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高中化学高二年级2020—2021学年人教版（2019）选择性必修一 2.4 化学反应的调控
一、选择题
1．（2021高二上·）工业合成氨：，一般采用770K左右的温度，其原因是（ ）
①提高的转化率 ②适当提高氨的合成速率
③提高氨的产率 ④催化剂在700K左右时活性最大
A．只有① B．②④ C．②③④ D．①②
【答案】B
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】工业合成氨： ，正反应为放热反应，温度越低原料转化率越高，但是低温下反应速率较小，为提高氨的合成速率，温度不能太低，且催化剂在700K左右时活性最大，综合考虑转化率和反应速率，一般采用700K左右的温度。
【分析】该反应为放热反应，温度越低材料的转化率越高，温度越到原材料转化率越低，排除 ① ；升高温度可以提高氨的合成速率， ② 保留；升高温度只能加快反应速率，不能提高氨的产率， ③ 排除；催化剂的活性与温度有关， ④ 保留。
2．（2021高二上·齐齐哈尔期中）工业生产氨气的适宜条件中不包括（ ）
A．用浓硫酸吸收产物 B．用铁触媒作催化剂
C．温度为400~500 ℃ D．压强为10~30 MPa
【答案】A
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】工业生产氨气整个反应N +3H 2NH ，催化剂不能改变化学平衡，但可以加快反应速率，升高温度可以加快反应速率，考虑反应平衡，温度不宜太高；增大压强可以加快反应速率，也可以促进化学平衡正向移动，但生产时的条件会限制压强；从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：20MPa-50MPa，温度：500℃左右，催化剂：铁触媒，用浓硫酸吸收氨气会生成硫酸铵，不适合吸收产物，
故答案为：A。
【分析】根据勒夏特列原理以及外界条件对反应速率的影响综合分析。
3．（2021高二上·）关于反应速率、反应限度的下列说法中正确的是（ ）
A．其他条件不变时，升高温度，只有吸热反应，反应速率加快
B．化学反应的限度是不可改变的
C．化学反应达到反应限度时，反应物的浓度与生成物的浓度相等
D．化学反应达到反应限度时，同一物质的正反应速率与逆反应速率相等
【答案】D
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A. 升高温度，活化分子百分数增大，无论是吸热反应还是放热反应，反应速率都加快，故A不符合题意；
B. 外在条件改变，化学反应的限度是可改变的，故B不符合题意；
C. 达到平衡状态时，各物质的浓度不变，但不一定相等，故C不符合题意。
D. 当达到反应限度时，正逆反应速率相等，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】本题主要考察队化学反应速率和反应限度的理解，牢记影响化学反应速率和反应限度的因素和相关定义。
4．（2021高二上·）下列图示与对应的叙述相符的是（ ）
A．图甲表示1L pH=2的溶液加水稀释至V L，pH随lg V的变化
B．图乙表示不同温度下水溶液中H+和OH-浓度的变化的曲线，图中温度
C．图丙表示一定条件下的合成氨反应中，NH3平衡体积分数随H2始体积分数(N2起始量恒定)的变化，图中a点N2转化率小于b点
D．图丁表示同一温度下，在不同容积的容器中进行反应，O2的平衡浓度与容器容积的关系
【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A、lg V=1，则V=10，横坐标依次取值10、100、1000、10000，对于强酸的稀释，每稀释10n倍时，pH增加n，但如果是弱酸的稀释，由于其还存在电离平衡，加水时会促进电离，平衡正向移动， 比强酸的变化小，故pH的增加值不等于n，不符合题意；
B、当 时，T1时的 大于时的T2(OH-)，T1时的Kw大于T2时的Kw，水的电离为吸热过程，温度越低，Kw越小， ，不符合题意；
C、在反应N2+3H22NH3的过程中，增大H2的量，平衡会正向移动，N2的转化率增大，符合题意；
D、该反应的平衡常数 ，K仅与温度有关，温度不变，K不变，O2的平衡浓度不变，与容器的体积无关，不符合题意。
【分析】A、弱酸存在电离平衡，稀释时不会呈现一次函数变化；
B、温度应该是 ；
C、可逆反应中，增大反应物的量，平衡会正向移动，另一种反应物的转化率会增大；
D、平衡浓度与容器体积无关。
5．（2021高二上·）下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法不正确的是（ ）
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料的转化率
D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂
【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.为防止催化剂中毒，反应前的混合气体氮气和氢气混合气体需要除杂净化，故A不符合题意；
