第2章 章末检测试卷(二) 化学反应速率与化学平衡（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（人教版 鲁琼专版）

**基本信息** 聚焦化学反应速率与化学平衡，通过高考真题与模拟题结合，构建“影响因素-平衡状态-定量计算”逻辑链条，强化科学思维与证据推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |反应速率与影响因素|选择4题+非选1题|概念辨析（催化剂作用）、实验探究（浓度/温度影响）|从速率定义到影响因素（浓度/温度/催化剂）的递进，结合实验数据验证| |化学平衡状态与移动|选择8题+非选3题|曲线分析（浓度-时间/转化率-温度）、平衡移动判断|平衡状态特征→移动原理（勒夏特列原理）→多因素（压强/温度）综合应用| |平衡常数与自发性|选择3题+非选2题|K计算（Kc/Kp）、ΔG判断|从定性判断（状态特征）到定量计算（K值），结合ΔH/ΔS分析反应自发性| |实验与图表分析|选择2题+非选2题|实验设计（变量控制）、图表解读（多曲线对比）|实验方案设计→数据处理→结论推导，体现科学探究与实践素养|

章末检测试卷(二) [分值：100分] 一、选择题(本题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.(2024·甘肃，4)下列措施能降低化学反应速率的是(　　) A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时，边滴边摇锥形瓶 C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强 答案　C 解析　催化氧化氨制备硝酸时，加入铂可以加快化学反应速率，A不符合题意；中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，使反应物充分接触，可加快化学反应速率，B不符合题意；锌粉和盐酸反应时加水稀释，盐酸的浓度降低，化学反应速率降低，C符合题意；石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不改变化学反应速率，D不符合题意。 2.(2024·江苏，5)下列说法正确的是(　　) A.豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能 B.C2H4与O2反应中，Ag催化能提高生成CH3CHO的选择性 C.H2O2制O2反应中，MnO2能加快化学反应速率 D.SO2与O2反应中，V2O5能减小该反应的焓变 答案　C 解析　催化剂能降低反应的活化能，A错误；由材料信息知C2H4与O2反应用Ag催化生成环氧乙烷，B错误；MnO2是H2O2制O2反应的催化剂，能加快化学反应速率，C正确；催化剂能改变反应历程加快反应速率，但不能改变反应的焓变，D错误。 3.向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下发生反应：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)　ΔH<0，测得SO3浓度随时间变化如表所示，下列说法正确的是(　　) 反应时间/s 40 50 60 70 80 90 100 110 c(SO3)/(mol·L-1) 0.10 0.14 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33 0.33 A.50 s时，SO3的生成速率为0.002 8 mol·L-1·s-1 B.40~90 s：v正>v逆 C.0~50 s的反应速率等于70~80 s的反应速率 D.110 s时，缩小容器容积，再次达到平衡后，SO2的转化率和浓度均与原平衡相同 答案　B 解析　化学反应速率是指平均速率，不是瞬时速率，不能计算50 s时SO3的生成速率，A错误；从题表数据可看出40~90 s，SO3浓度持续增大，反应正向进行，故在40~90 s：v正>v逆，B正确；0~50 s内v(SO3)==0.002 8 mol·L-1·s-1，70~80 s内v(SO3)==0.004 mol·L-1·s-1，即0~50 s的反应速率小于70~80 s的反应速率，C错误；该反应是反应前后气体体积不变的反应，110 s时，缩小容器容积，平衡不发生移动，则SO2的转化率不变，但浓度增大，D错误。 4.[2024·浙江6月选考，19(1)改编]氢是清洁能源，硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下： NaBH4(s)+2H2O(l)===NaBO2(aq)+4H2(g)　ΔH<0，该反应能自发进行的条件是(　　) A.