第二章 化学反应速率与化学平衡 测试题--2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡测试题 一、单选题 1．可逆反应3X(l)+Y(g)⇌2Z(g)+2Q(g)  在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是 A． B． C． D． 2．化学与生产、能源、科技发展密切相关，下列说法正确的是 A．煤炭充分燃烧放出的热量更多，因此煤炭充分燃烧的大于不充分燃烧的 B．工业合成氨采用升温条件，目的是既加快反应速率，又提高平衡时氨气的产率 C．利用太阳能将转化为甲醇燃料，该过程实现了太阳能向化学能的转化 D．向食品包装袋中放置铁粉，是通过增大反应物接触面积，加快食品的氧化反应速率，延缓食品变质 3．25℃，2 L密闭容器中发生反应：，三种气体初始物质的量和平衡物质的量如下表，假设反应5 s时达到平衡状态，下列说法错误的是 物质 X Y Z 初始物质的量/mol 0.2 0.4 0 平衡物质的量/mol 0.1 0.1 0.2 A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．该温度下，其平衡常数为1600 C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D．0～5 s内，X的平均反应速率为 4．化学反应进行的方向是一个比较复杂的问题。下列有关说法正确的是 A．反应的 B．在不同状态时的熵值： C．反应能否自发进行与温度无关 D．或的反应一定能自发进行 5．传统的Haber—Bosch法目前仍是合成氨的主要方式，反应原理为  ，反应条件为高温高压、催化剂，下列有关合成氨反应的说法正确的是 A．工业上合成氨条件选择中，压强越大越好，有利于提高产率 B．加入适宜催化剂，增大了反应物分子中活化分子的百分数 C．将氨气及时液化分离，可加快速率 D．从勒夏特列原理角度分析，500℃左右比室温更有利于合成氨反应平衡正向进行 6．图1是测定铁屑与稀硫酸反应速率的装置图(每次用相同体积的硫酸，忽略反应前后溶液体积变化)，下列说法不正确的是 A．关闭分液漏斗的活塞，把注射器活塞拉到10 mL处，10 s后缓慢松开活塞，回到0处，说明装置的气密性良好 B．反应速率的测定：相同时间收集氢气体积的大小或收集同体积的气体所需要的时间 C．图2中，AB段变化的原因是开始时硫酸的浓度比较大 D．为了增大反应速率，可以把铁屑换成铁粉，或适当增大硫酸的浓度 7．如图表示，，判断下列图像错误的是 A． B． C． D． 8．在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有 ①容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2:1:1 ②C(g)的物质的量浓度不变 ③混合气体的压强不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤单位时间内生成n mol D，同时消耗2n mol A ⑥容器内温度不变 ⑦混合气体的密度不变 ⑧某时刻且不等于零 A．②③④⑤⑦⑧ B．①③④⑤⑦⑧ C．②③④⑤⑥⑧ D．②③④⑥⑦ 9．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 ①在含有的红色溶液中加铁粉，振荡静置，溶液颜色变浅或褪去 ②Na(l)+KCl(l)=K(g)+NaCl(l)，工业上将钾蒸气从反应混合体系中分离出来，以制备金属钾 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④恒温恒压的容器中有，若通入Ar，气体的颜色先变浅后逐渐加深 ⑤镁和盐酸反应，速率先快后慢 ⑥由(g)、(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 A．①②⑥ B．①③⑥ C．⑤⑥ D．②③ 10．在的反应中，现采取下列措施，其中能够使反应速率增大的措施是 ①缩小体积，增大压强 ②增加碳的量 ③恒容下通入 ④恒容下充入 ⑤恒压下充入 ⑥及时排出生成的 ⑦将碳粉碎 ⑧升高温度 A．①④⑧ B．②③⑤⑥⑧ C．①③⑦⑧ D．①②④⑧ 11．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：，平衡时测得C的浓度为1 mol/L。若保持温度不变，将容器的体积压缩到原来的一半，再次达到平衡时，测得C的浓度变为1.8 mol/L。下列有关判断不正确的是 A． B．C的体积分数增大 C．B的转化率降低 D．混合气体的平均相对分子质量增大 12．的速率和平衡的影响图像如图，下列判断正确的是 A．由图甲可知，该反应正反应为吸热反应 B．由图乙可知，该反应： C．图丙中，表示反应速率的是点3 D．图丁中，若，则a曲线一定使用了催化剂 13．