B.工业合成氨的反应是气体体积减小的反应，增大压强加快反应速率，平衡正向进行，能增大反应物转化率，故B不符合题意；
C.步骤③催化剂不改变化学平衡，反应物转化率不变，反应为放热反应。升温平衡逆向进行，转化率减小，④液化氨气平衡正向进行，反应物转化率增大，⑤氮气和氢气循环使用有利于提高原料的转化率，故C符合题意；
D.氨气是工业重要的原料和酸反应生成铵盐可生产化肥外，氨气易液化，变为气体时吸收周围热量可用作制冷剂，故D不符合题意。
【分析】步骤③中的催化剂不改变反应的化学平衡，只是单纯的加快反应速率，原材料的转化率与反应速率无关，加催化剂不能提高原材料的转化率；同时，温度变高，该反应平衡逆向移动，原材料的转化率反而减小。
6．（2021高二上·）下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是（ ）
A．使用铁触媒，使和混合气体有利于合成氨
B．高压比常压更有利于合成氨的反应
C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
【答案】B
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.催化剂不影响化学平衡，A项不符合题意；
C.合成氨反应是放热反应，在低温下转化率高，合成氨工业采用500℃左右的温度是综合考虑了反应速率、转化率及催化剂的活性，C项不符合题意；
D.采用循环操作提高原料利用率不能用勒夏特列原理解释，D项不符合题意。
【分析】解答该题首先要知道勒夏特列原理的内容： 如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
A：催化剂不影响反应的化学平衡，A错误；
B：高压相当于增加了反应物的浓度，平衡正向移动，有利于合成氨，B正确；
C：合成氨为放热反应，增高温度，平衡逆向移动，不利于氨的合成，C错误；
D：循环操作可以提高原材料的利用率，但与题意无关，题目说的是与勒夏特列原理有关的内容，D错误。
7．（2019高一下·集宁期末）已知反应A2(g)＋2B2(g) 2AB2(g)的ΔH＜0，下列说法正确的是（ ）
A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡移动原理
【解析】【解答】A. 升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率也增大，A不符合题意；
B. 升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间，B符合题意；
C. 达到平衡后，升高温度有利于该反应平衡逆向移动，C不符合题意；
D. 达到平衡后，减小压强都有利于该反应平衡逆向移动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A2(g)＋2B2(g) 2AB2(g)的ΔH＜0，该反应是一个气体分子数减少的放热反应。
8．（2021高二上·）下列对于合成氨的叙述中不正确的是（ ）
A．由于合成氨反应属于放热反应，所以反应无需加热
B．合成氨工艺是哈伯发明的
C．合成氨工业需要提供高温、高压、催化剂等条件
D．合成氨可以提供氮肥
【答案】A
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】AC、氮气与氢气的反应式在高温、高压、催化剂的条件下进行的，A项符合题意、C项不符合题意；
B.德国科学家哈伯首先发明了合成氨工艺，B项不符合题意；
D.氨气属于氮肥的一种，D项不符合题意。
【分析】合成氨虽然是放热反应，但反应需要在500℃的环境中进行，所以是需要尽心加热的，A错误；
9．（2021高二上·）已知和都可做分解制的催化剂，为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A项没有对比实验，不符合题意；
B项中催化剂不同，温度不同，无法比较，不符合题意；
C项，前者没有催化剂，后者有催化剂，且温度不同，无法比较，不符合题意；
D项中只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行。
【分析】
A：只有一组实验，没有对照实验，无法比较温度对反应速率的影响；
B：催化剂种类和温度都不同，不满足单一变量原则，无法确定反应速率是受温度的影响还是催化剂的影响；
C：一个有催化剂，一个没有催化剂，温度也不同，不满足单一变量原则；
D：只有温度不同，满足单一变量原则，可以探究温度对化学反应速率的影响。
10．（2020高二上·揭阳期中）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( )
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
【答案】B
【知识点】化学反应的可逆性；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆速率影响更大，错误。B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应。增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，正确。C.减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误。D.加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，化学平衡不发生移动，错误。