高温 B.低温 C.任意温度 D.无法判断 答案　C 解析　反应NaBH4(s)+2H2O(l)===NaBO2(aq)+4H2(g)　ΔH<0，ΔS>0，由ΔG=ΔH-TΔS可知，任意温度下，该反应均能自发进行，故选C。 5.(2024·四川宜宾二中月考)关于一定条件下的化学平衡：H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　) A.恒温恒容，充入H2，v正增大，平衡右移 B.恒温恒容，充入He，v正增大，平衡右移 C.加压(缩小容器容积)，v正、v逆不变，平衡不移动 D.升温，v正减小，v逆增大，平衡左移 答案　A 解析　恒温恒容，充入H2，H2浓度增大，v正增大，平衡右移，A正确；恒温恒容，充入He，反应体系中各组分浓度都不变，v正、v逆不变，平衡不移动，B错误；缩小容器容积，反应体系中各组分浓度均增大，v正、v逆都增大，C错误；升温，v正、v逆均增大，正反应放热，所以平衡左移，D错误。 6.合成氨反应是一种有效的工业固氮方法，解决了数亿人口生存问题，诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)吸附解离的机理，通过实验测得合成氨过程中能量(E)变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。下列说法正确的是(　　) A.该反应中，反应物总能量比生成物的总能量高 B.该反应历程中的决速步骤为N2ad+H2===Nad+3Had C.使用催化剂后，合成氨反应的ΔH和活化能均改变 D.工业上通常让合成氨反应在高温、高压条件下进行来提高NH3的平衡产率 答案　A 解析　由图可知，该反应为放热反应，反应物总能量比生成物的总能量高，A正确；活化能越大，反应速率越慢，是反应的决速步骤，由图可知该反应的决速步骤为Nad+3Had===NHad+2Had，B错误；催化剂不影响反应的ΔH，C错误；合成氨是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，降低原料的平衡转化率，D错误。 7.(2024·河南省实验中学期中)可逆反应A(g)+xB(g)2C(g)达平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中部分物质的浓度、反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.8 min时反应达到平衡状态 B.该反应正反应为吸热反应 C.x=1 D.30~40 min间使用了催化剂 答案　C 解析　8 min时的交点说明A、C的物质的量浓度相等，但之后A的浓度还在减少，C的浓度还在增大，说明反应未达到平衡状态，A错误；30 min时，A的浓度由1.0 mol·L-1变成0.75 mol·L-1，C的浓度由2.0 mol·L-1变成1.5 mol·L-1，由于只改变反应的一个条件，则30 min时扩大容器体积，而此时反应速率同等程度的减小，说明题述反应是反应前后气体体积不变的反应，减小压强平衡不移动，x=1，C正确、D错误；40 min时，A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，而正、逆反应速率均增大且平衡逆向移动，说明改变的条件是升高温度，该反应的正反应为放热反应，B错误。 8.下列实验的实验目的与实验操作或现象均正确的是(　　) 选项 实验目的 实验操作或现象 A 探究浓度对化学平衡的影响 试管中盛有0.1 mol·L-1K2Cr2O7溶液，溶液中存在平衡：Cr2+H2O2Cr+2H+，向其中滴加10滴6 mol·L-1NaOH溶液，观察到溶液橙色加深 B 探究不同催化剂对化学反应速率的影响 向两支试管中均加入5 mL淀粉溶液和两滴碘水，向其中一支试管中加入1 mL 2 mol·L-1的硫酸溶液(必要时可加热)，向另一支试管中加入1 mL唾液，观察现象 C 证明KI溶液与FeCl3溶液的反应是可逆反应 取1 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于试管中，加入5 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴KSCN溶液 D 证明压强对平衡移动产生影响 向充有NO2和N2O4混合气体的恒容透明密闭容器中充入氦气增大压强，观察现象 答案　B 解析　滴加10滴6 mol·L-1NaOH溶液，氢离子浓度降低，平衡正向移动，实验现象应是黄色加深，故A错误；根据溶液褪色时间长短可知不同催化剂的催化效果，故B正确；FeCl3过量，不能用检验Fe3+的存在来证明该反应是可逆反应，故C错误；恒容容器中充入氦气增大总压强，但反应物浓度不变，故平衡不移动，故D错误。 