在容积不变的密闭容器中，充入0.1mol的CO2(g)和0.3mol H2(g)，发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌H2O(g)+CH3OH(g)。得到平衡时甲醇的产率与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．平衡常数：K(c)>K(b) B．反应速率：v(a)<v(b) C．混合气体中氧元素的质量：m(a)=m(b)=m(c) D．混合气体的密度：ρ(a)=ρ(b)=ρ(c) 14．是常用的氧化剂。一定温度下，在恒温恒容密闭容器内发生反应： ，实验测得的数据如下表。下列说法正确的是 时间/s 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 5.00 3.50 2.40 1.75 1.23 1.00 1.00 A．1000 s内，生成的平均反应速率为 B．当产物中与比值保持不变时，反应达到平衡状态 C．该温度下，反应的平衡常数 D．3000 s时，向该容器中通入一定量Ar，再次达到平衡时，减小 15．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol a和2 mol b进行如下反应： ΔH＞0，10 min后反应达到平衡，测得生成1.6 mol c 。下列说法正确的是 A．10 min内，用a表示的平均反应速率为0.12 mol/(L·min) B．升高该体系的温度，化学平衡常数减小 C．该反应的化学平衡常数表达式为 D．平衡时，密闭容器中b的体积分数是25% 二、填空题 16．合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。回答下列问题： (1)工业合成氨的反应为。在容积为2L的密闭容器中，通入a mol 和b mol ，若在一定条件下t min后反应达到平衡，平衡后容器中剩余c mol 。 ①达到平衡时，的转化率为________(用含a、b、c的式子表示)。 ②若把容器的容积缩小一半，则正反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，的转化率________。 (2)在合成氨工业中，原料气(、及少量CO、的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的CO，其反应为：  。铜氨液吸收CO适宜的生产条件是________。 (3)合成氨工业中采用循环操作，主要是为了________(填序号)。 a．增大化学反应速率    b．提高平衡混合物中氨的含量 c．降低氨的沸点    d．提高氮气和氢气的利用率 (4)合成氨气的氢气可由天然气制备。 ①其反应为  ，该反应自发的条件是________(填“低温自发”、“高温自发”或“任意温度自发”)。 ②为提高的平衡转化率，可采用的措施是________(填序号)。 a．增大的浓度    b．低温    c．低压    d．使用合适的催化剂 17．某温度下，在密闭容器中充入一定量，发生反应：        加入催化剂(虚线表示)，反应达到平衡所需时间大幅缩短。 (1)可能的反应历程示意图为__________。 A． B． C． D． (2)其他条件不变，加入催化剂后，从有效碰撞理论的角度来看，下列说法正确的是__________。 A．活化分子总数增大 B．活化分子百分数不变 C．活化分子均发生了有效碰撞 D．反应的活化能降低 18．为了缓解温室效应，科学家提出了多种回收和利用CO2的方案。其中一种方案是利用CO2制备CH4300 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和8 mol H2，发生反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH，混合气体中CH4的浓度与反应时间的关系如图所示。 (1)①从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)=_____________。 ②300 ℃时，反应的平衡常数K=________。 ③保持温度不变，向平衡后的容器中再充入2 mol CO2和8 mol H2，重新达到平衡时CH4的浓度____ (填字母)。 A．等于0.8 mol·L-1                           B．等于1.6 mol·L-1     C．0.8 mol·L-1<c平(CH4)<1.6 mol·L-1      D．大于1.6 mol·L-1 (2)300 ℃时，如果该容器中有1.6 mol CO2、2.0 mol H2、5.6 mol CH4、4.0 mol H2O(g)，则v(正)___(填“>”“<”或“=”)v(逆)。 (3)已知200 ℃时，该反应的平衡常数K=61.8 mol-2·L2则ΔH___(填“>”“<”或“=”)0。 19．金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石转化为，再进一步还原得到钛。