【分析】化学反应速率、化学平衡是中学化学的重要理论，要掌握反应的实质、影响的因素。化学反应速率是衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。反应进行快慢由参加反应的物质的本身性质决定，在物质不变时，温度、压强、催化剂、浓度、物质的颗粒大小、溶剂、光、紫外线等也会影响化学反应进行的快慢。化学平衡研究的是可逆反应进行的程度大小的，反应进行程度大小可以根据化学平衡常数判断。化学平衡常数越大，反应进行的程度就越大，外界条件会影响化学平衡，遵循化学平衡移动原理，要会用平衡移动原理来分析解决问题。
11．（2021高二上·）下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是（ ）
A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④
【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】反应原理为N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H＜0，为提高原料转化率，应使平衡向正方向移动，
根据方程式反应前后气体的化学计量数的关系可知增大压强有利于平衡向正方向移动；正反应放热，升高温度不利用平衡向正反应方向移动，催化剂对平衡移动无影响，液化分离出氨气，可使生成物浓度减小，则可使平衡向正向移动，氮气和氢气的再循环，可增大反应物浓度，有利于平衡向正向移动，
故答案为：C．
【分析】
① 净化和干燥只是除杂，对原料转化率没有影响，排除；
② 增大压强有利于平衡正向移动，可以提高原料转化率；
③ 催化剂对原料转化率没有影响，同时该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不会提高原料转化率，排除；
④ 氨气液化分离出来，相当于减少生成物浓度，平衡正向移动，有利于提高原料转化率；
⑤ 氮气和氨气再循环，增大了生成物浓度，平衡正向移动，有利于提高原料转化率。
12．（2021高二上·）固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe作催化剂、一定压强 和温度下合成氨的反应机理如下图所示：下列说法不正确的是（ ）
A．N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应
B．吸附在铁表面的N2断裂了键
C．NH3分子中的N—H键不是同时形成的
D．Fe催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A、由2、3可知N2和H2分子被吸附在铁表面，而4、5、6、7表示 发生反应，所以N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应，符合题意；
B、 由4可知氮气吸附在铁表面，并断裂了键，符合题意；
C、由5、6、7 可知，NH3分子中的N—H键不是同时形成的，符合题意；
D、催化剂能 改变化学反应速率，不能提高反应物的平衡转化率，不符合题意。
【分析】催化剂只能改变反应速率，不能改变反应物的转化率。
13．（2021高二上·）合成氨工业中，下列措施有利于提高平衡转化率的是（ ）
A．提高反应温度 B．从反应体系中分离出氨
C．使用催化剂 D．恒温恒压下，充入稀有气体
【答案】B
【知识点】合成氨条件的选择；化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.合成氨的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于提高平衡转化率，故A不符合题意；
B.从反应体系中分离出氨，平衡正向移动，有利于提高平衡转化率，故B符合题意；
C.催化剂能加快反应速率，但不影响平衡状态，不能提高平衡转化率，故C不符合题意；
D.恒温恒压下，充入稀有气体，体系压强减小，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】合成氨的反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率减小；分离氨，平衡正向移动，转化率提高；催化剂不影响平衡状态； 恒温恒压下，充入稀有气体，体系压强减小，平衡逆向移动。
14．（2021高二上·）1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法。他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要在20—50MPa的高压和500℃的高温下，用铁作催化剂，且氨转化率10%-15%。2005年6月27日美国化学会刊报道，美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为transFe(DMeOPrPE)2Cl2的铁化合物。用transFe(DMeOPrPE)2Cl2作催化剂，在常温常压下合成出氨，反应可表示为N2+3H22NH3，有关说法正确的是（ ）
