高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 专题检测试卷(word版含解析)
文档属性
| 名称 | 高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 专题检测试卷(word版含解析) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 317.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 23:12:33 | ||
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文档简介
专题2 化学反应速率与化学平衡 专题检测试卷(二)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分；每小题只有一个选项符合题意)
1．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是( )
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向
C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
D．一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0
2．化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法正确的是( )
A．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质
B．在化学工业中，选用催化剂一定能提高经济效益
C．夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大
D．茶叶等包装中加入还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间
3．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 C
解析 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。故C项正确。
4．已知A、B、C、D四种物质都是气体，现在5 L的密闭容器中进行反应：4A＋5B4C＋6D,30 s后C的物质的量增加了0.30 mol。则下列有关叙述正确的是( )
A．反应开始至30 s，v(A)＝0.010 mol·L－1·s－1
B．30 s时容器中D的物质的量至少为0.45 mol
C．30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D．反应开始至30 s，容器中A的物质的量增加了0.30 mol
5．我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂，由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．总反应的化学方程式为CO2＋4H2??CH4＋2H2O
B．催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C．在反应历程中，H—H与C==O断裂吸收能量
D．反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能
6．在一个绝热、容积固定的密闭容器中，发生可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变
④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
A．②③④ B．①③⑤
C．②④⑤ D．①②③④⑤
7．下图为带可移动隔板的密闭容器，某温度下，左、右两侧反应均达到平衡，此时隔板处于容器中央。若保持温度不变，向左侧容器中充入一定量的H2，下列说法正确的是( )
A．两侧平衡均向正反应方向移动
B．左侧平衡向逆反应方向移动
C．右侧平衡向逆反应方向移动
D．两侧平衡均向逆反应方向移动
8．电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq) ΔH<0。该反应达到平衡后，改变条件，下列说法正确的是( )
A．移走部分PbCrO4固体，Cr2O转化率升高
B．升高温度，该反应的平衡常数K增大
C．加入少量NaOH固体，自然沉降后，溶液颜色变浅
D．加入少量K2Cr2O7固体后，溶液中c(H＋)不变
9．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦ C．②⑤⑥⑦ D．②③⑦⑧
10．一定条件下，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)，60 s后反应达到平衡，生成Z的物质的量为0.3 mol。下列说法正确的是( )
A．X的平衡转化率为40%
B．若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度小于原来的
C．若增大压强，则Y的平衡转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH＞0
11．在一密闭容器中加入等物质的量的A、B，发生如下反应：2A(g)＋2B(g)3C(s)＋4D(g)，平衡常数随温度和压强的变化如表所示：
压强/MPa 平衡常数 温度/℃ 1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 e
800 160 f g
下列判断正确的是( )
A．g＞f
B．ΔH＜0
C．2.0 MPa、800 ℃时，A的转化率最小
D．1.5 MPa、300 ℃时，B的转化率为50%
12．700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2＞t1)：
反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol
0 1.20 0.60
t1 0.80
t2 0.20
下列说法正确的是( )
A．反应在0～t1 min内的平均速率为v(H2)＝ mol·L－1·min－1
B．若800 ℃时该反应的平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g)和0.40 mol H2(g)，则v正＞v逆
D．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO(g)和1.20 mol H2O(g)，达到平衡时n(CO2)＝0.4 mol
13．电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 ℃时，电石生产原理如下：
①CaO(s)＋C(s)===Ca(g)＋CO(g)ΔH1＝a kJ·mol－1 平衡常数K1
②Ca(g)＋2C(s)===CaC2(s) ΔH2＝b kJ·mol－1 平衡常数K2
以下说法不正确的是( )
A．反应①K1＝c(Ca)·c(CO)
B．反应Ca(g)＋C(s)===CaC2(s)平衡常数K＝
C．2 000 ℃时增大压强，K1减小，K2增大
D．反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g) ΔH＝(2a－b)kJ·mol－1
14．对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强[p(B)]代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)，在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是( )
A．Kp＝
B．升高温度，若Kp增大，则该反应为吸热反应
C．该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp减小
D．t ℃时，反应CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝a
15．在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关说法错误的是( )
A.，依据图可判断p1>p2
B.，在图中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况
C.，依据图可判断正反应为放热反应
D.，由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应为吸热反应
16．二氧化硫的催化氧化反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的重要反应之一。下列说法正确的是( )
A．煅烧硫铁矿(主要成分FeS2)可获得SO2，将矿石粉碎成细小颗粒可以提高反应的转化率
B．已知该催化氧化反应K(300 ℃)>K(350 ℃)，则该反应正向是吸热反应
C．采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快
D．工业生产中，采用的压强越高，温度越低，越有利于提高经济效益
17．对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大
B．该反应的ΔH＜0
C．化学方程式中，n＞e＋f
D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动
18.已知反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0的平衡体系中，物质的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比M(M＝)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1＜T2
B．平衡常数：K(a)＝K(b)＜K(c)
C．反应速率：vb＜va
D．当M＝69 g·mol－1时，n(NO2)∶n(N2O4)＝1∶1
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(8分)科学家一直致力于“人工固氮”的研究，现已有多种方法。
方法一：1918年，德国化学家哈伯因发明工业合成氨[N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0]的方法而荣获诺贝尔化学奖。
(1)若将1 mol N2和3 mol H2放入1 L的密闭容器中，5 min 后N2的浓度为0.8 mol·L－1，这段时间内用N2的浓度变化表示的反应速率为________mol·L－1·min－1。
(2)在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是________(填字母，下同)。
a．v(N2)正＝3v(H2)逆
b．容器中气体的密度不随时间而变化
c．容器中气体的分子总数不随时间而变化
d．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(3)合成氨反应的生产条件选择中，能用勒夏特列原理解释的是________。
①使用催化剂 ②高温 ③高压 ④及时将氨气液化从体系中分离出来
A．①③ B．②③ C．③④ D．②④
方法二：最新的“人工固氮”研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应，直接生成氨气和氧气：
已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
(4)写出上述固氮反应的热化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
20．(12分)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：
实验序号 实验温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O
