专题2 专题检测试卷(二) 化学反应速率与化学平衡（配套课件PPT）-【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（苏教版 江苏专版）

该高中化学专题复习课件系统梳理了化学反应速率、化学平衡及影响因素等核心知识，通过知识框架图将可逆反应概念、速率计算、平衡状态判断、平衡常数及工业应用等内容串联，帮助学生构建完整的化学反应原理知识体系。 其亮点在于采用“情境问题-数据分析-模型构建”复习模式，如结合合成氨反应分析温度压强对平衡的影响，培养学生证据推理和科学思维能力。分层设计基础选择与综合计算练习，解析详细，助力不同水平学生巩固知识，也为教师提供精准复习依据。

专题检测试卷(二) 专 题 2 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C A B C C D A 题号 9 10 11 12 　13 答案 C B C D 　D 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 14. (1)1.75×10-3 mol·L-1·min-1　(2)升高温度；达到平衡的时间比实验Ⅱ短，且起始压强增大　加催化剂；达到平衡的时间比实验Ⅱ短，平衡没有移动　(3)αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)　(4)17 150 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 15. (1)①　②增大c(N2)(其他合理答案也可) ③ (2)①9　15　②0.043 MPa-2　(3)及时分离出液氨，c(NH3)减小，使平衡向生成NH3的方向移动，增大原料利用率(或NH3产率) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 16. (1)大于　　HCl的转化率减小 (2)①减小　② 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17. (1)41 kJ·mol-1　增大H2浓度(或将CO或H2O从体系中移出)　c (2)①　②不是　b、c两点均未达到化学平衡状态，从b点到c点，随温度升高，反应速率加快，相同时间内CH4转化率增大 (3)1　0.013 6　(4) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 一、选择题 1.硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应：2SO2+O2　　2SO3的说法不正确的是 A.该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫 B.达到平衡后，反应就停止了，故正、逆反应速率相等且均为零 C.一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始至达到平 　衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反 　应速率相等 D.利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率 　两方面的问题 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为生成物，反应只能进行到一定程度(即达到平衡时为一定条件下的最大限度)。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时，反应物和生成物的浓度都不再随时间的延长而发生变化，但反应并没有停止，正、逆反应都依然在进行着。 2.向体积均为2 L的A、B、C三个密闭容器中分别充入1 mol X气体和3 mol Y气体，发生反应：X(g)+3Y(g)　　2Z(g)。2 min后反应达到最大限度，测得A中剩余0.4 mol X，B中Y的浓度为0.5 mol·L-1，C中用Z表示的反应速率为v(Z)=0.3 mol·L-1·min-1。则0~2 min 内三个容器中反应速率的大小关系为 A.B>A>C B.A>B=C C.B>A=C D.A>B>C 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 √ 容器A中，0~2 min内v(X)==0.15 mol·L-1·min-1；容器B中，2 min后Y的浓度为0.5 mol·L-1，即剩余Y的物质的量为0.5 mol·L-1×2 L=1 mol，则0~2 min内v(Y)==0.5 mol·L-1·min-1，故v(X)=×0.5 mol·L-1· min-1≈0.17 mol·L-1·min-1；容器C中，0~2 min内用Z表示的反应速率为v(Z)=0.3 mol·L-1·min-1，则v(X)=×0.3 mol·L-1·min-1=0.15 mol·L-1·min-1。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 3.(2024·南京外国语学校期中)以下图像和叙述错误的是 A.图甲：该图像表示的反应方程式为2A 　　3B+C，反应速率v(A)=0.4 mol·L-1·s-1 B.图乙：某温度下发生反应：H2(g)+I2(g) 　　　2HI(g)，t1时刻改变的条件可能是加压 C.图丙：图中反应升高温度，该反应平衡常 　数增大 D.