A．不同的催化剂对化学反应速率影响均相同
B．新法合成与哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，极具发展远景
C．新法合成能在常温下进行是因为不需要断裂化学键
D．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应
【答案】B
【知识点】吸热反应和放热反应；化学反应速率的影响因素；合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.不同的催化剂催化机理不同，效果也不同，对化学反应速率影响不同，故A错误；
B.高温条件需要消耗大量能源，新法合成在常温常压下合成出氨，减少能源消耗，故B正确；
C.新法实际上是降低了反应所需的能量，任何化学反应都会伴随化学键的断裂和形成，故C错误；
D.新法合成与哈伯法合成都是放热反应，故D错误。
故答案为：B
【分析】A.催化剂不同对反应速率的影响程度也不同；
B.新合成法在常温常压下即可发生，节约能源；
C.任何化学反应都存在化学键的断裂和形成；
D.合成氨的反应为放热反应。
15．（2021高二上·）在一定温度下的定容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是（ ）
A．混合气体的压强 B．混合气体的密度
C．C、D的物质的量的比值 D．气体的总物质的量
【答案】B
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.由于A是固态，反应前后的气体的化学计量数之和都是2，压强始终不变，A不符合题意；
B.因为A是固体，反应两边气体的质量不相等，而体积不变，若混合气体的密度不变，说明达到了平衡状态，若是发生变化，则没有达到平衡，B符合题意
C.它们的物质的量比值始终为1：1，无法判断平衡状态，C不符合题意；
D.反应两边气体的化学计量数都是2，总的气体物质的量不会变化，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】该题主要考查学生对化学平衡判断依据的掌握情况，学生只需牢记化学平衡逆，等，动，定，变、同的特征，并灵活运用便可轻松解答。
16．（2021高二上·）合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，673K、30MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．c点处反应达到平衡
B．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
C．其他条件不变，773K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大
D．a点的正反应速率比b点的小
【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A、c点是氢气和氨气物质的量相等的点，该点以后，氢气的量还在减少，氨气的量还在增加，故c点没有达到平衡，A项不符合题意.
B、t1和t2两个时刻反应均处于平衡状态，体系中各物质的物质的量不再变化，故d、e两点氮气的物质的量相等，B项不符合题意。
C、773K>673K，工业合成氨为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氢气的物质的量增大，C项符合题意.
D、反应达到平衡前，a点反应物浓度大于b点，因此a点的正反应速率比b点的大，D项不符合题意。
【分析】本题主要考查化学反应平衡相关知识：
A：达到化学平衡后，各物质的量保持不变，c点后，氨气的物质的量继续增加，所以c点处反应没有达到平衡，A错误；
B：d点和e点时已经达到了平衡状态，物质的量不再发生变化，所以d点和e点的氮气的物质的量应该相等；
C：该反应正向为放热反应，升高温度，平衡会逆向移动，所以相同条件下，773K时氢气的物质的量要比d点大；
D：平衡前，a点的氢气浓度要大于b点氢气浓度，a点的正反应速率也要大于b点。
17．（2021高二上·）500℃、60.0MPa条件下，合成氨原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系，下列说法正确的是（ ）
A．反应到达平衡状态时升高温度，混合气体的平均相对分子质量增大
B．原料气中H2的比例越大，平衡混合气体中NH3的体积分数就越高
C．图中a点H2的平衡体积分数为43.5%
D．平衡状态时移走部分氨气，保持条件不变，△H减小
【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.合成氨的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，相对分子质量减小，故A错误；
B. 原料气中H2的比例增大， 该反应虽然向正反应方向移动，但氨气在平衡混合气体中的百分含量不一定增大，这与增加的氢气的量有关，故B错误；