V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL
A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1
B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8
C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t2
(1)通过实验A、B，可探究出________(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响，其中V1＝______________、T1＝________；通过实验________(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响，其中V2＝________。
(2)若t1＜8，则由此实验可以得出的结论是____________________________________
________________________________________________________________________；
忽略溶液体积的变化，利用实验B中数据计算，0～8 s内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝________。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋)随时间的变化情况如图所示，并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用，则该作用是__________，相应的粒子最可能是________(填粒子符号)。
21．(14分)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1 K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1 K2
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1 K3
回答下列问题：
(1)反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；该反应的平衡常数K＝________(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中，能提高(1)中CH3OCH3产率的有__________________(填字母)。
A．使用过量的CO B．升高温度 C．增大压强
(3)一定温度下，将0.2 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入2 L恒容密闭容器中，发生反应③，5 min后达到化学平衡，平衡后测得H2的体积分数为0.1。则0～5 min内v(H2O)＝________，CO的转化率α(CO)＝________。
(4)将合成气以＝2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示，下列说法正确的是____(填字母)。
A．ΔH＜0
B．p1>p2>p3
C．若在p3和316 ℃时，起始时＝3，则平衡时，α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2，当约为________时最有利于二甲醚的合成。
22．(12分)将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196 kJ·mol－1，某小组计划研究在相同温度下该反应的物质变化和能量变化，他们分别在恒温下的密闭容器中加入一定量的物质，获得如下数据：
容器编号 容器体积/L 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 平衡时反应热量变化/kJ
SO2 O2 SO3
① 1 0.050 0.030 0 t1 放出热量：Q1
② 1 0.100 0.060 0 t2 放出热量：Q2
回答下列问题：
(1)若容器①的容积变为原来的2倍，则SO2的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)容器①②中均达到平衡时：t1________(填“>”“<”或“＝”，下同)t2；放出热量2Q1________Q2。
(3)SO2(g)与O2(g)在V2O5作催化剂的条件下的反应历程如下：
①SO2＋V2O5===SO3＋2VO2；
②____________________(写出第2步反应的化学方程式)；V2O5能加快反应速率的根本原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在450 ℃、100 kPa的恒温恒压条件下，SO3的平衡体积分数随起始时投料的变化如图所示，用平衡压强(平衡压强＝该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度，则450 ℃时，该反应的Kp＝________。
答案与解析
专题2 化学反应速率与化学平衡 专题检测试卷(二)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分；每小题只有一个选项符合题意)
1．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是( )
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向
C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
D．一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0
答案 D
解析 A项，ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔH－TΔS＜0，在任何温度下反应都能自发进行，错误；B项，使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向，错误；C项，CaCO3(s)的分解反应为吸热反应，ΔH＞0，错误；D项，MgCl2(l)分解生成Cl2(g)的ΔS＞0、ΔH＞0，正确。
2．化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法正确的是( )
A．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质
B．在化学工业中，选用催化剂一定能提高经济效益
C．夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大
D．茶叶等包装中加入还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间
答案 D
解析 A项，冷藏降温只能降低肉类食品变质的速率；B项，催化剂的使用只能提高单位时间内的产量，而不能确保经济效益的提高；C项，夏天温度高，面粉的发酵速率较快；D项，还原性铁粉能与茶叶中的氧气反应，降低氧气浓度，从而延长茶叶的储存时间。
3．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 C
解析 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。故C项正确。
4．已知A、B、C、D四种物质都是气体，现在5 L的密闭容器中进行反应：4A＋5B4C＋6D,30 s后C的物质的量增加了0.30 mol。则下列有关叙述正确的是( )
A．反应开始至30 s，v(A)＝0.010 mol·L－1·s－1
B．30 s时容器中D的物质的量至少为0.45 mol
C．30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D．反应开始至30 s，容器中A的物质的量增加了0.30 mol
答案 B
解析 由题给信息可得v(C)＝＝0.002 mol·L－1·s－1，根据化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，可知v(A)＝0.002 mol·L－1·s－1，A项错误；由于C的物质的量增加了0.30 mol，所以D的物质的量增加了0.30 mol×＝0.45 mol，B项正确；因初始量未知，30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比不一定等于相应物质的化学计量数之比，C项错误；反应开始至30 s，A的物质的量减少了0.30 mol，D项错误。
5．我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂，由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．总反应的化学方程式为CO2＋4H2??CH4＋2H2O
B．催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C．在反应历程中，H—H与C==O断裂吸收能量
D．反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能
答案 B
解析 由图可知CO2和H2转化为产品CH4，还生成水，则A项正确；催化剂对平衡移动无影响，则使用催化剂时转化率不变，B项错误；H—H与C==O断裂吸收能量，C项正确；该过程中催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能，D项正确。
6．(2020·郑州期中)在一个绝热、容积固定的密闭容器中，发生可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变
④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
A．②③④ B．①③⑤
C．②④⑤ D．①②③④⑤
答案 A
解析 ①因反应前后气体质量不变，容器容积不变，混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态；②绝热的密闭容器中，体系的温度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；③A的转化率不再改变，说明消耗A与生成A的速率相等，反应达到平衡状态；④各组分的百分含量不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；⑤无论反应是否达到平衡状态，均有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
7．下图为带可移动隔板的密闭容器，某温度下，左、右两侧反应均达到平衡，此时隔板处于容器中央。若保持温度不变，向左侧容器中充入一定量的H2，下列说法正确的是( )
A．两侧平衡均向正反应方向移动
B．左侧平衡向逆反应方向移动
C．右侧平衡向逆反应方向移动
D．两侧平衡均向逆反应方向移动
答案 A
解析 向左侧容器中通入H2，增大H2的浓度，左侧平衡右移，但总压强增大，隔板右移，增大右侧压强，使右侧平衡右移。
8．电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq) ΔH<0。该反应达到平衡后，改变条件，下列说法正确的是( )
A．移走部分PbCrO4固体，Cr2O转化率升高
B．升高温度，该反应的平衡常数K增大
C．加入少量NaOH固体，自然沉降后，溶液颜色变浅
D．加入少量K2Cr2O7固体后，溶液中c(H＋)不变
答案 C
解析 移走部分PbCrO4固体，各物质的浓度不发生变化，平衡不移动，Cr2O转化率不变，A错误；正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小，B错误；加入少量NaOH固体，消耗了溶液中的H＋，平衡向正反应方向移动，Cr2O(aq)浓度降低，溶液颜色变浅，C正确；加入少量K2Cr2O7固体后，增大了Cr2O(aq)的浓度，平衡向正反应方向移动，溶液中c(H＋)增大，D错误。