回答下列问题： (1)转化为有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： (ⅰ)直接氯化：  ， (ⅱ)碳氯化：  ， ①反应的为___________，___________Pa。 ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是___________。 ③对于碳氯化反应：增大压强，平衡___________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)在，将、C、以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①下列说法中能表明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 a．气体密度不变                 b．气体平均摩尔质量不变 c．CO(g)的浓度不变              d．v正(Cl2)=2v逆(O2) ②反应的平衡常数___________。 ③图中显示，在平衡时几乎完全转化为，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是___________。 (3)碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于“固-固”接触的措施是___________。 三、计算题 20．在容积为的密闭容器中进行如下反应：，开始时为，为；5 min末时测得的物质的量为，用表示的化学反应速率为。计算： (1)5 min末A的物质的量浓度为_______________。反应进行5min时A的转化率为_______。 (2)前5 min内用B表示的化学反应速率为_______________。 (3)化学方程式中n值为_______________。 (4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ① ② ③ ④ 其中反应速率最快的是_________（填编号）。 (5)下列措施能增大反应速率的是_________。 A．升高温度 B．降低压强 C．减小B的浓度 D．将反应容器体积缩小 (6)下列措施不能提高活化分子百分数的是_________。 A．升高温度 B．降低压强 C．减小B的浓度 D．加入合适的催化剂 21．在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，化学平衡常数K与温度T的关系如下表： T/℃ 700 800 850 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)升高温度，化学平衡向__________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 (2)若某温度下，平衡浓度符合下列关系；c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，此时的温度为____________；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，则此时反应所处的状态为____________。(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。 (3)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将0.10mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 ①H2S的平衡转化率α1=________%，反应平衡常数K=________(保留三位有效数字)。 ②在620K时重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2______(填“>”“<”或“=”，下同)α1，该反应的______0。 四、解答题 22．某小组学生利用控制变量法的科学思想，设计了如下定性探究影响化学反应速率因素的实验。可选试剂：5% 溶液、溶液、蒸馏水、溶液、溶液、溶液。请按要求回答下列问题。 (1)小组确定本次实验探究的反应原理及其对应的预期现象(填充空白) 化学方程式 预期的实验现象 ⅰ ①____________________________________________ 产生气泡的快慢 ⅱ 溶液出现浑浊的快慢 (2)学生甲选择原理ⅰ，探究催化剂对该反应速率的影响，必选试剂除5% 溶液外，还应选_________________。 (3)学生乙选择原理ⅱ，设计如图所示对比实验，探究溶液浓度对该反应速率的影响，试剂X为______________________，其用量为：______________________。 (4)学生丙选择原理ⅱ设计对比实验，探究影响反应速率的因素，数据如下表所示： 实验 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/() 体积/mL 浓度/() 体积/mL 体积/mL 温度/℃ Ⅰ 0.1 1 0.5 1 V 30 Ⅱ 0.1 2 0.5 1 7 a Ⅲ 0.1 2 0.5 1 7 10 ①对比实验Ⅰ、Ⅱ，为探究____________________对该反应速率的影响。 ②________________________。 ③________________________，加入V mL水的目的是________________________。 ④对比上述实验数据，推测反应速率最快的是________________________(填实验编号)。 23．工业上合成氨的化学反应为 。在容积为10L的密闭容器中，通入4 mol和12 mol在一定条件下进行反应，4s后达到平衡状态，此时NH3的体积分数为25%。请回答下列问题： (1)该反应的______0，在______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)易自发进行。 (2)4 s内，用表示的平均反应速率是______。 (3)在该条件下的最大转化率是______；混合气体中H2的物质的量是______。 (4)为了提高氨气的平衡产率，可以选择的方法是______(填序号)。 ①升高温度 ②增大压强 ③使用催化剂 ④及时分离出 (5)合成氨工业中采用循环操作，主要是为了______。 A．增大化学反应速率 B．提高平衡混合物中氨的含量 C．降低氨的沸点 D．提高氮气和氢气的利用率 (6)反应前需要对原料气进行净化，其目的是______。 参考答案 1．B 【详解】X为液态，液态物质不比较速率，；；，所以反应速率最快的是B； 故选B。 2．C 【详解】A．燃烧是放热反应，。相同量的煤炭充分燃烧比不充分燃烧放出的热量更多，其焓变的绝对值更大，焓变数值更小，因此充分燃烧的小于不充分燃烧的，A错误； B．合成氨反应为，。升温能加快反应速率，但使平衡向吸热的逆反应方向移动，降低平衡时氨气的产率，B错误； C．利用太阳能将转化为甲醇燃料，太阳能以化学能的形式储存于甲醇中，实现了太阳能向化学能的转化，C正确； D．铁粉作为脱氧剂与氧气反应，消耗包装袋内的氧气，使氧气浓度降低，从而减慢食品的氧化反应，延缓食品变质。放置铁粉并不是增大食品与氧气的接触面积；加快食品的氧化反应会促进食品变质，不能延缓食品变质，D错误； 故选C。 3．C 【详解】A．X初始物质的量为0.2 mol，平衡时的物质的量为0.1 mol，转化的物质的量为，X的转化率为，A正确； B．平衡常数，B正确； C．增大压强，平衡向着气体体积减小的方向移动，即平衡向生成Z的方向移动，平衡常数只受温度影响，增大压强，平衡常数不变，C错误； D．0～5 s内，X的平均反应速率为=，D正确； 故选C。 4．B 【详解】A．该反应反应物中存在1mol气态物质，反应后全部变为液态物质，体系的混乱度减小，因此熵变，A错误； B．对于同一种物质，熵值的大小规律为气态>液态>固态，因此1mol的熵值：，B正确； C．根据反应自发进行的判据，该反应，同时反应后气体分子数增多，只有在高温下才能满足，反应可以自发进行，低温下反应不能自发，因此能否自发和温度有关，C错误； D．反应自发进行的判据是，仅（比如焓减熵减的低温自发、高温不自发反应）或仅（比如熵增焓增的高温自发、低温不自发反应）都不能保证反应一定在任意条件下自发进行，D错误； 故选B。 5．B 【详解】A．增大压强虽有利于平衡正向移动、提高氨的产率，但压强越大对设备强度、动力和成本的要求越高，工业上要综合经济效益选择适宜压强，并非“越大越好”，A错误； B．催化剂能降低反应的活化能，使更多的反应物分子成为活化分子，活化分子百分数增大，B正确； C．将氨及时液化分离，使生成物浓度减小、平衡正向移动，可提高原料转化率，但反应物浓度随之减小，反应速率并不会加快，C错误； D．合成氨正反应放热，从平衡角度温度越低越有利于平衡正向移动；选择500℃左右主要是为了保证催化剂活性和较快的反应速率，D错误； 故选B。 6．C 【详解】A．检查含注射器活塞装置的气密性最常用的方法为：把注射器活塞拉一定刻度，一段时间后缓慢松开活塞，若活塞自动回到0处，说明装置的气密性良好，A正确； B．该实验通过观察注射器活塞的移动，测定相同时间收集氢气体积的大小或收集同体积的气体所需要的时间，从而测定出反应速率，B正确； C．硫酸与铁反应放热，因此AB段因温度升高而反应速率加快，BC段下降是因为酸的浓度降低，C错误； D．把铁屑换成铁粉或适当增大硫酸的浓度均可增大反应速率，D正确。 故本题选C。 7．B 【详解】 A．升高温度能加快反应速率，因此500℃时达到平衡所需的时间较短。该反应的正反应放热，升温使平衡逆向移动，因此500℃时A的平衡转化率低于400℃时的平衡转化率。500℃曲线较早进入平台且平台较低，与图像一致，A正确； B．恒温压缩容器、增大压强时，各气体浓度先增大，平衡随后向气体分子数减少的方向移动。