C.该反应前后气体减小的体积为生成氨气的体积，相同条件下，气体体积比等于气体物质的量之比，图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%，设平衡混合气体体积为100，氨气为体积42，则反应前气体体积：100+42=142，氮气和氢气按照1：3混合，氢气体积为，则反应的氢气的体积为，平衡时氢气体积为：106.5-63=43.5，则氢气气体积分数为，故C正确；
D.反应热与化学计量数有关，移走生成物不影响ΔH，故D错误。
故答案为：C
【分析】A.升温反应逆向移动，平均相对分子质量减小；
B.氨气在平衡气体中的体积分数与增加的氢气的量有关；
C.平衡时氨气的体积分数为42%，列出反应的三段式，根据气体体积之比等于物质的量之比计算各物质的体积，进而计算其体积分数；
D.移走生成物不影响反应热。
18．（2021高二上·）工业上利用可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氨，下列叙述正确的是（ ）
A．合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂，其中催化剂不改变该反应的逆反应速率
B．恒容通入氩气，使反应体系的压强增大，反应速率一定增大
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在时刻， 的浓度分别是则时间间隔内， 生成的平均速率为
【答案】D
【知识点】化学反应速率；化学反应速率的影响因素；合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.催化剂对正逆反应速率产生同等的影响，故A错误；
B.恒容通入氩气，反应体系的压强增大，但是反应体系中各组分的浓度不变，反应速率不变，故B错误；
C.降低温度，反应速率减小，反应达到平衡需要的时间增加，故C错误；
D.根据可知，该时间段内NH3 (g)生成的平均速率为 ，故D正确。
【分析】A.催化剂对正逆反应速率均产生影响；
B.恒容通入氩气，各物质的浓度不变，反应速率不变；
C.降温反应速率减小；
D.根据计算。
19．（2021高二上·）一定条件下反应N2+3H22NH3 △H<0达平衡时，当单独改变下述条件后有关叙述一定错误的是（ ）
A．加催化剂，v(正)和v(逆)都发生变化，且变化的倍数相等
B．加压，v(正)和v(逆)都增大，且v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数
C．降温，v(正)和v(逆)都减少，且v(正)减少倍数大于v(逆)减少倍数
D．增加c(N2)，瞬间后v(正)和v(逆)都增大，且v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素；合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.化剂同等程度改变反应速率， 加入催化剂，v(正)和v(逆)都发生变化，且变化的倍数相等，故A正确；
B.加压平衡正向进行，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数，故B正确；
C.降温反应速率减小，平衡正向移动，v(正)、v(逆)都减小，且v(正)减小的倍数小于v(逆)减小的倍数，故C错误；
D.增加c(N2)瞬间，v(正)增大，v(逆)不变，平衡正向进行，v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数 ，故D正确。
故答案为：C
【分析】A.催化剂同等程度的改变正逆反应速率；
B.加压平衡正向移动，正反应速率增大的倍数大于逆反应增大的倍数；
C.降温平衡正向移动，正反应速率减小的倍数小于逆反应减小的倍数；
D.增大氮气浓度的瞬间，反应物浓度增大，生成物浓度不变，正反应速率增大，逆反应速率不变。
20．（2021高二上·）一定温度下，可逆反应在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是（ ）
①单位时间内生成 的同时生成2
②单位时间内生成 的同时，生成2
③用、、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2：2：1
④混合气体的压强不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．①④⑤⑥ B．①②③⑤ C．②③④⑥ D．以上全部
【答案】A
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】判断一个化学反应是否达到化学平衡状态，关键在于判断该反应的正、逆反应速率是否相等或各组分的浓度是否不再变化。①单位时间内生成 同时生成2 ，即生成的速率与消耗的速率相等，，符合题意；
②单位时间内生成 同时必生成2 (无论反应达到平衡与否)，因为它们表示同一方向的反应速率，不符合题意；
③只要发生反应，或者说不论反应是否达到平衡状态， 、、的反应速率之比都为2：2：1，不符合题意；
④温度、体积一定，混合气体的压强不再改变，说明气体的总物质的量不变，表明反应已达到平衡状态，符合题意；