9．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦ C．②⑤⑥⑦ D．②③⑦⑧
答案 C
解析 ①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后，SCN－浓度增大，反应：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3正向进行，Fe(SCN)3浓度增大，颜色变深，能用勒夏特列原理解释；②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸为强酸溶液，不存在电离平衡，稀释盐酸，溶液中氢离子浓度降低，不能用勒夏特列原理解释；③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气，Cl2＋H2OHCl＋HClO，平衡逆向移动，减小氯气的溶解度，能用勒夏特列原理解释；④2NO2N2O4，加压瞬间NO2浓度增大，颜色加深，随之平衡正向移动，NO2浓度有所减小，颜色又变浅，能用勒夏特列原理解释；⑤催化剂只能同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡无影响，不能用勒夏特列原理解释；⑥由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系，加压后平衡不移动，体积减小颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；⑦合成氨反应为放热反应，升高温度不利于平衡向正反应方向移动，但可提高反应速率，不能用勒夏特列原理解释；⑧合成氨的反应中，将混合气体中的氨气液化，减小了生成物浓度，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释。
10．一定条件下，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)，60 s后反应达到平衡，生成Z的物质的量为0.3 mol。下列说法正确的是( )
A．X的平衡转化率为40%
B．若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度小于原来的
C．若增大压强，则Y的平衡转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH＞0
答案 B
解析 反应达到平衡时生成0.3 mol Z，根据化学方程式可知消耗X的物质的量为0.6 mol，则其平衡转化率为×100%＝60%，A项错误；该反应的正反应为气体体积减小的反应，将容器体积变为20 L，则压强减小，平衡向逆反应方向移动，故Z的平衡浓度小于原来的，B项正确；若增大压强，平衡向正反应方向移动，则Y的平衡转化率增大，C项错误；升高温度，X的体积分数增大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此该反应的ΔH＜0，D项错误。
11．在一密闭容器中加入等物质的量的A、B，发生如下反应：2A(g)＋2B(g)3C(s)＋4D(g)，平衡常数随温度和压强的变化如表所示：
压强/MPa 平衡常数 温度/℃ 1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 e
800 160 f g
下列判断正确的是( )
A．g＞f
B．ΔH＜0
C．2.0 MPa、800 ℃时，A的转化率最小
D．1.5 MPa、300 ℃时，B的转化率为50%
答案 D
解析 平衡常数只与温度相关，温度不变，K不变，所以g＝f，A项错误；由表格中的数据可知，平衡常数随温度升高而增大，故正反应为吸热反应，ΔH＞0，B项错误；该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，A的转化率越大，C项错误；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，即压强一定时，气体体积不变，设加入A、B的物质的量均为m mol，转化量为x mol，容器体积为V L，则达到平衡时，A、B均为(m－x) mol，D为2x mol，则有＝16，解得＝，故B的转化率为50%，D项正确。
12．700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2＞t1)：
反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol
0 1.20 0.60
t1 0.80
t2 0.20
下列说法正确的是( )
A．反应在0～t1 min内的平均速率为v(H2)＝ mol·L－1·min－1
B．若800 ℃时该反应的平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g)和0.40 mol H2(g)，则v正＞v逆
D．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO(g)和1.20 mol H2O(g)，达到平衡时n(CO2)＝0.4 mol
答案 D
解析 0～t1 min内，v(H2)＝v(CO)＝＝ mol·L－1·min－1，A项错误；700 ℃，t1min时反应已达到平衡状态，此时c(CO)＝＝0.40 mol·L－1，c(H2O)＝＝0.10 mol·L－1，c(CO2)＝c(H2)＝＝0.20 mol·L－1，则K＝＝1＞0.64，说明温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，B项错误；保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g)和0.40 mol H2(g)，c(H2O)＝＝0.20 mol·L－1，c(H2)＝＝0.40 mol·L－1，Qc＝＝K，平衡不移动，则v正＝v逆，C项错误；CO(g)与H2O(g)按物质的量之比为1∶1反应，充入0.60 mol CO(g)和1.20 mol (g)H2O与充入1.20 mol CO(g)和0.60 mol H2O(g)对平衡状态的影响相同，t1 min时，n(CO)＝0.80 mol，n(H2O)＝0.60 mol－0.40 mol＝0.20 mol，t2 min时，n(H2O)＝0.20 mol，说明t1 min时反应已经达到平衡状态，根据化学方程式可知，达到平衡时n(CO2)＝0.40 mol，D项正确。
13．电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 ℃时，电石生产原理如下：
①CaO(s)＋C(s)===Ca(g)＋CO(g)ΔH1＝a kJ·mol－1 平衡常数K1
②Ca(g)＋2C(s)===CaC2(s) ΔH2＝b kJ·mol－1 平衡常数K2
以下说法不正确的是( )
A．反应①K1＝c(Ca)·c(CO)
B．反应Ca(g)＋C(s)===CaC2(s)平衡常数K＝
C．2 000 ℃时增大压强，K1减小，K2增大
D．反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g) ΔH＝(2a－b)kJ·mol－1
答案 C
解析 平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，故反应①K1＝c(Ca)·c(CO)，故A项正确；反应Ca(g)＋C(s)===CaC2(s)平衡常数K＝，故B项正确；平衡常数K只与温度有关，故C项错误；根据盖斯定律，2×①－②得，反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g) ΔH＝(2a－b)kJ·mol－1，故D项正确。
14．对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强[p(B)]代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)，在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是( )
A．Kp＝
B．升高温度，若Kp增大，则该反应为吸热反应
C．该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp减小
D．t ℃时，反应CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝a
答案 B
解析 由平衡常数表达式知，Kp应为生成物压强幂之积与反应物压强幂之积的比值，A项错误；升高温度，若Kp增大，则平衡正向移动，故该反应为吸热反应，B项正确；Kp只与温度有关，则反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp不变，C项错误；t ℃时，反应CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝，D项错误。
15．在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关说法错误的是( )
A.，依据图可判断p1>p2
B.，在图中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况
C.，依据图可判断正反应为放热反应
D.，由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应为吸热反应
答案 D
解析 由题图可知，p1先达到平衡，则p1>p2，且增大压强平衡正向移动，C的百分含量增大，A正确；催化剂可加快反应速率，不影响平衡移动，则题图中虚线可表示使用了催化剂时的变化情况，B正确；升高温度，逆反应速率大于正反应速率，即升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，C正确；气体的质量不变，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小，可知气体的物质的量增大，即升高温度平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，D错误。
16．二氧化硫的催化氧化反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的重要反应之一。下列说法正确的是( )
A．煅烧硫铁矿(主要成分FeS2)可获得SO2，将矿石粉碎成细小颗粒可以提高反应的转化率
B．已知该催化氧化反应K(300 ℃)>K(350 ℃)，则该反应正向是吸热反应
C．采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快
D．工业生产中，采用的压强越高，温度越低，越有利于提高经济效益
答案 C
17．对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大
B．该反应的ΔH＜0
C．化学方程式中，n＞e＋f
D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动
答案 B
解析 催化剂不能使平衡发生移动，所以不能使C的体积分数增大，故A项错误；达到平衡所用时间越短，反应速率越快，由图可知T2＞T1，p2＞p1，则温度由T1升高到T2，平衡时C的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，B项正确；压强由p1增大到p2，平衡时C的体积分数减小，说明增大压强平衡逆向移动，所以该反应的正反应为气体分子数目增大的反应，即n＜e＋f，C项错误；A为固体，增大A的量不能改变A的浓度，不能使平衡发生移动，D项错误。
18.已知反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0的平衡体系中，物质的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比M(M＝)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1＜T2