9.下列说法正确的是(　　) A.一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中充入1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)+Y(g)Z(g)，并达到平衡，若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度等于原来的 B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达到平衡 C.若压强不再随时间变化时能说明反应2A(？)+B(g)2C(？)已达到平衡，则A、C不能同时是气体 D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时，H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1 答案　B 解析　在反应达到平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达到平衡，B正确；若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数之和不等，A、C可以同时为气体，C错误；根据反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH，合成氨实际参与反应的n(H2)=3 mol×10%=0.3 mol，因而Q1=×|ΔH|=0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)=2 mol×10%=0.2 mol，Q2=×|ΔH|=0.1|ΔH|，则Q1=Q2，D错误。 10.(2024·广西1月适应性测试)肼(N2H4)是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入3 mol N2H4，一定条件下体系中存在以下平衡： Ⅰ.N2H4(g)N2(g)+2H2(g) Ⅱ.3N2H4(g)N2(g)+4NH3(g) 不同温度下达到平衡时，N2H4均几乎完全分解，分解产物的物质的量如图。下列说法正确的是(　　) A.曲线a对应的物质是N2 B.低于M点对应温度时，以反应Ⅰ为主 C.体系中还存在2NH3(g)3H2(g)+N2(g) D.N点时，体系内n(N2)∶n(H2)为3∶4 答案　C 解析　图中为分解产物的物质的量，当温度升高时，NH3趋于0，以反应Ⅰ为主，根据反应N2H4(g)N2(g)+2H2(g)，曲线a对应的物质是H2，故A错误；低于M点对应温度时，NH3含量高，以反应Ⅱ为主，故B错误；由图可知，不同温度下达到平衡时，N2H4均几乎完全分解，温度升高时，NH3趋于0，所以体系中还存在2NH3(g)3H2(g)+N2(g)，故C正确；N点时，n(N2)=n(NH3)=2 mol，n(H2)=3 mol，体系内n(N2)∶n(H2)为2∶3，故D错误。 二、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 11.常温下，某小组利用下列充满红棕色气体的装置探究NO2(g)与N2O4(g)之间转化的条件(夹持装置略，实验开始前弹簧夹K1和K2均是打开的)。下列有关说法正确的是[已知NO2(g)转化为N2O4(g)的反应放热](　　) A.装置①：关闭K1，将Ⅰ中活塞快速压缩体积，一段时间后，Ⅰ中颜色比Ⅱ中深 B.装置①：关闭K1，将Ⅱ中活塞缓慢向外拉体积，Ⅱ中颜色逐渐变深 C.装置②：关闭K2，向Ⅲ中烧杯内加入热水，Ⅲ中烧瓶内气体颜色变深 D.装置②：关闭K2，向Ⅳ中烧瓶内通入氩气，Ⅳ中NO2的反应速率加快 答案　AC 解析　装置①：根据2NO2(g)N2O4(g)可知，关闭K1，将Ⅰ压缩体积后，c(NO2)和c(N2O4)均增大，Ⅰ中平衡正向移动，但NO2浓度增大的更多，故Ⅰ中颜色比Ⅱ中深，A正确；同理，关闭K1，将Ⅱ中活塞缓慢向外拉体积，Ⅱ中颜色逐渐变浅，B错误；装置②：关闭K2，向Ⅲ中烧杯内加入热水，2NO2(g)N2O4(g)的平衡逆向移动，故Ⅲ中烧瓶中气体颜色变深，C正确；向Ⅳ中烧瓶内通入氩气，反应体系中各物质的浓度不变，故NO2的反应速率不变，D错误。 12.(2024·济南检测)恒温恒容条件下，反应A(g)2C(g)分两步进行，①A(g)B(g)、②B(g)2C(g)，其能量—反应过程如图所示。 下列有关该反应的叙述正确的是(　　) A.加入催化剂，E1减小 B.总反应的能量变化为E4-E1 C.起始c(A)越大，A的转化率越小 D.