图丁：对于反应：mA(g)+nB(g)　　pC(g) 　ΔH<0，m+n>p √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 图甲：A物质的量减少0.8 mol，B物质的量增加1.2 mol，C物质的量增加0.4 mol，A是反应物，B、C是生成物，变化量之比等于化学计量数之比，该图像表示的反应方程式为2A　　3B+C，容器体积未知，不能计算反应速率，故A错误； 图乙：H2(g)+I2(g)　　2HI(g)，反应前后气体体积不变，增大压强，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，所以t1时刻改变的条件可能是加压，故B正确； 图丙：升高温度，正反应速率变化大于逆反应速率，可知升高温度平衡正向移动，该反应平衡常数增大，故C正确； 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据“先拐先平”，T1>T2，p2>p1。升高温度，C的体积分数降低，则正反应放热；增大压强，C的体积分数增大，平衡正向移动，所以mA(g) +nB(g)　　pC(g)　ΔH<0，m+n>p，故D正确。 4.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)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，碳的质量不再改变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，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。 5.(2024·扬州邗江期中调研)在2 L恒容密闭容器中分别通入2 mol CO和1 mol O2进行反应：2CO(g)+O2(g)　　2CO2(g)　ΔH。在相同的时间段(5 min)内，测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A.a点，v(O2)=0.07 mol·L-1·min-1 B.该反应ΔH<0 C.a点和d点CO转化率相等，d点v正(CO)等于a点 　v正(CO) D.50 ℃时，该反应的化学平衡常数K=160 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a点CO的转化率为0.7，发生反应的CO的物质的量为2 mol×0.7=1.4 mol， 根据化学方程式可知反应的O2的物质的量为0.7 mol，v(O2)== =0.07 mol·L-1·min-1，A正确； 起始时，2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO和1 mol O2，反应正向进行，b点之前温度低反应速率慢，反应未达平衡，b点反应达平衡，温度继续升高CO的转化率降低，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，即该反应ΔH<0，B正确； a点和d点温度不同，d点温度高，d点v正(CO)大于a点v正(CO)，C错误； 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 50 ℃时，CO的转化率为0.8，则发生反应的CO的物质的量为2 mol×0.8 =1.6 mol，利用三段式分析： 　　　　　　　2CO(g)+O2(g)　　2CO2(g) 初始量/mol　　2　　　　1　　　0 转化量/mol　　1.6　　　0.8　　1.6 平衡量/mol　　0.4　　　0.2　　1.6 该反应的化学平衡常数K===160，D正确。 6.(2024·苏州昆山市期中)H2O2可在催化剂Fe2O3或Fe3O4作用下产生·OH，·OH能将烟气中的NO、SO2氧化。·OH产生机理如下： 反应Ⅰ：Fe3++H2O2===Fe2++·OOH+H+(慢反应)； 反应Ⅱ：Fe2++H2O2===Fe3++·OH+OH-(快反应)。 对于H2O2脱除SO2的反应：SO2(g)+H2O2(l)===H2SO4(l)，下列有关说法不正确的是 A.此反应的ΔS<0，ΔH<0 B.加入催化剂Fe2O3，此反应的ΔH不变 C.向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快 D.与Fe2O3作催化剂相比，相同条件下Fe3O4作催化剂时单位时间内SO2脱除率可 能更高 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 SO2(g)+H2O2(l)===H2SO4(l)的ΔS<0，该反应能自发进行，即ΔG=ΔH-TΔS<0时自发，则该反应的ΔH<0，A正确； 加入催化剂Fe2O3，降低反应活化能，不改变反应的ΔH，B正确； 向固定容积的反应体系中充入He，各组分的浓度没有改变，反应速率不受影响，C错误； Fe3O4中既有+2价的铁，又有+3价的铁，因此Fe3O4的催化效率比Fe2O3更高，相同条件下作催化剂时单位时间内SO2脱除率可能更高，D正确。 15 16 17 7.温度为T1时，将等物质的量的CO2和H2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应：CO2(g)+H2(g)　　HCOOH(g)　ΔH=31 kJ·mol-1。实验测得：v正=k正·c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆·c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数，T1时，该反应的平衡常数K=1。下列有关说法正确的是 A.