B．平衡常数：K(a)＝K(b)＜K(c)
C．反应速率：vb＜va
D．当M＝69 g·mol－1时，n(NO2)∶n(N2O4)＝1∶1
答案 D
解析 已知m总不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，n总增大，故M减小，由图可知T1＞T2，A项错误；化学平衡常数与温度有关，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则K(a)＝K(c)＜K(b)，B项错误；温度越高，压强越大，化学反应速率越大，则vb＞va，C项错误；设n(NO2)∶n(N2O4)＝x mol∶y mol，则＝69，所以x∶y＝1∶1，D项正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(8分)科学家一直致力于“人工固氮”的研究，现已有多种方法。
方法一：1918年，德国化学家哈伯因发明工业合成氨[N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0]的方法而荣获诺贝尔化学奖。
(1)若将1 mol N2和3 mol H2放入1 L的密闭容器中，5 min 后N2的浓度为0.8 mol·L－1，这段时间内用N2的浓度变化表示的反应速率为________mol·L－1·min－1。
(2)在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是________(填字母，下同)。
a．v(N2)正＝3v(H2)逆
b．容器中气体的密度不随时间而变化
c．容器中气体的分子总数不随时间而变化
d．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(3)合成氨反应的生产条件选择中，能用勒夏特列原理解释的是________。
①使用催化剂 ②高温 ③高压 ④及时将氨气液化从体系中分离出来
A．①③ B．②③ C．③④ D．②④
方法二：最新的“人工固氮”研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应，直接生成氨气和氧气：
已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
(4)写出上述固氮反应的热化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)0.04 (2)cd (3)C
(4)2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2(g) ΔH＝1 530.8 kJ·mol－1
解析 (1)由化学反应速率：
v(N2)＝＝＝0.04 mol·L－1·min－1。
(2)3v(N2)正＝v(H2)逆≠0时，正逆反应速率相等且不等于零，反应达到平衡状态，故a不选；反应前后气体的质量和体积均不变，容器中气体的密度不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态，故b不选；由反应可知反应前后气体分子数改变，若容器中气体的分子总数不随时间而变化，则说明反应达到平衡状态，故选c；反应前后气体的质量不变，气体分子数在变，所以当反应前后容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，则达到平衡状态，故选d。
(3)使用催化剂只能改变化学反应速率，不能使平衡发生移动，所以不能用勒夏特列原理解释，故①错；由反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0可知，该反应属于放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，不能用勒夏特列原理解释，故②错；高压条件下平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故③正确；及时将氨气液化从体系中分离出来，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故④正确。
(4)由盖斯定律，将2×①－3×②得
2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2(g)
ΔH＝1 530.8 kJ·mol－1。
20．(12分)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：
实验序号 实验温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O
V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL
A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1
B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8
C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t2
(1)通过实验A、B，可探究出________(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响，其中V1＝______________、T1＝________；通过实验________(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响，其中V2＝________。
(2)若t1＜8，则由此实验可以得出的结论是____________________________________
________________________________________________________________________；
忽略溶液体积的变化，利用实验B中数据计算，0～8 s内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝________。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋)随时间的变化情况如图所示，并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用，则该作用是__________，相应的粒子最可能是________(填粒子符号)。
答案 (1)浓度 1 293 B、C 3 (2)其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 8.3×10－4 mol·L－1·s－1 (3)催化作用 Mn2＋
解析 (1)分析表中数据可知，本实验探究的是浓度、温度变化对化学反应速率的影响，实验中探究浓度(或温度)对反应速率的影响时要确保影响反应速率的其他因素相同。A、B两组实验中，c(H2C2O4)不同，故温度应相同，T1＝293；为使A、B两组实验中c(KMnO4)相同，则溶液总体积均为6 mL，V1＝1；C组实验中温度与另外两组不同，加水量与B组相同，故通过B、C组实验可探究温度对化学反应速率的影响，因此V2＝3。
(2)若t1＜8，则实验A中反应速率比实验B中快，说明其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大。利用实验B中数据可知，0～8 s内，v(KMnO4)＝≈8.3×10－4 mol·
L－1·s－1。
(3)由图像知，反应过程中出现了反应速率突然快速增加的现象，这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用，结合反应前后溶液中粒子的变化情况可知，该粒子最可能是Mn2＋。
21．(14分)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1 K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1 K2
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1 K3
回答下列问题：
(1)反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；该反应的平衡常数K＝________(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中，能提高(1)中CH3OCH3产率的有__________________(填字母)。
A．使用过量的CO B．升高温度 C．增大压强
(3)一定温度下，将0.2 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入2 L恒容密闭容器中，发生反应③，5 min后达到化学平衡，平衡后测得H2的体积分数为0.1。则0～5 min内v(H2O)＝________，CO的转化率α(CO)＝________。
(4)将合成气以＝2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示，下列说法正确的是____(填字母)。
A．ΔH＜0
B．p1>p2>p3
C．若在p3和316 ℃时，起始时＝3，则平衡时，α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2，当约为________时最有利于二甲醚的合成。
答案 (1)－246.1 K·K2·K3 (2)AC
(3)0.003 mol·L－1·min－1 15% (4)AB (5)2.0
解析 (1)根据盖斯定律可知，①×2＋②＋③得到3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝－246.1 kJ·mol－1，K＝K·K2·K3。
(3)设0～5 min，CO转化的物质的量为x mol，则
CO(g)＋ H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
开始/mol 0.2 0.1 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.2－x 0.1－x x x
平衡后测得H2的体积分数为0.1，则＝0.1，解得x＝0.03，结合v＝、转化率＝×100%分别计算0～5 min内v(H2O)和CO的转化率。
(4)由题图1可知升高温度CO的平衡转化率减小，可知升高温度平衡逆向移动，故ΔH<0，A项正确；该反应为反应前后气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，B项正确；若起始时增大，其他条件不变，则平衡时CO的转化率增大，C项错误。
22．(12分)将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196 kJ·mol－1，某小组计划研究在相同温度下该反应的物质变化和能量变化，他们分别在恒温下的密闭容器中加入一定量的物质，获得如下数据：
容器编号 容器体积/L 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 平衡时反应热量变化/kJ
SO2 O2 SO3
① 1 0.050 0.030 0 t1 放出热量：Q1
② 1 0.100 0.060 0 t2 放出热量：Q2
回答下列问题：
(1)若容器①的容积变为原来的2倍，则SO2的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)容器①②中均达到平衡时：t1________(填“>”“<”或“＝”，下同)t2；放出热量2Q1________Q2。
(3)SO2(g)与O2(g)在V2O5作催化剂的条件下的反应历程如下：
①SO2＋V2O5===SO3＋2VO2；
②____________________(写出第2步反应的化学方程式)；V2O5能加快反应速率的根本原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在450 ℃、100 kPa的恒温恒压条件下，SO3的平衡体积分数随起始时投料的变化如图所示，用平衡压强(平衡压强＝该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度，则450 ℃时，该反应的Kp＝________。