⑤颜色的深浅取决于有色物质的浓度，混合气体的颜色不变，说明的浓度不再改变，对容积固定的密闭容器来说， 的物质的量不再改变，表明反应已达到平衡状态，符合题意；
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的总物质的量不变，表明反应已达到平衡状态，符合题意。
【分析】该题主要考查学生对化学平衡判断依据的掌握情况，学生只需牢记化学平衡逆，等，动，定，变、同的特征，并灵活运用便可轻松解答。由正反应速率等于逆反应速率可知① 正确， ②③ 在反应任何时候都满足，不能用来判断达到平衡状态， ④⑤⑥属于“定”的具体内容，是达到平衡的标志。
二、非选择题
21．（2021高二上·）水煤气变换[]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO H2（填“大于”或“小于”）。
（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为（ ）
A．<0.25 B．0.25 C．0.25~0.50 D．0.50
E．>0.50
（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH 0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正= eV，写出该步骤的化学方程式 。
（4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和相等、和相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率= 。467 ℃时和随时间变化关系的曲线分别是 、 。489℃时和随时间变化关系的曲线分别是 、 。
【答案】（1）大于
（2）C
（3）小于；2.02；COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*（或H2O*=H*+OH*）
（4）0.0047；b；c；a；d
【知识点】化学平衡的调控；合成氨条件的选择
【解析】【解答】（1）H2还原氧化钴的方程式为：H2(g)＋CoO(s)=Co(s)＋H2O(g)；CO还原氧化钴的方程式为：CO(g)＋CoO(s)=Co(s)＋CO2(g)，平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数（）高于CO还原体系中CO的物质的量分数（），故还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2；
（2）利用“三段式”解答。721 ℃时，设气体反应物开始浓度均为1 mol L-1，则
H2（g）+CoO（s）Co（s）+ H2O（g）
起始（mol/L） 1 0
转化（mol/L） x x
平衡（mol/L） 1-x x
则有(1-x)/x=0.025 0，解得x=0.975，故K1==39；
CO（g）+CoO（s）Co（s）+ CO2（g）
起始（mol/L） 1 0
转化（mol/L） y y
平衡（mol/L） 1-y y
则有(1-y)/1=0.0192，解得y=0.9808，故K2=≈51；
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)
起始（mol/L） 1 1 0 0
转化（mol/L） z z z z
平衡（mol/L） 1-z 1-z z z
则有K3==51/39，解得z=0.5327。H2的物质的量分数为z/2=0.2664，
故答案为：C。
（3）观察计算机模拟结果，据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，可知ΔH=-0.72-0<0；该历程中最大能垒（活化能）E正 =1.86 eV-（-0.16 eV）=2.02 eV，该步骤的化学方程式为COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*或H2O*=H*+OH*。
（4）；据“先拐先平数值大”，结合图像可知，虚线（a、d）表示489 ℃时气体分压变化曲线，实线（b、c）表示467 ℃时气体分压变化曲线；当温度由467 ℃升至489 ℃时，平衡逆向移动，则减小，增大，由图像可知，b→a气体分压减小，故曲线b表示467 ℃时变化曲线，曲线a表示489 ℃时变化曲线；c→d气体分压增大，则曲线c表示467 ℃时变化曲线，曲线d表示489 ℃时变化曲线。
【分析】
（1）要根据题意列出反应方程式，知道氢气中含有水蒸气，一氧化碳中含有二氧化碳，根据平衡时氢气和一氧化碳物质的量分数大小判断出还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2。
（2）分步计算，先假设一氧化碳全部与水反应，算出此时氢气物质的量分数，再假设一氧化碳全部与过氧化钴反应，算出此时的物质的量分数，继续假设一氧化碳与水反应产生氢气，氢气与过氧化钴反应，算出氢气的物质的量分数，结果应该在这三个的并集内。
（3）根据图表的能量，用生成物的总能量-反应物的总能量，即可获知ΔH的正负及最大活化能。
（4）从图中可以看出a在30min和90min处的压力值，计算即可；水煤气变换是一个吸热反应，结合“先拐先平数值大”便可轻松分辨出来。