若反应正向进行还未达到平衡时，体系中存在：c(CO2)·c(H2)<c(HCOOH) B.T1时，CO2的平衡转化率为50% C.升高温度k正增大，k逆减小 D.当温度改变为T2时，k正=0.9 k逆，则T2<T1 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 c(CO2)·c(H2)<c(HCOOH)，则Qc=>1，则反应逆向进行，A错误； T1时，将等物质的量的CO2和H2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应：CO2(g)+H2(g)　　HCOOH(g)　K=1，设CO2与H2的初始浓度为a mol·L-1，假设CO2的转化率为50%时反应达平衡状态，列三段式如下： 　　　　　　　　　CO2(g)+H2(g)　　HCOOH(g) 起始浓度/(mol·L-1)　a　　　　a　　　 0 转化浓度/(mol·L-1)　0.5a　　0.5a　　　0.5a 平衡浓度/(mol·L-1)　0.5a　　0.5a　　　0.5a 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 此时K===，不一定等于1，说明假设不成立，B错误； 升高温度k正、k逆均增大，C错误； 反应达到化学平衡时，v正=v逆，则k正·c(CO2)·c(H2)=k逆·c(HCOOH)，所 以==K，当温度改变为T2时，k正=0.9k逆，则K=0.9<1，反 应为吸热反应，所以温度T2<T1，D正确。 8.(2024·南京高二检测)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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。 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 9.(2024·连云港期中)利用CO2和H2合成甲醇，可以减少CO2的排放。涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)　　CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1<0 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)　　CO(g)+H2O(g)　ΔH2>0 在1 L密闭容器中通入1 mol CO2和2.44 mol H2， 选择合适的催化剂反应，甲醇的选择性[×100%]和CO2的平衡转化 率随温度的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 A.曲线a表示甲醇的选择性 B.其他条件不变，增大压强可提高平衡时 CH3OH的体积分数 C.553 K时，反应Ⅱ的平衡常数K=0.1 D.553 K时，反应Ⅰ和反应Ⅱ参加反应的氢 气物质的量之比为9∶2 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，甲醇的选择性降低，曲线a表示甲醇的选择性，曲线b表示CO2的平衡转化率，A正确； 其他条件不变，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，反应Ⅰ平衡正向移动，可提高平衡时CH3OH的体积分数，B正确； 553 K时CO2的平衡转化率是20%，甲醇的物质的量是1 mol×20%×60% =0.12 mol，则CO的物质的量为1 mol×20%-0.12 mol=0.08 mol，列式如下： 反应Ⅰ：　　　CO2(g)+3H2(g)　　CH3OH(g)+H2O(g) 变化/mol　　　0.12　　0.36　　　0.12　　　0.12 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 反应Ⅱ：　　 CO2(g) +　H2(g)　　　CO(g)+ H2O(g) 变化/mol　　　0.08　　　0.08　　　 0.08　　0.08 平衡/mol　　 1-0.2　　 2.44-0.36　　0.08　 0.12+0.08 　　　　　　 =0.8　　　-0.08=2　　　　　　 =0.2 体积保持1 L不变，553 K时，反应Ⅱ的平衡常数K==0.01，C错误； 由C项分析可知，反应Ⅰ参加反应的H2为0.36 mol，反应Ⅱ参加反应的H2为0.08 mol，所以反应Ⅰ和反应Ⅱ参加反应的H2的物质的量之比为9∶2，D正确。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 10.(2024·苏州期中)CH4与CO2混合气体在催化剂表面会发生积碳反应和消碳反应。反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。在其余条件不变的情况下，该催化剂表面积碳量随温度升高呈现先增大后减小的变化。   积碳反应 消碳反应 CH4(g)===C(s)+2H2(g) CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH 75 kJ·mol-1 172 kJ·mol-1 活化能 催化剂M 33 kJ·mol-1 91 kJ·mol-1 催化剂N 43 kJ·mol-1 72 kJ·mol-1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 下列关于升温过程中积碳、消碳反应的平衡常数(K)，反应速率(v)以及催化剂的说法正确的是 A.K积增加、K消减小 B.v消增加倍数比v积增加倍数大 C.K积减小倍数比K消减小倍数大 D.