答案 (1)减小 (2)> < (3)O2＋4VO2===2V2O5 催化剂通过参与反应改变反应历程，降低反应的活化能来加快化学反应速率 (4)0.05 kPa－1
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分；每小题只有一个选项符合题意)
1．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是( )
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向
C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
D．一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0
2．化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法正确的是( )
A．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质
B．在化学工业中，选用催化剂一定能提高经济效益
C．夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大
D．茶叶等包装中加入还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间
3．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 C
解析 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。故C项正确。
4．已知A、B、C、D四种物质都是气体，现在5 L的密闭容器中进行反应：4A＋5B4C＋6D,30 s后C的物质的量增加了0.30 mol。则下列有关叙述正确的是( )
A．反应开始至30 s，v(A)＝0.010 mol·L－1·s－1
B．30 s时容器中D的物质的量至少为0.45 mol
C．30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D．反应开始至30 s，容器中A的物质的量增加了0.30 mol
5．我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂，由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．总反应的化学方程式为CO2＋4H2??CH4＋2H2O
B．催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C．在反应历程中，H—H与C==O断裂吸收能量
D．反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能
6．在一个绝热、容积固定的密闭容器中，发生可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变
④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
A．②③④ B．①③⑤
C．②④⑤ D．①②③④⑤
7．下图为带可移动隔板的密闭容器，某温度下，左、右两侧反应均达到平衡，此时隔板处于容器中央。若保持温度不变，向左侧容器中充入一定量的H2，下列说法正确的是( )
A．两侧平衡均向正反应方向移动
B．左侧平衡向逆反应方向移动
C．右侧平衡向逆反应方向移动
D．两侧平衡均向逆反应方向移动
8．电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq) ΔH<0。该反应达到平衡后，改变条件，下列说法正确的是( )
A．移走部分PbCrO4固体，Cr2O转化率升高
B．升高温度，该反应的平衡常数K增大
C．加入少量NaOH固体，自然沉降后，溶液颜色变浅
D．加入少量K2Cr2O7固体后，溶液中c(H＋)不变
9．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦ C．②⑤⑥⑦ D．②③⑦⑧
10．一定条件下，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)，60 s后反应达到平衡，生成Z的物质的量为0.3 mol。下列说法正确的是( )
A．X的平衡转化率为40%
B．若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度小于原来的
C．若增大压强，则Y的平衡转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH＞0
11．在一密闭容器中加入等物质的量的A、B，发生如下反应：2A(g)＋2B(g)3C(s)＋4D(g)，平衡常数随温度和压强的变化如表所示：
压强/MPa 平衡常数 温度/℃ 1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 e
800 160 f g
下列判断正确的是( )
A．g＞f
B．ΔH＜0
C．2.0 MPa、800 ℃时，A的转化率最小
D．1.5 MPa、300 ℃时，B的转化率为50%
12．700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2＞t1)：
反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol
0 1.20 0.60
t1 0.80
t2 0.20
下列说法正确的是( )
A．反应在0～t1 min内的平均速率为v(H2)＝ mol·L－1·min－1
B．若800 ℃时该反应的平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g)和0.40 mol H2(g)，则v正＞v逆
D．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO(g)和1.20 mol H2O(g)，达到平衡时n(CO2)＝0.4 mol
13．电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 ℃时，电石生产原理如下：
①CaO(s)＋C(s)===Ca(g)＋CO(g)ΔH1＝a kJ·mol－1 平衡常数K1
②Ca(g)＋2C(s)===CaC2(s) ΔH2＝b kJ·mol－1 平衡常数K2
以下说法不正确的是( )
A．反应①K1＝c(Ca)·c(CO)
B．反应Ca(g)＋C(s)===CaC2(s)平衡常数K＝
C．2 000 ℃时增大压强，K1减小，K2增大
D．反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g) ΔH＝(2a－b)kJ·mol－1
14．对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强[p(B)]代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)，在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是( )
A．Kp＝
B．升高温度，若Kp增大，则该反应为吸热反应
C．该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp减小
D．t ℃时，反应CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝a
15．在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关说法错误的是( )
A.，依据图可判断p1>p2
B.，在图中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况
C.，依据图可判断正反应为放热反应
D.，由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应为吸热反应
16．二氧化硫的催化氧化反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的重要反应之一。下列说法正确的是( )
A．煅烧硫铁矿(主要成分FeS2)可获得SO2，将矿石粉碎成细小颗粒可以提高反应的转化率
B．已知该催化氧化反应K(300 ℃)>K(350 ℃)，则该反应正向是吸热反应
C．采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快
D．工业生产中，采用的压强越高，温度越低，越有利于提高经济效益
17．对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大
B．该反应的ΔH＜0
C．化学方程式中，n＞e＋f
D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动
18.已知反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0的平衡体系中，物质的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比M(M＝)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1＜T2
B．平衡常数：K(a)＝K(b)＜K(c)
C．反应速率：vb＜va
D．当M＝69 g·mol－1时，n(NO2)∶n(N2O4)＝1∶1
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(8分)科学家一直致力于“人工固氮”的研究，现已有多种方法。
方法一：1918年，德国化学家哈伯因发明工业合成氨[N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0]的方法而荣获诺贝尔化学奖。
(1)若将1 mol N2和3 mol H2放入1 L的密闭容器中，5 min 后N2的浓度为0.8 mol·L－1，这段时间内用N2的浓度变化表示的反应速率为________mol·L－1·min－1。
(2)在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是________(填字母，下同)。
a．v(N2)正＝3v(H2)逆
b．容器中气体的密度不随时间而变化
c．容器中气体的分子总数不随时间而变化
d．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(3)合成氨反应的生产条件选择中，能用勒夏特列原理解释的是________。
①使用催化剂 ②高温 ③高压 ④及时将氨气液化从体系中分离出来
A．①③ B．②③ C．③④ D．②④
方法二：最新的“人工固氮”研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应，直接生成氨气和氧气：
已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
(4)写出上述固氮反应的热化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
20．(12分)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：
实验序号 实验温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O
V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL
A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1
B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8
