无法判断反应是否达到平衡状态，C错误；同时断裂2 mol的C—H键和1 mol的H—H键，这说明反应消耗0.5 mol CH4时，也同时消耗了1 mol的H2，此时正反应速率等于逆反应速率，D正确； ②由题图可知，当温度在一定范围内时，压强为p1条件下CH4的平衡转化率要高于压强为p2条件下CH4的平衡转化率；由反应方程式CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)可知，降低压强有利于提高CH4的平衡转化率，因此压强p1<p2； ③由题图可知，当温度在一定范围内时，升高温度可以提高CH4的平衡转化率，降低压强也可以提高CH4的平衡转化率，因此，在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小可提高CH4的平衡转化率，重新达到新的平衡状态时，可能是图中B点； (5)设CH4、CO2均为1 mol，水蒸气为x mol，列出三段式： CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g) 起始/mol　 1　　 　1　　 　　0　　 　0 改变/mol 1×60%　0.6　 　　1.2　 　1.2 平衡/mol　 0.4　　 0.4　 　　1.2　 　1.2 根据反应前后气体的物质的量之比等于压强之比可得：(1＋1＋x)∶(0.4＋0.4＋1.2＋1.2＋x)＝p∶1.48p，解得x＝0.5。反应后气体总物质的量为：0.4＋0.4＋1.2＋1.2＋x＝3.7 mol，再由气体分压＝气体总压×气体的物质的量分数，可求算出各气体分压，则有Kp＝ kPa2。 答案　(1)NH2COONH4(s)⥫⥬CO(NH2)2(s)＋H2O(g) (2)低温　(3)C　(4)①AD　②<　③B (5) kPa2 18．(15分)工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答： (1)在C和O2的反应体系中： 反应1：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－394 kJ·mol-1 反应2：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566 kJ·mol-1 反应3：2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH3 ①设y＝ΔH－TΔS，反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是________________。 图1 ②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比________(填字母)。 A．不变　　　　　 B．增大 C．减小 D．无法判断 (2)水煤气反应：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131 kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是________________。 (3)一氧化碳变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol-1。 ①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)＝0.25 MPa、p(H2O)＝0.25 MPa、p(CO2)＝0.75 MPa和p(H2)＝0.75 MPa，则反应的压强平衡常数Kp的数值为________。 ②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。 ③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________(填字母)。 A．反应温度愈高愈好 B．适当提高反应物压强 C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气 ④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量－反应过程如图2所示。 图2 用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)： 步骤Ⅰ：________________________________________________________； 步骤Ⅱ：_________________________________________________________。 解析　(1)①由已知方程式：(2×反应1－反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：ΔH3＝2ΔH1－ΔH2＝[2·(－394)－(－566)]kJ/mol＝－222 kJ/mol，反应3的ΔS＞0，温度越高，TΔS越大， y值减小，对应线条a。 ②温度升高，三个反应平衡均逆向移动，CO2物质的量一定减小，CO物质的量对于反应2增大，对于反应3减小，由于反应2焓变绝对值更大，故温度对其平衡移动影响程度大，CO物质的量增大，所以CO与CO2物质的量比值增大。 (2)由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，通入空气，利用煤炭与O2反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率。 (3)①该反应平衡常数Kp＝＝＝9.0； ②假设原料气中水蒸气为x mol，CO为1 mol，由题意列三段式如下： 　　　　　　CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) 起始/mol 1 x 0 0 转化/mol 0.9 0.9 0.9 0.9 平衡/mol 0.1 x－0.9 0.9 0.9 则平衡常数K＝＝9，解得x＝1.8，故水蒸气与CO物质的量之比为1.8∶1； ③反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A不符合题意；适当增大压强，可加快反应速率，B符合题意；选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C符合题意；若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率变慢，D不符合题意。 ④水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生H2，第二步吸附CO产生CO2，对应反应历程依次为：M＋H2O===MO＋H2、MO＋CO===M＋CO2。 答案　 (1)① a　② B (2)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率 (3)①9.0　②1.8∶1　③BC　④M＋H2O===MO＋H2　MO＋CO===M＋CO2 学科网（北京）股份有限公司 $