催化剂M优于催化剂N   积碳反应 消碳反应 CH4(g)===C(s)+2H2(g) CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH 75 kJ·mol-1 172 kJ·mol-1 活化能 催化剂M 33 kJ·mol-1 91 kJ·mol-1 催化剂N 43 kJ·mol-1 72 kJ·mol-1 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 积碳、消碳反应的正反应都是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K积、K消均增大，故A、C错误； 积碳量随温度升高呈现先增大后减小，说明后面的消碳反应速率比积碳反应的快，即v消增加倍数比v积增加倍数大，故B正确； 相对于催化剂M，催化剂N条件下，积碳反应的活化能大，则积碳反应的速率小；而消碳反应的活化能相对小，消碳反应速率大，因此催化剂M劣于催化剂N，故D错误。 11.(2024·苏州昆山市期中)丙烷(C3H8)催化氧化制丙烯(C3H6)的部分反应机理如图所示。下列说法正确的是 A.该反应的催化剂为NO2 B.增大NO的量，C3H8的平衡转 化率增大 C.由·C3H7生成丙烯的历程有2种 D.当存在反应NO+NO2+H2O===2HONO时，最终生成的水减少 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 根据反应机理图知，NO是催化剂，NO2是中间产物，增大NO的量，平衡不移动，不会改变C3H8的平衡转化率，A、B错误； 根据反应机理图，由·C3H7生成丙烯的历程有2种，C正确； 无论是否存在反应NO+NO2+H2O===2HONO，总反应都是丙烷和氧气反应生成丙烯和水，最终生成的水不变，D错误。 15 16 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 12.(2024·苏锡常镇四市高二调研)用草酸二甲酯(H3COOCCOOCH3)和氢气为原料制备乙二醇的反应原理如下： H3COOCCOOCH3(g)+2H2(g)　　H3COOCCH2OH(g)(乙醇酸甲酯)+CH3OH(g)　ΔH=-16.3 kJ·mol-1 H3COOCCH2OH(g)+2H2(g)　　HOH2CCH2OH(g)+CH3OH(g)　ΔH=-14.8 kJ·mol-1 在2 MPa条件下，将氢气和草酸二甲酯体积比(氢酯 比)为80∶1的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，草酸二甲酯的转化率、产物的选择性与温度的关系如图所示。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 产物的选择性=×100%，下列说法正确的是 A.曲线Ⅰ表示乙二醇的选择性随温度的变化 B.其他条件不变，增大压强或升高温度，草酸二 甲酯的平衡转化率均增大 C.其他条件不变，在190~195 ℃范围，随着温度 升高，出口处乙醇酸甲酯的量不断减小 D.其他条件不变，在190~210 ℃范围，随着温度升高，出口处甲醇和乙二醇的 物质的量之比[]减小 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据题意可知，乙醇酸甲酯的选择性与乙二醇的选择性之和为100%，故曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性随温度的变化，A项错误； 由于反应Ⅰ、Ⅱ均为放热反应，故其他条件不变，升高温度，草酸二甲酯的平衡转化率减小，B项错误； 根据题图，在190~195 ℃范围内，随温度升高，乙醇酸甲酯的选择性变化不大，而同时草酸二甲酯的转化率(曲线Ⅰ)明显增大，故出口处乙醇酸甲酯的量增加，C项错误； 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 设出口处含乙醇酸甲酯a mol，乙二醇b mol，则n(CH3OH)=(a+2b) mol， ==+2，根据题图可知随温度升高，变小，故 出口处甲醇和乙二醇的物质的量之比减小，D项正确。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 13.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点上移 C.反应②为S2O8I3-+I-→2S+I2 D.反应①为决速步，增大c(S2)，k增大，v加快 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 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正确； 由题干总反应：S2+3I-===2S+结合反应①S2+I-→S2O8I3-(慢)；反应③I2+I-→(快)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。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 二、非选择题 14.治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)+2CO(g)　　2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示。 (1)实验Ⅱ从开始至达到平衡时的平均反应速 率v(NO)=　　　　 　　。 1.75×10-3 mol·L-1·min-1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 设参加反应的NO为x mol，则： 　　　　　2NO(g)+2CO(g)　　2CO2(g)+N2(g) 起始/mol 　0.4　　　0.4　　　　0　　　0 转化/mol　 x　　　　x　　　　 x　　　0.5x 平衡/mol　0.4-x　　0.4-x　　　 x　　　0.5x 恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则(0.4+0.4)∶(0.4-x+0.4 -x+x+0.5x)=320∶250，解得x=0.35，故v(NO)==1.75×10-3 mol· L-1·min-1。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (2)与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验 Ⅲ 分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由分别为 实验Ⅰ：_________________________________ 　　　 　。 实验 Ⅲ：_________________________________ 　　　 　。 (3)三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为 　　 　　。 升高温度；达到平衡的时间比实验Ⅱ短，且起始压强增大 加催化剂；达到平衡的时间比实验Ⅱ短，平衡没有移动 αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 实验Ⅱ、Ⅲ相比平衡不移动，故CO的平衡转化率相等，即αⅡ(CO)= αⅢ(CO)，实验Ⅰ、Ⅱ相比，实验Ⅰ温度较高，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，CO的平衡转化率减小，即αⅠ(CO)<αⅡ(CO)，故αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (4)实验 Ⅲ 的平衡常数K=　　　　　。 17 150 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 实验Ⅱ、Ⅲ温度相同，平衡常数相同，结合(1)中计算可以知道平衡时： c(NO)==0.01 mol·L-1，c(CO)==0.01 mol·L-1，c(CO2)==0.07 mol·L-1，c(N2)==0.035 mol·L-1，实验Ⅲ的平衡常数K===17 150。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 15.氨具有广泛用途，工业上利用反应N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH<0合成氨，其基本合成过程如下： (1)某小组为了探究外界条件对反应的影响，以c0 mol·L-1 H2参加合成氨的反应，在a、b两种条件下分别达到平衡，测得H2的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题： ①a条件下，O~t0 min的平均反应速率v(N2)=_______mol· L-1·min-1。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 a条件下，O~t0 min的平均反应速率v(N2)=v(H2)= = mol·L-1·min-1。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ②相对a而言，b可能改变的条件是　　　 　。 增大c(N2)(其他合理答案也可) a、b条件下氢气的起始浓度相同，b条件下达到平衡的时间缩短，说明反应速率增大，平衡时氢气的浓度减小，说明平衡正向移动，所以改变的条件可能是增大c(N2)。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ③在a条件下，t1时刻将容器容积压缩至原来的，t2时刻重新建立平衡状态。请在图甲中画出t1~t2时刻c(H2)的变化曲线。 答案　 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 在a条件下，t1时刻将容器容积压缩至原来的，则t1时刻氢气的浓度变成2c1×10-2 mol·L-1，增大压强，平衡正向移动，氢气的浓度减小，t2时刻达到新的平衡时氢气的浓度大于c1×10-2 mol·L-1。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (2)某小组向一恒温恒压容器中充入9 mol N2和23 mol H2，模拟合成氨的反应，图乙为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60 MPa下达到平衡： ①此时N2的平衡分压为　　MPa，H2的平衡分压为 　　　MPa(分压=总压×物质的量分数)。 