C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t2
(1)通过实验A、B，可探究出________(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响，其中V1＝______________、T1＝________；通过实验________(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响，其中V2＝________。
(2)若t1＜8，则由此实验可以得出的结论是____________________________________
________________________________________________________________________；
忽略溶液体积的变化，利用实验B中数据计算，0～8 s内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝________。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋)随时间的变化情况如图所示，并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用，则该作用是__________，相应的粒子最可能是________(填粒子符号)。
21．(14分)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1 K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1 K2
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1 K3
回答下列问题：
(1)反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；该反应的平衡常数K＝________(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中，能提高(1)中CH3OCH3产率的有__________________(填字母)。
A．使用过量的CO B．升高温度 C．增大压强
(3)一定温度下，将0.2 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入2 L恒容密闭容器中，发生反应③，5 min后达到化学平衡，平衡后测得H2的体积分数为0.1。则0～5 min内v(H2O)＝________，CO的转化率α(CO)＝________。
(4)将合成气以＝2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示，下列说法正确的是____(填字母)。
A．ΔH＜0
B．p1>p2>p3
C．若在p3和316 ℃时，起始时＝3，则平衡时，α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2，当约为________时最有利于二甲醚的合成。
22．(12分)将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196 kJ·mol－1，某小组计划研究在相同温度下该反应的物质变化和能量变化，他们分别在恒温下的密闭容器中加入一定量的物质，获得如下数据：
容器编号 容器体积/L 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 平衡时反应热量变化/kJ
SO2 O2 SO3
① 1 0.050 0.030 0 t1 放出热量：Q1
② 1 0.100 0.060 0 t2 放出热量：Q2
回答下列问题：
(1)若容器①的容积变为原来的2倍，则SO2的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)容器①②中均达到平衡时：t1________(填“>”“<”或“＝”，下同)t2；放出热量2Q1________Q2。
(3)SO2(g)与O2(g)在V2O5作催化剂的条件下的反应历程如下：
①SO2＋V2O5===SO3＋2VO2；
②____________________(写出第2步反应的化学方程式)；V2O5能加快反应速率的根本原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在450 ℃、100 kPa的恒温恒压条件下，SO3的平衡体积分数随起始时投料的变化如图所示，用平衡压强(平衡压强＝该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度，则450 ℃时，该反应的Kp＝________。
答案与解析
专题2 化学反应速率与化学平衡 专题检测试卷(二)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分；每小题只有一个选项符合题意)
1．研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是( )
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气的反应方向
C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
D．一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0、ΔS＞0
答案 D
解析 A项，ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔH－TΔS＜0，在任何温度下反应都能自发进行，错误；B项，使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向，错误；C项，CaCO3(s)的分解反应为吸热反应，ΔH＞0，错误；D项，MgCl2(l)分解生成Cl2(g)的ΔS＞0、ΔH＞0，正确。
2．化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法正确的是( )
A．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质
B．在化学工业中，选用催化剂一定能提高经济效益
C．夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大
D．茶叶等包装中加入还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间
答案 D
解析 A项，冷藏降温只能降低肉类食品变质的速率；B项，催化剂的使用只能提高单位时间内的产量，而不能确保经济效益的提高；C项，夏天温度高，面粉的发酵速率较快；D项，还原性铁粉能与茶叶中的氧气反应，降低氧气浓度，从而延长茶叶的储存时间。
3．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 C
解析 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。故C项正确。
4．已知A、B、C、D四种物质都是气体，现在5 L的密闭容器中进行反应：4A＋5B4C＋6D,30 s后C的物质的量增加了0.30 mol。则下列有关叙述正确的是( )
A．反应开始至30 s，v(A)＝0.010 mol·L－1·s－1
B．30 s时容器中D的物质的量至少为0.45 mol
C．30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D．反应开始至30 s，容器中A的物质的量增加了0.30 mol
答案 B
解析 由题给信息可得v(C)＝＝0.002 mol·L－1·s－1，根据化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，可知v(A)＝0.002 mol·L－1·s－1，A项错误；由于C的物质的量增加了0.30 mol，所以D的物质的量增加了0.30 mol×＝0.45 mol，B项正确；因初始量未知，30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比不一定等于相应物质的化学计量数之比，C项错误；反应开始至30 s，A的物质的量减少了0.30 mol，D项错误。
5．我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂，由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．总反应的化学方程式为CO2＋4H2??CH4＋2H2O
B．催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C．在反应历程中，H—H与C==O断裂吸收能量
D．反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能
答案 B
解析 由图可知CO2和H2转化为产品CH4，还生成水，则A项正确；催化剂对平衡移动无影响，则使用催化剂时转化率不变，B项错误；H—H与C==O断裂吸收能量，C项正确；该过程中催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能，D项正确。
6．(2020·郑州期中)在一个绝热、容积固定的密闭容器中，发生可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变
④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
A．②③④ B．①③⑤
C．②④⑤ D．①②③④⑤
答案 A
解析 ①因反应前后气体质量不变，容器容积不变，混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态；②绝热的密闭容器中，体系的温度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；③A的转化率不再改变，说明消耗A与生成A的速率相等，反应达到平衡状态；④各组分的百分含量不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；⑤无论反应是否达到平衡状态，均有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
7．下图为带可移动隔板的密闭容器，某温度下，左、右两侧反应均达到平衡，此时隔板处于容器中央。若保持温度不变，向左侧容器中充入一定量的H2，下列说法正确的是( )
A．两侧平衡均向正反应方向移动
B．左侧平衡向逆反应方向移动
C．右侧平衡向逆反应方向移动
D．两侧平衡均向逆反应方向移动
答案 A
解析 向左侧容器中通入H2，增大H2的浓度，左侧平衡右移，但总压强增大，隔板右移，增大右侧压强，使右侧平衡右移。
8．电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq) ΔH<0。该反应达到平衡后，改变条件，下列说法正确的是( )
A．移走部分PbCrO4固体，Cr2O转化率升高
B．升高温度，该反应的平衡常数K增大
C．加入少量NaOH固体，自然沉降后，溶液颜色变浅
D．加入少量K2Cr2O7固体后，溶液中c(H＋)不变
答案 C
解析 移走部分PbCrO4固体，各物质的浓度不发生变化，平衡不移动，Cr2O转化率不变，A错误；正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小，B错误；加入少量NaOH固体，消耗了溶液中的H＋，平衡向正反应方向移动，Cr2O(aq)浓度降低，溶液颜色变浅，C正确；加入少量K2Cr2O7固体后，增大了Cr2O(aq)的浓度，平衡向正反应方向移动，溶液中c(H＋)增大，D错误。
9．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦ C．②⑤⑥⑦ D．②③⑦⑧
答案 C