该反应两侧气体的化学计量数之和分别为3和4，因此增压使平衡逆向移动，A的平衡转化率应随压强增大而降低。正反应放热，相同压强下，升高温度使平衡逆向移动，因此100℃时A的平衡转化率应低于10℃时的平衡转化率。题中两条曲线均随压强增大而上升，且同一压强下100℃曲线高于10℃曲线，这两处均不符合反应规律。正确的定性图像为，B错误； C．温度由400℃升高到500℃时，正、逆反应速率均增大。正反应放热，升温使平衡逆向移动，所以升温后瞬间。随后A、B的浓度增大，C的浓度减小，正反应速率逐渐增大、逆反应速率逐渐减小，直至两者重新相等，与图像一致，C正确； D．图中改变压强后，正、逆反应速率同时增大，可表示压缩容器、增大压强的过程，即。压缩瞬间各气体浓度增大，正、逆反应速率均增大；由于正反应使气体分子数增多，加压后平衡逆向移动，所以改变压强后瞬间。随后A、B的浓度继续增大，C的浓度逐渐减小，正反应速率增大、逆反应速率减小，直至两者重新相等，与图像一致，D正确； 故选B。 8．D 【分析】正反应每消耗2 mol A，同时生成1 mol C和1 mol D，因此反应进行时气体总物质的量不变。B为固体，正反应消耗B会使气体总质量增大，逆反应则使气体总质量减小，不能把整个体系的质量不变理解为气体总质量不变。此外，容器绝热，反应的热效应会引起体系温度变化；容器恒容，气体总物质的量又不变，气体压强随温度变化。这些关系可用于判断所给的“不变”是否表明反应达到平衡。 【详解】①化学方程式中的化学计量数之比表示各物质的反应量之比，不是平衡时各物质浓度必须满足的比例。A、C、D的浓度之比为2:1:1，不能说明正、逆反应速率相等，不能表明反应达到平衡状态； ②C是反应中的气体生成物，容器体积不变，其物质的量浓度不变，说明单位时间内生成C和消耗C的物质的量相等，能表明反应达到平衡状态； ③设气体压强为p、体积为V、总物质的量为、热力学温度为T，由（R为气体常量）可知，在和V均不变时，压强不变说明温度不变。容器绝热，反应未达到平衡时，反应的热效应会引起温度变化，因此压强不变能表明反应达到平衡状态； ④混合气体的平均相对分子质量不变，说明其平均摩尔质量不变。设气体总质量为，由可知，气体总物质的量不变时，平均摩尔质量不变说明气体总质量不变。由于正反应使气体总质量增大、逆反应使气体总质量减小，气体总质量不变说明正、逆反应造成的质量变化相互抵消，能表明反应达到平衡状态； ⑤生成D和消耗A都表示正反应方向，且二者的反应量始终符合化学计量数之比。该描述没有体现逆反应速率，不能表明反应达到平衡状态； ⑥容器绝热，未达到平衡时，正、逆反应的热效应不能相互抵消，体系温度会发生变化。温度不变说明正、逆反应的热效应相互抵消，能表明反应达到平衡状态； ⑦气体密度，容器体积不变，密度不变说明气体总质量不变。由于B为固体，反应进行会改变气体总质量，故气体密度不变能表明反应达到平衡状态； ⑧正、逆反应速率必须按化学计量数换算后相等。达到平衡时，单位时间内正反应消耗A的物质的量应为逆反应消耗C的物质的量的2倍，正确关系为。题给关系不符合这一比例，不能表明反应达到平衡状态。 综上，能表明反应达到平衡状态的是②③④⑥⑦，故选D。 9．C 【详解】①的红色溶液中存在平衡，加铁粉发生反应，Fe3+浓度减小，平衡正向移动，溶液颜色变浅或褪去，①能用勒夏特列原理解释； ②Na(l)+KCl(l)=K(g)+NaCl(l)，工业上将钾蒸气从反应混合体系中分离出来平衡正向移动，生成更多的金属钾，②能用勒夏特列原理解释； ③氯气溶于水存在平衡，饱和食盐水中Cl-浓度大，平衡逆向移动，降低Cl2溶解度，③能用勒夏特列原理解释； ④恒温恒压，通入Ar，容器体积变大，各物质浓度瞬间减小（颜色先变浅），平衡，向气体分子数增多方向（左）移动，NO2浓度回升，颜色逐渐加深，④能用勒夏特列原理解释； ⑤镁与盐酸的反应是非平衡反应（单向进行的反应），反应放热速率变快，后随着反应进行H+浓度减小，速率变慢，与勒夏特列原理无关； ⑥由(g)、(g)和HI(g)组成的平衡体系存在，该反应反应前后气体分子数相等，加压不会使平衡发生移动，但加压使容器体积减小，I2浓度增大，颜色变深。与勒夏特列原理无关； 综上所述不能用勒夏特列原理解释的是⑤⑥，故答案选C。 10．C 【详解】①缩小体积增大压强，气体浓度升高，反应速率增大； ②碳为固体，增加用量不改变浓度，反应速率不变； ③恒容下通入，反应物浓度增大，速率增大； ④恒容下充入，体系总压增大但参与反应的、浓度不变，反应速率不变， ⑤恒压下充入，容器体积增大，反应气体浓度减小，速率减小； ⑥及时排出，生成物浓度降低，反应速率减小； ⑦将碳粉碎，增大固气接触面积，速率增大； ⑧升高温度，有效碰撞概率提升，反应速率增大，故符合题意的有①③⑦⑧，C正确。 故答案选C。 11．B 【分析】平衡时测得C的浓度为1 mol/L。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，若平衡不移动，C的浓度应为2 mol/L，但再达到平衡时，测得C的浓度变为1.8 mol/L，说明反应逆向移动。 【详解】A．根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即，故A正确； B．