9 15 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 若体系在T2、60 MPa下达到平衡，同温同压下，气体的体积分数等于其物质的量分数，设平衡时n(NH3)=x mol，则： 　　　　　　　N2(g)　+　3H2(g)　　2NH3(g) 起始量/mol　　 9　　　　 23　　　　0 变化量/mol　　 0.5x　　　1.5x　　　 x 平衡量/mol　　 9-0.5x　　23-1.5x　　 x 平衡时氨气的体积分数为×100%=60%，x=12，故氮气的平衡分压为×60 MPa=9 MPa，氨气的平衡分压为60%×60 MPa=36 MPa， 氢气的平衡分压为60 MPa-9 MPa-36 MPa=15 MPa。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ②计算此时的平衡常数Kp=　　 　　(用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效数字)。 0.043 MPa-2 此时的平衡常数Kp=≈0.043 MPa-2。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (3)分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是______________________ 　　　　　 　　。 及时分离出液氨，c(NH3)减小，使平衡向生成NH3的方向移动，增大原料利用率(或NH3产率) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 16.(1)Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)+O2(g)　　2Cl2(g)+2H2O(g)。刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时，HCl的平衡转化率随温度变化的关系如图甲： 可知反应平衡常数K(300 ℃)　　　(填“大于”或“小于”)K(400 ℃)。设HCl初始浓度为c0 mol·L-1，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据 大于 计算K(400 ℃)=　　 　　(列出计算式)。按化学计量数之比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高的不利影响是　　 　　。 HCl的转化率减小 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据图甲可知，进料浓度比相同时，温度越高HCl的平衡转化率越低，说明该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则温度越高平衡常数越小，所以反应平衡常数K(300 ℃)>K(400 ℃)；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)的比值越大，HCl的平衡转化率越低，根据图甲可知，温度相同时HCl转化率最高的曲线对应的进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1，该曲线中400 ℃时HCl的平衡转化率为84%， 　　　　　　　4HCl(g)　+　O2(g)　　　2Cl2(g)+2H2O(g) 起始/(mol·L-1)　　c0　　　　c0　　　　　0　　　　0 转化/(mol·L-1)　　0.84c0　　0.21c0　　　0.42c0　　0.42c0 平衡/(mol·L-1)　　c0-0.84c0　c0-0.21c0　　0.42c0　　0.42c0 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 K(400 ℃)===；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高时，O2的浓度较低，导致HCl的转化率减小。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (2)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc(Pa)如图乙所示。  ①由图乙分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 减小 由图乙分析可知，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压pc增大，说明平衡逆向移动，脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ②反应Cl+2S　　2S+Cl-的平衡常数的表达式为K=　　 　　。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17.(2024·徐州部分学校开学考)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，反应如下： 反应ⅰ：CH4(g)+H2O(g)　　 CO(g)+3H2(g)　ΔH1=206 kJ·mol-1； 反应ⅱ：CH4(g)+2H2O(g)　　CO2(g)+4H2(g)　ΔH2=165 kJ·mol-1。 (1)反应ⅲ：CO2(g)+H2(g)　　CO(g)+H2O(g)的ΔH3=　　 　　；若在一定温度下的容积固定的密闭容器中进行该反应，则可以提高CO2转化率的一条措施为　　　　　 　　　　　　　，下列说法可以证明该反应已达到平衡状态的是　　(填字母)。 a.v正(CO2)=v正(H2) b.容器内气体压强不再改变 c.H2的浓度不再改变 d.CO和H2O的浓度之比为1∶1 41 kJ·mol-1 增大H2浓度(或将CO或H2O从体系中移出) c 根据盖斯定律，反应ⅲ可以由反应ⅰ-反应ⅱ得到，则ΔH3=ΔH1-ΔH2=206 kJ· mol-1-165 kJ·mol-1=41 kJ·mol-1。