22．（2017高二下·怀仁期末）合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。
（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。
在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：zMHx(s)+H2(g)==ZMHy(s) △H(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应（Ⅰ）中z= （用含x和y的代数式表示）。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v= mL g-1 min。反应的焓变△HⅠ 0（填“>”“<”或“=”）。
（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T1） η（T2）（填“>”“<”或“=”）。当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的 点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过 或 的方式释放氢气。
（3）贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为 。已知温度为T时：CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g)
△H=+165KJ mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
△H=-41KJ mol
【答案】（1）；30；<
（2）>；c；加热；减压
（3）CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) H=-206kJ mol-1
【知识点】反应热和焓变；热化学方程式；化学反应速率；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】（1）根据元素守恒可得z x+2=z y，解得z=2/(y—x)；吸氢速率v=240mL÷2g÷4min=30mL g-1 min-1；因为T1（2）根据图像可知，横坐标相同，即氢原子与金属原子的个数比相同时，T2时氢气的压强大，说明T2时吸氢量少，则η（T1）>η（T2）；处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，氢气压强的增大，H/M逐惭增大，根据图像可能处于c点；根据平衡移动原理，可以通过加热，使温度升高或减小压强使平衡向左移动，释放氢气。
（3）写出化学方程式并注明状态：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)，然后根据盖斯定律可得该反应的 H=- H1+ H2=-206kJ mol-1，进而得出热化学方程式。
【分析】（1）根据原子个数守恒计算z的值；根据速率的单位进行计算；结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应；
（2）结合图像分析二者的大小；保持温度不变，通入少量氢气，则H/M增大；结合温度、压强对平衡移动的影响分析；
（3）根据盖斯定律计算反应热，从而得出反应的热化学方程式；
23．（2021高二上·）基于CaSO4为载氧体的天然气燃烧是一种新型绿色的燃烧方式，CaSO4作为氧和热量的有效载体，能够高效低能耗地实现CO2的分离和捕获，其原理如图所示：
（1）已知在燃料反应器中发生如下反应：
i.4CaSO4(s)+CH4(g)=4CaO(s)+CO2(g)+4SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
ii.CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+2H2O(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
iii.CaS(s)+3CaSO4(s)=4CaO(s)+4SO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
①燃料反应器中主反应为 (填"i""ii"或"iii")。
②反应i和ii的平衡常数Kp与温度的关系如图甲，则a (填">""="或"<")0；720 ℃时反应iii的平衡常数Kp= 。
③下列措施可提高反应ii中甲烷平衡转化率的是 。
A.增加CaSO4固体的投入量
B.将水蒸气冷凝
C.降温
D.增大甲烷流量
（2）如图乙所示，该燃料反应器最佳温度范围为850~900℃之间，从化学反应原理的角度说明原因： 。
（3）空气反应器中发生的反应为CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) ΔH4=d kJ·mol-1
①根据热化学原理推测该反应为 反应。
②在天然气燃烧过程中，可循环利用的物质为 。
（4）该原理总反应的热化学方程式为 。