平衡逆向移动，C的体积分数减小，故B不正确； C．平衡逆向移动，B的转化率降低，故C正确； D．平衡向逆反应方向移动，气体的总质量不变而总物质的量在减小，所以混合气体的平均相对分子质量增大，故D正确； 选B。 12．C 【详解】A．温度越高，反应速率越快，且达到平衡需要的时间越短，由图甲可知，；温度升高，C的百分含量减少，说明平衡逆向移动，而升高温度向吸热方向移动，所以该反应正反应为放热反应，A错误； B．由图乙可知，增大压强，正、逆反应速率都加快，且v(逆)增大幅度大于v(正)，平衡逆向移动，压强增大，向气体体积减小的方向移动，该反应，B错误； C．图丙中，曲线上点为平衡点，正逆反应速率相等，点1对应的转化率大于平衡转化率，反应逆向进行才能达到平衡；点3转化率小于平衡转化率，反应正向进行才能达到平衡，则反应速率，C正确； D．图丁中，若，该反应为气体体积不变的反应，图中a、b平衡状态相同，则a曲线可能使用了催化剂或增大压强，D错误； 故选C。 13．A 【详解】A．该反应甲醇产率随温度升高而降低，说明正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，平衡常数减小，c点温度高于b点，故，A错误； B．温度越高反应速率越快，b点温度高于a点，故，B正确； C．反应体系中所有物质均为气体，根据氧元素守恒，混合气体中氧元素总质量始终不变，故，C正确； D．容器容积不变，反应前后气体总质量不变，根据可知混合气体密度始终不变，故，D正确； 故选A。 14．C 【详解】A．1000 s内，，根据反应计量关系，，，A错误； B．反应过程中产物与的物质的量之比始终为，比值恒定与是否达到平衡无关，B错误； C．平衡时，则，，平衡常数，C正确； D．恒温恒容下通入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，不变，D错误； 故选C。 15．D 【详解】A．生成，根据反应计量关系，消耗A的物质的量为，容器体积为2 L，10 min内用A表示的平均速率，不是，A错误； B．该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，化学平衡常数增大，而非减小，B错误； C．平衡常数表达式中不能写入固体物质的浓度，C是固体，因此正确表达式为，C错误； D．生成时，消耗b的物质的量为，平衡时剩余b为；由于c是固体，体系气体总物质的量为：剩余a（）+剩余b（）+生成d（），B的体积分数等于其物质的量分数：，D正确； 故选D。 16．(1) 增大 增大 (2)低温、高压 (3)d (4) 高温自发 ac 【详解】（1）列三段式如下： 的转化率；把容器的容积缩小一半，相当于使压强增大，反应速率增大，反应向气体分子数减小的方向移动，即正反应方向移动，此时的转化率增大； （2）该反应为放热反应，同时也为气体分子数减小的反应，因此，降低温度和增大压强都会使反应正向移动，所以适宜的生产条件为低温、高压； （3）a．循环操作是将未反应的原料气回收再利用，它并不改变单位时间内分子的碰撞频率或活化能，因此不能直接增大化学反应速率，a错误； b．根据化学平衡移动原理，平衡混合物中氨的含量（即产率）主要取决于反应温度和压强。降低温度、增大压强有利于平衡向生成氨的方向移动，从而提升氨的含量。循环操作是在平衡发生之后将未转化的气体重新导入，它改变的是原料的总转化量，不会改变反应达到平衡时的转化率（即平衡时混合气体的成分比例），b错误； c．物质的沸点是其本身的物理性质，受外界压强等因素影响，但循环操作这一工艺流程并不能改变氨的沸点。工业上分离氨气是通过加压、降温使其液化，而不是靠“降低沸点”来实现的，c错误； d．这也是合成氨工业采用循环操作的根本目的。由于合成氨反应是可逆反应，反应物无法一次性全部转化为生成物。经过冷凝分离出氨气后，剩余的氮气和氢气如果直接排放会造成极大的原料浪费和环境污染。循环操作将这些未反应的气体重新送回合成塔参与反应，从而大大提高了原料（氮气和氢气）的利用率，降低生产成本，提高经济效益，d正确； 故选d。 （4）①该反应气体分子数增大，所以，又因为所以该反应为高温自发反应； ②a．增大反应物的浓度会使反应平衡正向移动，可以提高的平衡转化率，a正确； b．该反应为吸热反应，降低温度会使反应平衡逆向移动，因此低温条件会降低的平衡转化率，b错误； c．该反应为气体分子数增大的反应，降低压强可以使反应平衡正向移动，因此低压条件可以提高的平衡转化率，c正确 d．催化剂只能改变反应速率，不能使化学平衡发生移动，因此不能提高转化率，d错误； 故选ac。 17．(1)B (2)AD 【详解】（1）首先根据反应的焓变判断物质能量高低：第一步反应，是吸热反应，因此产物的总能量高于反应物；第二步反应，是放热反应，因此产物的总能量低于反应物。 A．图中第一步反应产物的总能量高于反应物；第二步反应产物的总能量低于反应物，但是，题目提到加入催化剂(虚线表示)，反应达到平衡所需时间大幅缩短，图中所示，加入催化剂后第一步活化能降低，但第一步不是决速步骤，不会大幅缩短反应时间，A错误； B．