解析 ①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后，SCN－浓度增大，反应：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3正向进行，Fe(SCN)3浓度增大，颜色变深，能用勒夏特列原理解释；②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸为强酸溶液，不存在电离平衡，稀释盐酸，溶液中氢离子浓度降低，不能用勒夏特列原理解释；③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气，Cl2＋H2OHCl＋HClO，平衡逆向移动，减小氯气的溶解度，能用勒夏特列原理解释；④2NO2N2O4，加压瞬间NO2浓度增大，颜色加深，随之平衡正向移动，NO2浓度有所减小，颜色又变浅，能用勒夏特列原理解释；⑤催化剂只能同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡无影响，不能用勒夏特列原理解释；⑥由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系，加压后平衡不移动，体积减小颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；⑦合成氨反应为放热反应，升高温度不利于平衡向正反应方向移动，但可提高反应速率，不能用勒夏特列原理解释；⑧合成氨的反应中，将混合气体中的氨气液化，减小了生成物浓度，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释。
10．一定条件下，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)，60 s后反应达到平衡，生成Z的物质的量为0.3 mol。下列说法正确的是( )
A．X的平衡转化率为40%
B．若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度小于原来的
C．若增大压强，则Y的平衡转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH＞0
答案 B
解析 反应达到平衡时生成0.3 mol Z，根据化学方程式可知消耗X的物质的量为0.6 mol，则其平衡转化率为×100%＝60%，A项错误；该反应的正反应为气体体积减小的反应，将容器体积变为20 L，则压强减小，平衡向逆反应方向移动，故Z的平衡浓度小于原来的，B项正确；若增大压强，平衡向正反应方向移动，则Y的平衡转化率增大，C项错误；升高温度，X的体积分数增大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此该反应的ΔH＜0，D项错误。
11．在一密闭容器中加入等物质的量的A、B，发生如下反应：2A(g)＋2B(g)3C(s)＋4D(g)，平衡常数随温度和压强的变化如表所示：
压强/MPa 平衡常数 温度/℃ 1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 e
800 160 f g
下列判断正确的是( )
A．g＞f
B．ΔH＜0
C．2.0 MPa、800 ℃时，A的转化率最小
D．1.5 MPa、300 ℃时，B的转化率为50%
答案 D
解析 平衡常数只与温度相关，温度不变，K不变，所以g＝f，A项错误；由表格中的数据可知，平衡常数随温度升高而增大，故正反应为吸热反应，ΔH＞0，B项错误；该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，A的转化率越大，C项错误；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，即压强一定时，气体体积不变，设加入A、B的物质的量均为m mol，转化量为x mol，容器体积为V L，则达到平衡时，A、B均为(m－x) mol，D为2x mol，则有＝16，解得＝，故B的转化率为50%，D项正确。
12．700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2＞t1)：
反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol
0 1.20 0.60
t1 0.80
t2 0.20
下列说法正确的是( )
A．反应在0～t1 min内的平均速率为v(H2)＝ mol·L－1·min－1
B．若800 ℃时该反应的平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g)和0.40 mol H2(g)，则v正＞v逆
D．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO(g)和1.20 mol H2O(g)，达到平衡时n(CO2)＝0.4 mol
答案 D
解析 0～t1 min内，v(H2)＝v(CO)＝＝ mol·L－1·min－1，A项错误；700 ℃，t1min时反应已达到平衡状态，此时c(CO)＝＝0.40 mol·L－1，c(H2O)＝＝0.10 mol·L－1，c(CO2)＝c(H2)＝＝0.20 mol·L－1，则K＝＝1＞0.64，说明温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，B项错误；保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g)和0.40 mol H2(g)，c(H2O)＝＝0.20 mol·L－1，c(H2)＝＝0.40 mol·L－1，Qc＝＝K，平衡不移动，则v正＝v逆，C项错误；CO(g)与H2O(g)按物质的量之比为1∶1反应，充入0.60 mol CO(g)和1.20 mol (g)H2O与充入1.20 mol CO(g)和0.60 mol H2O(g)对平衡状态的影响相同，t1 min时，n(CO)＝0.80 mol，n(H2O)＝0.60 mol－0.40 mol＝0.20 mol，t2 min时，n(H2O)＝0.20 mol，说明t1 min时反应已经达到平衡状态，根据化学方程式可知，达到平衡时n(CO2)＝0.40 mol，D项正确。
13．电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 ℃时，电石生产原理如下：
①CaO(s)＋C(s)===Ca(g)＋CO(g)ΔH1＝a kJ·mol－1 平衡常数K1
②Ca(g)＋2C(s)===CaC2(s) ΔH2＝b kJ·mol－1 平衡常数K2
以下说法不正确的是( )
A．反应①K1＝c(Ca)·c(CO)
B．反应Ca(g)＋C(s)===CaC2(s)平衡常数K＝
C．2 000 ℃时增大压强，K1减小，K2增大
D．反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g) ΔH＝(2a－b)kJ·mol－1
答案 C
解析 平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，故反应①K1＝c(Ca)·c(CO)，故A项正确；反应Ca(g)＋C(s)===CaC2(s)平衡常数K＝，故B项正确；平衡常数K只与温度有关，故C项错误；根据盖斯定律，2×①－②得，反应2CaO(s)＋CaC2(s)===3Ca(g)＋2CO(g) ΔH＝(2a－b)kJ·mol－1，故D项正确。
14．对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强[p(B)]代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)，在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是( )
A．Kp＝
B．升高温度，若Kp增大，则该反应为吸热反应
C．该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp减小
D．t ℃时，反应CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝a
答案 B
解析 由平衡常数表达式知，Kp应为生成物压强幂之积与反应物压强幂之积的比值，A项错误；升高温度，若Kp增大，则平衡正向移动，故该反应为吸热反应，B项正确；Kp只与温度有关，则反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp不变，C项错误；t ℃时，反应CH4(g)＋H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝，D项错误。
15．在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关说法错误的是( )
A.，依据图可判断p1>p2
B.，在图中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况
C.，依据图可判断正反应为放热反应
D.，由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应为吸热反应
答案 D
解析 由题图可知，p1先达到平衡，则p1>p2，且增大压强平衡正向移动，C的百分含量增大，A正确；催化剂可加快反应速率，不影响平衡移动，则题图中虚线可表示使用了催化剂时的变化情况，B正确；升高温度，逆反应速率大于正反应速率，即升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，C正确；气体的质量不变，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小，可知气体的物质的量增大，即升高温度平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，D错误。
16．二氧化硫的催化氧化反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的重要反应之一。下列说法正确的是( )
A．煅烧硫铁矿(主要成分FeS2)可获得SO2，将矿石粉碎成细小颗粒可以提高反应的转化率
B．已知该催化氧化反应K(300 ℃)>K(350 ℃)，则该反应正向是吸热反应
C．采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快
D．工业生产中，采用的压强越高，温度越低，越有利于提高经济效益
答案 C
17．对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大
B．该反应的ΔH＜0
C．化学方程式中，n＞e＋f
D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动
答案 B
解析 催化剂不能使平衡发生移动，所以不能使C的体积分数增大，故A项错误；达到平衡所用时间越短，反应速率越快，由图可知T2＞T1，p2＞p1，则温度由T1升高到T2，平衡时C的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，B项正确；压强由p1增大到p2，平衡时C的体积分数减小，说明增大压强平衡逆向移动，所以该反应的正反应为气体分子数目增大的反应，即n＜e＋f，C项错误；A为固体，增大A的量不能改变A的浓度，不能使平衡发生移动，D项错误。
18.已知反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0的平衡体系中，物质的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比M(M＝)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1＜T2
B．平衡常数：K(a)＝K(b)＜K(c)
C．反应速率：vb＜va
D．当M＝69 g·mol－1时，n(NO2)∶n(N2O4)＝1∶1
答案 D