反应②在升高温度时，平衡向逆反应方向移动 答案　CD 解析　E1是A(g)B(g)的反应热，加入催化剂，不能改变E1，A错误；由图可知，总反应的ΔH=E1+E3-E4，B错误；恒温恒容，起始c(A)越大，A的转化率越小，C正确；反应②为放热反应，因此在升高温度时，平衡向逆反应方向移动，D正确。 13.下列叙述与图对应的是(　　) A.对达到平衡状态的反应：A(g)+3B(g)2C(g)，图①表示在t0时刻充入了一定量的C，平衡逆向移动 B.由图②可知，p2>p1、T1>T2，且满足反应：2A(g)+B(g)2C(g)　ΔH<0 C.图③为只改变某一条件，反应aA(g)+B(g)cC(g)的平衡变化图像，则图像中b、c、d三点对应的正反应速率最大的是b点 D.对于反应2X(g)+3Y(g)2Z(g)　ΔH<0，图④中y可以表示Y的质量分数 答案　B 解析　若在t0时刻充入一定量C，逆反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，正反应速率在t0时刻不变，然后逐渐增大，A错误；根据图②可判断p2>p1、T1>T2，对于反应2A(g)+B(g)2C(g)　ΔH<0，增大压强平衡正向移动，C的质量分数增大；升高温度平衡逆向移动，C的质量分数减小，与图像相符，B正确；由图③可知，在t0时刻改变条件，逆反应速率大于正反应速率，随反应进行，正反应速率逐渐增大，故b、c、d三点中对应的正反应速率最大的是d点，C错误；该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则随着温度的升高，Y的质量分数增大，D错误。 14.将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中，发生反应：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0，测得CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示；在催化剂、一定温度下对该反应进行研究，经过相同时间测CO转化率与反应温度的关系曲线如图2所示，下列说法错误的是(　　) 已知：反应速率v=v正-v逆=k正·c2(NO)·c2(CO)-k逆·c2(CO2)·c(N2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。 A.图1中A点逆反应速率小于B点正反应速率 B.200 ℃时反应的平衡常数K=0.5 C.200 ℃时当CO的转化率为40%时，v正∶v逆=20∶81 D.E点转化率低于D点的原因可能是催化剂活性降低或平衡逆向移动造成的 答案　C 解析　在反应开始时将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中，则c(NO)=c(CO)=2 mol·L-1，由于200 ℃时CO的平衡转化率是50%，则根据物质反应转化关系可知平衡时c(NO)=c(CO)=1 mol·L-1，c(N2)=0.5 mol·L-1，c(CO2)=1 mol·L-1，则该反应的平衡常数K===0.5，B正确；在200 ℃时K=0.5，当反应达到平衡时正、逆反应速率相等，则v正=v逆，k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c2(CO2)·c(N2)，==K=0.5，当CO的转化率为40%时，c(NO)=c(CO)=1.2 mol·L-1，c(CO2)=0.8 mol·L-1，c(N2)=0.4 mol·L-1，v正∶v逆==0.5×=，C错误；该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，导致CO的平衡转化率降低；催化剂只有在一定温度下才能达到其最佳催化活性，升高温度，催化剂催化活性可能降低，D正确。 15.反应S2+3I-===2S+的lg k与的关系如图所示。该反应机理如下： ①S2+I-S2O8I3-(慢)；②　　　　(快)；③I2+I-(快)。  已知lg k=-×+C(k为速率常数；Ea为活化能；C是常数；R为8.31×10-3)，下列说法错误的是(　　) A.Ea≈53.2 kJ·mol-1 B.当使用催化剂时，同温下a点下移 C.②反应为S2O8I3-+I-2S+I2 D.①为决速步，增大c(S2)，k增大，v加快 答案　BD 解析　由题干信息可知，直线的斜率为-=-，故Ea=≈53.2 kJ·mol-1，A正确；当使用催化剂时，同温下反应的活化能Ea减小，则图中直线的斜率增大，故a点上移，B错误；由题干总反应结合反应①、反应③可知，反应②为S2O8I3-+I-2S+I2，C正确；由题干可知，反应①为慢反应，而②③均为快反应，故反应①为决速步，但k为速率常数，故增大c(S2)，k不变，v加快，D错误。 