图中第一步反应产物的总能量高于反应物；第二步反应产物的总能量低于反应物，且图中所示，加入催化剂后第二步活化能降低，第二步是决速步骤，会大幅缩短反应时间，B正确； C．图中的能量低于，和第一步吸热的结论矛盾，C错误； D．图中的能量低于，和第一步吸热的结论矛盾，D错误； 故选B。 （2）A．催化剂降低反应活化能后，原本能量不足的普通分子会转化为活化分子，体系内活化分子总数增大，A正确； B．活化分子百分数=活化分子数/总分子数，加入催化剂，总分子数不变、活化分子数增大，因此活化分子百分数会升高，B错误； C．活化分子的碰撞中，只有取向合适、能量足够的碰撞才是有效碰撞，并非所有活化分子的碰撞都能发生反应，C错误； D．催化剂的核心作用就是通过改变反应历程，降低反应的活化能，D正确； 故选AD。 18．(1) D (2) (3) 【详解】（1）① 根据图象可知，反应在 时达到平衡，此时生成 的浓度为 。则 的平均反应速率。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得 。 ② 初始时 ，；根据图象可知，反应在 时达到平衡，此时生成 的浓度为 ；根据方程式可得平衡时其他各物质浓度： ，，； 代入平衡常数表达式： 。 ③ 保持温度不变，向平衡后的容器中再充入 和 ，等效于在原平衡的基础上将容器体积缩小一半（即增大压强）。该反应是气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动。若平衡不移动， 的浓度将变为原来的 倍，即 ；由于平衡正向移动，重新达到平衡时 的浓度将大于 ，故选 D。 （2） 时，容器体积为 ，此时各物质的浓度分别为：，，，。此时的浓度商 。因为 ，说明反应未达到平衡，正在向正反应方向进行，因此 。 （3）已知 时该反应的平衡常数 ， 时 。温度升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动。根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热方向移动，故该反应的正反应为放热反应，即 。 19．(1) -223 1.2×1014 碳氯化反应气体分子数增加，小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程 向左 变小 (2) abc 7.2×105 为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益 (3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾” 【详解】（1）① 根据盖斯定律，将反应(ⅱ)减去反应(ⅰ)即可得到目标反应 。因此，；平衡常数 。② 碳氯化反应中，正反应气体分子数增加（），且为放热反应（），由吉布斯自由能判据 可知，该反应在任何温度下均能自发进行；而直接氯化反应气体分子数不变且为吸热反应，自发进行的趋势远小于碳氯化反应。③ 碳氯化反应的正反应是气体分子数增加的反应，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向（即向左）移动；该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向（即向左）移动，反应物的平衡转化率变小。 （2）① a．在恒压条件下，反应前后气体总质量增加，气体总体积也增加，导致气体平均摩尔质量 发生变化。由 可知，气体密度在反应过程中是变化的，当密度不变时说明达到平衡，a正确； b．反应前后气体总质量和总物质的量均发生变化，平均摩尔质量随之变化，当其不变时说明达到平衡，b正确； c．CO的浓度不变是反应达到平衡状态的直接标志，c正确； d．体系中不存在的对应计量关系，不能说明平衡，d错误; 故选abc。 ② 由图可知，在 时，体系中 的物质的量分数为 0.05，CO 的物质的量分数为 0.6，总压 。则反应 的平衡常数 。③ 实际工业生产中不仅要考虑平衡转化率，还要综合考虑反应速率。虽然 时转化率已经很高，但反应速率较慢，提高温度可以显著加快反应速率，缩短达到平衡的时间，从而提高生产效益。 （3）固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。为了促进 与 C 的“固-固”接触，可将两种固体粉碎后混合均匀，并在反应时从底部鼓入 ，使固体粉末在反应器中处于“沸腾”状态，从而极大增加接触面积，加快反应速率。 20．(1) (2) (3) (4)① (5)AD (6)BC 【分析】已知密闭容器容积为，5 min内用表示的化学反应速率为，将数据代入化学反应速率计算公式中，有，求得，即5 min末时物质的浓度为；结合其他数据分别求得开始时的浓度为，开始时的浓度为，5 min末时的浓度为； 设物质A变化的浓度为，列出三段式如下： 3x=1.5，x＝0.5； 【详解】（1）由分析可知，，则5 min末A的物质的量浓度为； 反应进行5min时A的转化率为； （2）根据分析可知，即物质的浓度变化，将数据代入化学反应速率公式中计算得出前5 min内用B表示的化学反应速率； （3）根据分析中三段式可知，求出； （4）本题中比较反应速率快慢的一种方法是将其他物质的反应速率均转化为物质A的反应速率： ①； ②； ③； ④； 对比数据可知①这种情况下的反应速率最快； 故答案选①； （5）A．