解析 已知m总不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，n总增大，故M减小，由图可知T1＞T2，A项错误；化学平衡常数与温度有关，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则K(a)＝K(c)＜K(b)，B项错误；温度越高，压强越大，化学反应速率越大，则vb＞va，C项错误；设n(NO2)∶n(N2O4)＝x mol∶y mol，则＝69，所以x∶y＝1∶1，D项正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共46分)
19．(8分)科学家一直致力于“人工固氮”的研究，现已有多种方法。
方法一：1918年，德国化学家哈伯因发明工业合成氨[N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0]的方法而荣获诺贝尔化学奖。
(1)若将1 mol N2和3 mol H2放入1 L的密闭容器中，5 min 后N2的浓度为0.8 mol·L－1，这段时间内用N2的浓度变化表示的反应速率为________mol·L－1·min－1。
(2)在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是________(填字母，下同)。
a．v(N2)正＝3v(H2)逆
b．容器中气体的密度不随时间而变化
c．容器中气体的分子总数不随时间而变化
d．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(3)合成氨反应的生产条件选择中，能用勒夏特列原理解释的是________。
①使用催化剂 ②高温 ③高压 ④及时将氨气液化从体系中分离出来
A．①③ B．②③ C．③④ D．②④
方法二：最新的“人工固氮”研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应，直接生成氨气和氧气：
已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
(4)写出上述固氮反应的热化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)0.04 (2)cd (3)C
(4)2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2(g) ΔH＝1 530.8 kJ·mol－1
解析 (1)由化学反应速率：
v(N2)＝＝＝0.04 mol·L－1·min－1。
(2)3v(N2)正＝v(H2)逆≠0时，正逆反应速率相等且不等于零，反应达到平衡状态，故a不选；反应前后气体的质量和体积均不变，容器中气体的密度不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态，故b不选；由反应可知反应前后气体分子数改变，若容器中气体的分子总数不随时间而变化，则说明反应达到平衡状态，故选c；反应前后气体的质量不变，气体分子数在变，所以当反应前后容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，则达到平衡状态，故选d。
(3)使用催化剂只能改变化学反应速率，不能使平衡发生移动，所以不能用勒夏特列原理解释，故①错；由反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0可知，该反应属于放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，不能用勒夏特列原理解释，故②错；高压条件下平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故③正确；及时将氨气液化从体系中分离出来，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故④正确。
(4)由盖斯定律，将2×①－3×②得
2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2(g)
ΔH＝1 530.8 kJ·mol－1。
20．(12分)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：
实验序号 实验温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O
V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL
A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1
B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8
C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t2
(1)通过实验A、B，可探究出________(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响，其中V1＝______________、T1＝________；通过实验________(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响，其中V2＝________。
(2)若t1＜8，则由此实验可以得出的结论是____________________________________
________________________________________________________________________；
忽略溶液体积的变化，利用实验B中数据计算，0～8 s内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝________。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋)随时间的变化情况如图所示，并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用，则该作用是__________，相应的粒子最可能是________(填粒子符号)。
答案 (1)浓度 1 293 B、C 3 (2)其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 8.3×10－4 mol·L－1·s－1 (3)催化作用 Mn2＋
解析 (1)分析表中数据可知，本实验探究的是浓度、温度变化对化学反应速率的影响，实验中探究浓度(或温度)对反应速率的影响时要确保影响反应速率的其他因素相同。A、B两组实验中，c(H2C2O4)不同，故温度应相同，T1＝293；为使A、B两组实验中c(KMnO4)相同，则溶液总体积均为6 mL，V1＝1；C组实验中温度与另外两组不同，加水量与B组相同，故通过B、C组实验可探究温度对化学反应速率的影响，因此V2＝3。
(2)若t1＜8，则实验A中反应速率比实验B中快，说明其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大。利用实验B中数据可知，0～8 s内，v(KMnO4)＝≈8.3×10－4 mol·
L－1·s－1。
(3)由图像知，反应过程中出现了反应速率突然快速增加的现象，这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用，结合反应前后溶液中粒子的变化情况可知，该粒子最可能是Mn2＋。
21．(14分)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1 K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1 K2
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1 K3
回答下列问题：
(1)反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；该反应的平衡常数K＝________(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中，能提高(1)中CH3OCH3产率的有__________________(填字母)。
A．使用过量的CO B．升高温度 C．增大压强
(3)一定温度下，将0.2 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入2 L恒容密闭容器中，发生反应③，5 min后达到化学平衡，平衡后测得H2的体积分数为0.1。则0～5 min内v(H2O)＝________，CO的转化率α(CO)＝________。
(4)将合成气以＝2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示，下列说法正确的是____(填字母)。
A．ΔH＜0
B．p1>p2>p3
C．若在p3和316 ℃时，起始时＝3，则平衡时，α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2，当约为________时最有利于二甲醚的合成。
答案 (1)－246.1 K·K2·K3 (2)AC
(3)0.003 mol·L－1·min－1 15% (4)AB (5)2.0
解析 (1)根据盖斯定律可知，①×2＋②＋③得到3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝－246.1 kJ·mol－1，K＝K·K2·K3。
(3)设0～5 min，CO转化的物质的量为x mol，则
CO(g)＋ H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
开始/mol 0.2 0.1 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.2－x 0.1－x x x
平衡后测得H2的体积分数为0.1，则＝0.1，解得x＝0.03，结合v＝、转化率＝×100%分别计算0～5 min内v(H2O)和CO的转化率。
(4)由题图1可知升高温度CO的平衡转化率减小，可知升高温度平衡逆向移动，故ΔH<0，A项正确；该反应为反应前后气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，B项正确；若起始时增大，其他条件不变，则平衡时CO的转化率增大，C项错误。
22．(12分)将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196 kJ·mol－1，某小组计划研究在相同温度下该反应的物质变化和能量变化，他们分别在恒温下的密闭容器中加入一定量的物质，获得如下数据：
容器编号 容器体积/L 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 平衡时反应热量变化/kJ
SO2 O2 SO3
① 1 0.050 0.030 0 t1 放出热量：Q1
② 1 0.100 0.060 0 t2 放出热量：Q2
回答下列问题：
(1)若容器①的容积变为原来的2倍，则SO2的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)容器①②中均达到平衡时：t1________(填“>”“<”或“＝”，下同)t2；放出热量2Q1________Q2。
(3)SO2(g)与O2(g)在V2O5作催化剂的条件下的反应历程如下：
①SO2＋V2O5===SO3＋2VO2；
②____________________(写出第2步反应的化学方程式)；V2O5能加快反应速率的根本原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在450 ℃、100 kPa的恒温恒压条件下，SO3的平衡体积分数随起始时投料的变化如图所示，用平衡压强(平衡压强＝该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度，则450 ℃时，该反应的Kp＝________。
答案 (1)减小 (2)> < (3)O2＋4VO2===2V2O5 催化剂通过参与反应改变反应历程，降低反应的活化能来加快化学反应速率 (4)0.05 kPa－1