三、非选择题(本题包括5小题，共60分) 16.(10分)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。 已知：S2+2I-===2S+I2(慢) I2+2S2===2I-+S4(快) (1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的　　　　耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2与S2初始的物质的量需满足的关系为n(S2)∶n(S2)　　　　。  (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表所示： 实验 序号 体积V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx=　　　　 mL，理由是　　　　 　　　　。  (3)已知某条件下，c(S2)与反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。 答案　(1)Na2S2O3　<2 (2)2.0　保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他条件不变 (3) 17.(14分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应的平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据如表所示： 温度/℃ 15 20 25 30 35 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡时气体总 浓度/(mol·L-1) 2.4×10-3 3.4×10-3 4.8×10-3 6.8×10-3 9.4×10-3 (1)氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应的平衡常数K的表达式为　　　　　　　。  (2)氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH　　　　(填“>”或“<”)0，原因是　　　　　　　　　 　　。  (3)氨基甲酸铵分解反应的ΔS　　　　(填“>”或“<”)0，该反应在　　　　(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。  (4)升高温度，化学平衡常数K如何变化？　　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；增大容器的压强，K如何变化？　　　　　　　。  (5)根据表格中的数据，25 ℃时氨基甲酸铵分解反应的平衡常数为　　　　　　。  答案　(1)K=c2(NH3)·c(CO2)　(2)>　升高温度，平衡向正反应方向移动 (3)>　高温　(4)增大　不变　(5)1.638 4×10-8 解析　(2)由表格中的数据可知：升高温度，平衡时气体的总浓度增大，即升温平衡向正反应方向移动，说明正反应是吸热反应，ΔH>0。 (3)氨基甲酸铵分解时固体变为气体，ΔS>0；吸热的熵增反应在高温下能自发进行。 (4)升高温度时，平衡正向移动，化学平衡常数K增大；平衡常数只与温度相关，增大容器的压强时，K不变。 (5)25 ℃时，平衡时气体的总浓度c=4.8×10-3 mol·L-1，根据化学方程式可知，c(NH3)=c，c(CO2)=c，则K=c2(NH3)·c(CO2)=××4.8×10-3=1.638 4×10-8。 18.(10分)我国承诺在2030年前实现碳达峰即二氧化碳的排放量不再增长。因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。 (1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下： 反应①：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)　ΔHl=-159.5 kJ·mol-1 反应②：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH2 总反应③：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH3=-87.0 kJ·mol-1 反应②的ΔH2=　　　　 kJ·mol-1。 (2)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，一定条件下往恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，在不同催化剂作用下发生反应 Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示。 ①催化剂效果最佳的反应是　　　　(填“反应Ⅰ”“反应Ⅱ”或“反应Ⅲ”)。 ②一定温度下，下列不能说明上述反应 Ⅰ 达到化学平衡状态的是　　　　(填字母)。 A.CO2的质量分数在混合气体中保持不变 B.反应中CO2与H2的物质的量之比为1∶3 C.3v正(CO2)=v逆(H2) D.容器内气体总压强不再变化 E.容器内混合气体的密度不再变化 ③若反应Ⅲ在a点时已达平衡状态，a点CO2转化率高于b点和c点的原因是 。 ④c点时总压强为0.1 MPa，该反应的平衡常数=　　　　 MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数，计算结果用最简分式表示)。 答案　(1)+72.5 (2)①反应Ⅰ　②BE　③该反应为放热反应，c点所在温度高，平衡逆向移动，转化率低于a点；b点所在温度低，反应速率慢，相同时间内反应未达到平衡，转化率低于a点　④ 解析　(1)根据盖斯定律，反应①+反应②得总反应③，即ΔH2=ΔH3-ΔH1=-87.0 kJ·mol-1-(-159.5 kJ·mol-1)=+72.5 kJ·mol-1。(2)①根据图像分析，相同温度下，CO2转化率最高的为反应Ⅰ，故其催化效果最好。②CO2的质量分数在混合气体中保持不变，即反应体系各组分浓度保持不变，说明反应达到平衡状态，A不合题意；起始时CO2与H2的物质的量之比为1∶3，根据化学方程式可知，转化中CO2与H2的物质的量之比一直为1∶3，故不能说明反应达到平衡状态，B符合题意；当3v正(CO2)=v逆(H2)时，正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，C不合题意；反应过程中气体的物质的量发生改变，故容器内气体总压强发生改变，当容器内压强不再变化时说明反应达到平衡状态，D不合题意；反应过程中气体的质量不变，容器的体积不变，即容器内混合气体的密度一直不变，故混合气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，E符合题意。 ④c点时总压强为0.1 MPa，且c点CO2的转化率为，列三段式分析： 　　　　　　CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 起始量/mol　　1　　　3　　　　　　0　　0 转化量/mol　　　　　2　　　　　　　　 平衡量/mol　　　　　1　　　　　　　　 则平衡体系中气体的总物质的量为(+1++) mol= mol，p(CO2)=×0.1 MPa= MPa，p(H2)=×0.1 MPa= MPa，p(CH3OH)=p(H2O)=×0.1 MPa= MPa，所以反应的化学平衡常数为Kp=== MPa-2。 19.(12分)在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1，在一定条件下发生反应：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。回答下列问题： (1)该反应的ΔH　　　　(填“<”“>”或“=”)0。  (2)压强p1、p2、p3由大到小的顺序为　　　　　；压强为p2时，b点处v正　　　　(填“<”“>”或“=”)v逆。  (3)a点时CH4的转化率为　　　　。  (4)为探究速率与浓度的关系，根据相关实验数据，粗略地绘制出了两条速率-浓度关系曲线：v正-c(CH4)和v逆-c(CO)，如图2所示。 ①与v正-c(CH4)相对应的是图中曲线　　　(填“甲”或“乙”)。  ②降低温度，反应重新达到平衡时，v正、v逆相应的平衡点分别为　　　　(填字母)。  答案　(1)>　(2)p3>p2>p1　>　(3)80% (4)①乙　②BF 解析　(1)由图1可知，压强不变时，升高温度，CH4的体积分数减小，平衡右移，说明正反应为吸热反应，则ΔH>0。(2)经三条等压线做一条垂线，会有三个交点，如图：交点分别为m、n、p；由p点→n点→m点，甲烷的体积分数依次增大，根据反应体系特征，说明体系压强逐渐增大，则p1<p2<p3。b点→a点需要使CH4的体积分数减小，才能建立平衡，故反应正向进行，故v正>v逆。 (4)①由于反应开始只加入了反应物，结合平衡建立的过程可知，曲线甲为v逆-c(CO)，曲线乙为v正-c(CH4)。②降温后平衡逆向移动，正、逆反应速率都减小，而c(CH4)要增大，c(CO)要减小，综合考虑，只有B、F符合题意。 