升高温度，正逆反应速率均增大，A正确； B．降低压强一般是通过扩大容器容积实现，此时各气体物质的浓度均减小，正逆反应速率均减小，B错误； C．减小B的浓度会减慢B的反应速率，其他物质的反应速率在这一瞬间不变，C错误； D．将反应容器体积缩小，可使容器中所有气体物质浓度变大，反应速率增大，D正确； 故答案选AD； （6）根据活化分子百分数＝进行分析： A．升高温度，活化分子数增加，而总分子数不变，活化分子百分数提高，A正确； B．降低压强一般是通过扩大容器容积实现，此时容器内总分子数和活化分子数均不变，则活化分子百分数不变，B错误； C．减小B的浓度，分子总数减少，B的活化分子等比例减少，则活化分子百分数不变，C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，使部分普通分子变成活化分子，提高了活化分子数，而分子总数不变，则活化分子百分数提高，D正确； 故答案选BC； 21．(1)正反应 (2) 850℃ 向正反应方向进行中 (3) 2.5 0.00285 > > 【详解】（1）由表格数据可知，温度升高时平衡常数逐渐增大，说明生成物浓度占比上升，因此升高温度平衡向正反应方向移动。 （2）该反应平衡常数表达式为，当时，，对应表格中温度为850℃。此时浓度商，，因此反应向正反应方向进行。 （3）①该反应前后气体总物质的量不变，总物质的量恒为，平衡时，故。平衡时，，，因反应前后气体计量数之和相等，体积项可约去，。 ②温度升高到620K时，水的物质的量分数增大，说明平衡正向移动，转化率增大，故；升高温度平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，。 22．(1) (2)溶液 (3) 溶液 溶液 2 mL (4) 浓度 30 8 控制溶液总体积均为10 mL Ⅱ 【分析】原理ⅰ是过氧化氢的催化分解反应，通过观察气泡产生的快慢，判断化学反应速率，原理ⅱ生成淡黄色硫单质沉淀，因此通过观察溶液变浑浊（出现淡黄色沉淀）的快慢判断反应速率； 【详解】（1）原理ⅰ是过氧化氢的催化分解反应，生成水和氧气，该化学方程式为：； （2）探究催化剂对​分解速率的影响，必须选择能催化​分解的试剂，故可选择溶液作为催化剂； （3）探究浓度对反应速率的影响，需控制浓度、体积相同​（均为），体积相同（均为2 mL），仅改变浓度。右侧加入溶液​，因此左侧试剂X为溶液​，用量也为，保证仅硫酸浓度为唯一变量； （4） ①实验Ⅰ、Ⅱ中温度、硫酸的浓度体积均相同，仅的用量不同，因此是探究浓度对反应速率的影响； ②实验Ⅱ和Ⅲ是探究温度对速率的影响，要保证其他条件一致，因此a和实验Ⅰ温度相同，为； ③实验Ⅱ总体积为，为保证Ⅰ、Ⅱ体系总体积相同，故，加水的目的是控制总体积一致，让两组除浓度外的其他物质浓度均相同，符合单一变量原则； ④反应速率受浓度和温度共同影响：实验Ⅱ的​浓度比Ⅰ大，温度比Ⅲ高，因此反应速率最快。 23．(1) < 低温 (2)0.04mol·L-1·s-1 (3) 40% 7.2 mol (4)②④ (5)D (6)防止催化剂中毒 【详解】（1）由方程式可知，合成氨反应是熵减的放热反应，反应的∆S、∆H都小于0，低温条件下反应(∆H –T∆S)小于0，能自发进行； （2）设反应达到平衡时消耗氮气的物质的量为 x mol，由方程式可知，平衡时氮气、氢气、氨气的物质的量分别为：(4−x) mol、(12−3x) mol、2x mol，由氨气的体积分数为25%可得： ，解得：x=1.6，则4s内氮气的平均反应速率为：； （3）反应达到平衡时，氮气的转化率最大，则氮气的最大转化率为 ：；平衡时混合气体中 氢气 的物质的量为 ：； （4）①合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的产率降低，①不符合题意； ②合成氨反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氨气的产率增大，②符合题意； ③使用催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，氨气的产率不变，③不符合题意； ④及时分离出氨气，生成物浓度降低，平衡向正反应方向移动，氨气的产率增大，④符合题意； 故选②④； （5）合成氨反应是可逆反应，氮气和氢气不能完全转化为氨气，所以工业上采用循环操作的目的是将未反应的氮气和氢气分离出来重新送入合成塔参与反应，可以达到提高氮气和氢气的利用率，故选D； （6）工业合成氨中使用的催化剂是铁触媒，原料气中含有的某些杂质会使催化剂失去催化活性，所以反应前需要对原料气进行净化，目的是防止催化剂中毒。 学科网（北京）股份有限公司 $