在一定温度下，因该反应为反应前后气体分子数不变的反应，不能通过改变压强使平衡移动，为了提高二氧化碳的转化率，可以增大H2浓度，将CO或H2O从体系中移出。两个都描述的是正反应速率，不能判断反应是否达到平衡，a错误； 该反应为反应前后气体分子数不变的反应，压强始终不变，b错误； 体系中任一物质的浓度不变，则反应达到平衡，c正确； CO和H2O均为生成物且化学计量数之比为1∶1，即整个过程中CO和H2O的浓度之比始终为1∶1，d错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (2)对于反应ⅰ，向体积为2 L的恒容密闭容器中，按=1∶1投料。 ①若在恒温条件下，反应达到平衡时CH4的转化率为50%，则平衡时容器 内的压强与起始压强之比为　　(最简单整数比)。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据题意=1∶1，设起始时n(H2O)=n(CH4)=1 mol，反应达平衡时 CH4的转化率为50%，即平衡时CH4转化1 mol×50%=0.5 mol，列三段式： 　　　　　　CH4(g)+H2O(g)　　CO(g)+3H2(g) 起始/mol　　1　　　　1　　　　0　　　0 变化/mol　　0.5　　　0.5　　　 0.5　　1.5 平衡/mol　　0.5　　　0.5　　　 0.5　　1.5 恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则==。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ②其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点　　　(填“是”或“不是”)化学平衡状态，CH4的转化率：c点>b点，原因是________________ _______________________________________________________________ 　　　 　。 b、c两点均未达到化学平衡状态，从b点到c点，随温度升高，反应速率加快，相同时间内CH4转化率增大 不是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 从题图中可以看出，三种催化剂对应的反应速率不同，其中催化剂Ⅰ对应的反应速率最快，催化剂Ⅲ对应的反应速率最慢，但平衡时甲烷的转化率相同，所以a点不是平衡状态；b、c两点均未达到化学平衡状态，从b点到c点，随温度升高，反应速率加快，相同时间内CH4转化率增大。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (3)某科研小组研究了反应ⅱ的动力学，获得其速率方程v=k·cm(CH4)·c0.5(H2O)，k为速率常数(只受温度影响)，m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速率如下： 实验序号 c(H2O)/(mol·L-1) c(CH4)/(mol·L-1) v/(mol·L-1·s-1) 1 0.100 0.100 1.2×10-2 2 0.100 0.200 2.4×10-2 CH4的反应级数m=　　，当实验2进行到某时刻，测得c(H2O)=0.040 mol·L-1，则此时的反应速率v=　　　　 mol·L-1·s-1。 1 0.013 6 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据题意，实验1和实验2对应的浓度不同，测得的反应速率不同，将实验1和实验2数据代入速率方程可得m=1、k的数值约为0.4；当实验2进行到某时刻，测得c(H2O)=0.040 mol·L-1，则c(CH4)=0.200 mol·L-1- =0.17 mol·L-1， 代入v=k·c(CH4)·c0.5(H2O)得v=0.013 6 mol·L-1·s-1。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (4)甲烷、水蒸气催化重整制备高纯氢只发生反应ⅰ、反应ⅱ。在恒温、恒压条件下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为a， CO2(g)的物质的量为b mol，则反应ⅰ的平衡常数Kx=___________________ [写出含有a、b的计算式；对于反应mA(g)+nB(g)　　pC(g)+qD(g)，Kx= ，x为物质的量分数]。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 根据C原子守恒，平衡时，n(CO2)+n(CO)=n转化(CH4)=1 mol×a=a mol，n(CO)=(a-b) mol，则： 　　　　　　　　CH4(g)+H2O(g)　　CO(g)+3H2(g) 转化/mol　　　　 a-b　　a-b　　　 a-b　 3(a-b) 　　　　　　　　CH4(g)+2H2O(g)　　CO2(g)+4H2(g) 转化/mol　　　　　b　　　2b　　　　b　　 4b 平衡时，n(CH4)=(1-a)mol，n(H2O)=(1-a-b)mol，n(H2)=(3a+b)mol，n总 =(2+2a)mol，则Kx===。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 本课结束 专 题 2 $