20.(14分)(2024·山东烟台期中)将CO2转化为碳基燃料，可有效减少碳排放。CO2和H2在催化剂作用下，可实现二氧化碳甲烷化。可能发生反应： ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1 ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 ⅲ.CO(g)+3H2(g)H2O(g)+CH4(g)　ΔH3=-206.1 kJ·mol-1 (1)利用不同催化剂，在一定温度和相同反应时间内，测得产物的生成速率与催化剂的关系如图1所示，有利于制甲烷的催化剂是　　　　　　　　。  (2)不同条件下，按照n(CO2)∶n(H2)=1∶4投料，发生上述反应，CO2的平衡转化率与温度的关系如图2。升高温度，反应ⅰ的化学平衡常数　　　　(填“增大”或“减小”)；p1、p2、p3由大到小的顺序是　　　　。压强为p1的条件下，温度高于600 ℃，随着温度升高CO2的平衡转化率增大的原因是　　　　 　　　。  (3)①在某温度下，向恒容密闭容器中充入7 mol CO2和12 mol H2，初始压强为19 kPa，反应经10 min达到平衡，此时气体的总物质的量为17 mol，p(CO)=3 kPa，则v(CH4)=　　　　 kPa·min-1，该温度下反应ⅱ的化学平衡常数K=　　　　。  ②若保持温度不变压缩容器的体积，CH4的物质的量　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，反应ⅰ的平衡将　　　　(填“正向”“逆向”或“不”)移动。  答案　(1)Pt@h⁃BN3 (2)减小　p3>p2>p1　CO2平衡转化率为反应ⅰ和反应ⅱ的CO2平衡转化率之和，反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，温度高于600 ℃，CO2平衡转化率主要取决于反应ⅱ (3)①0.1　1　②增大　正向 解析　(1)由题可知，其合成目标产物是CH4，则CH4生成速率越大，副产物CO生成速率越小的催化剂越好，根据图1可判断Pt@h⁃BN3较适宜。(2)根据盖斯定律，反应ⅰ=反应ⅱ+反应ⅲ，则CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1=+41.2 kJ·mol-1-206.1 kJ·mol-1=-164.9 kJ·mol-1，反应ⅰ正反应放热，升高温度，化学平衡常数减小；其他条件不变，增大压强，反应ⅰ正向进行，CO2的平衡转化率增大，所以p1、p2、p3由大到小的顺序是p3>p2>p1。(3)①恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，则平衡时气体总压强为=17 kPa，从而推出n(CO)=3 mol，设10 min内，反应ⅰ中消耗的n(CO2)为x mol，反应ⅱ中消耗的n(CO2)为y mol，反应ⅲ中消耗的n(CO)为z mol，列三段式如下： 　　　　　　CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　Δn 开始/mol　　7　　　12　　　　　0　　　0 变化/mol　　x　　　4x　　　　　x　　　2x　　　2x 平衡/mol　　7-x　　12-4x　　　　x　　　2x 　　　　　　CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 开始/mol　　　7　　12　　　　0　　0 变化/mol　　　y　　y　　　　y　　　y 　　　　　　CO(g)+3H2(g)H2O(g)+CH4(g)　Δn 开始/mol　　　y　　　12　　　0　　　0 变化/mol　　　z　　　3z　　　z　　　z　　　2z 因气体总量减少2 mol，则2x+2z=2，甲烷的平衡量为(x+z) mol=1 mol；由碳元素守恒，剩余的CO2的物质的量为(7-1-3) mol=3 mol，则有7-x-y=3，x+y=4；n(H2O)=(2x+y+z) mol=[(x+y)+(x+z)] mol=(4+1) mol=5 mol；n(H2)=[12-(4x+y+3z)] mol=[12-3(x+z)-(x+y)] mol=(12-3-4) mol=5 mol。 所以v(CH4)==0.1 kPa·min-1；平衡时容器中n(CO)=3 mol、n(H2)=5 mol、n(CO2)=3 mol、n(H2O)=5 mol，设容器的容积为V L，则该温度下反应ⅱ的化学平衡常数K==1。②若保持温度不变，压缩容器的体积，反应ⅰ、ⅲ均正向移动，CH4的物质的量增大。 学科网（北京）股份有限公司 $