【答案】（1）ii；>；1.0×10-18；B
（2）温度过低，反应速率较慢；温度过高，副反应增多
（3）放热；CaS、CaSO4
（4）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=(b+d)kJ·mol-1或ΔH=(a-c+d)kJ·mol-1
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡的调控
【解析】【解答】（1）①由图示可得，天然气和CaSO4进入燃料反应器，反应生成CaS、CO2和H2O，故燃料反应器中主反应为ii。
②由图甲可看出，温度越高lgKp越大，即升温Kp增大，故反应i和反应ii都是吸热反应，则a和b都大于0，设三个反应的平衡常数Kp分别为Kpi、Kpii、Kpiii，根据盖斯定律，i-ii得iii，所以；由图并结合热化学方程式可得720℃时反应i的lgKp为-2×4=-8，反应ii的lgKp为10，所以Kpi=10-8，Kpii=1010，故。
③A项，增加固体物质的投入量，不改变化学平衡，所以增加CaSO4固体的投入量不能提高反应ii中甲烷平衡转化率，不符合题意；B项，将生成物分离出去能使化学平衡正向移动，所以将水蒸气冷凝能提高反应ii中甲烷平衡转化率，符合题意；C项，通过②的分析，该反应为吸热反应，降温能降低反应ii中甲烷平衡转化率，不符合题意；D项，增大甲烷流量，增大了甲烷的浓度，平衡正向移动，但根据勒夏特列原理，甲烷平衡转化率会降低，不符合题意。
（2）从反应速率角度考虑，温度过低，反应速率较慢，应在较高温度下反应，但由图乙可得，温度越高，副反应增多，所以该燃料反应器最佳温度范围为850~900℃之间。
（3）①由方程式可看出该反应ΔS<0，因为自发反应ΔG=ΔH-TΔS<0，所以ΔH<0，故该反应为放热反应。②空气反应器中CaS和O2反应生成CaSO4，燃料反应器中，天然气和CaSO4反应生成CaS、CO2和H2O，所以在天然气燃烧过程中可循环利用的物质为CaS和CaSO4。
（4）将反应CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) ΔH4=d kJ/mol标号为iv，分析空气反应器中发生的反应和燃料反应器中发生的反应，根据盖斯定律，ii+iv或i-iii+iv得该原理总反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=(b+d)kJ/mol或ΔH=(a-c+d)kJ/mol。
【分析】（1）根据反应物和生成物便可选出合适的化学方程式，从图甲可以看出，温度越高，lgKp越大，即反应为吸热反应，a>0，由影响化学平衡条件即可获知提高甲烷平衡转化率的选项。
（2）从图中可以看出，温度过低时，反应速率较慢，当温度过高，副反应就会增多。
（3）没有反应条件可知该反应为自发反应，自发反应为放热反应，从题意可得硫酸钙和硫化钙可以重复利用。
（4）将三个化学方程综合起来即可，注意书写热化学反应方程式要注意物质状态和吸放热量。
24．（2021高二上·）氨是重要的工业原料，在农业、医药和化工等领域有重要应用。
（1）I.工业上用和在一定条件下合成氨，下列措施能使正反应速率增大，且平衡混合物中的体积分数—定增大的是（ ）。
A．降低反应温度 B．压缩反应混合物
C．充入 D．液化分离
（2）常温下，向100mL0.2mol/L，的氨水中逐滴加入0.2mol/L的盐酸，所得溶液的pH、溶液中和物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如图所示，根据图像回答下列问题。
①表示浓度变化的曲线是 (填“A”或“B”)。
②的电离常数为 (已知lg1.8=0.26)。
③当加入盐酸体积为50mL，溶液中= mol/L(用数字表示)。
（3）II.若液氨中也存在类似水的电离()，碳酸钠溶于液氨后也能发生完全电离和类似水解的氨解。
写出液氨的电离方程式： 。
（4）写出碳酸钠溶于液氨后一级氨解的离子方程式： 。
（5）写出碳酸钠的液氨溶液中各离子浓度的大小关系： 。
【答案】（1）B
（2）A；或；
（3）
（4）
（5）
【知识点】合成氨条件的选择；氨的性质及用途
【解析】【解答】I.(1)降低温度，反应速率减小，A不符合题意；加压，反应速率增大，，平衡正向移动，体积分数增大，B符合题意；若充入，正反应速率增大，但的体积分数可能减小，C不符合题意；液化分离，正反应速率瞬时不变，然后逐渐减小，D不符合题意。
(2)①随着盐酸的加入，物质的量分数逐渐减小，pH减小，故A表示浓度变化曲线。②，曲线A、B交点的pH=9.26，此时，则。③当加入盐酸体积为50mL时，所得溶液为等物质的量浓度的与的混合溶液，此时溶液的pH=9.00，，，联立两式消去可得：。
II.(3)类比的电离可得液氨电离方程式为。
(4)类比的一级水解，可知的一级氨解是结合液氨电离出的，故离子方程式为。
(5)的液氨溶液中有五种离子，类比水溶液中离子浓度大小关系，可得的液氨溶液中各离子浓度的大小关系为。
【分析】（1）影响反应速率的因素主要有：温度、催化剂、压强等；要使氨气的体积分数增大，要使平衡正向移动；
（2）①向氨水中加入盐酸，加入盐酸的体积增大，物质的量分数逐渐减小，pH减小；
②根据计算；
③结合电荷守恒和物料守恒计算；
（3）液氨电离与水的电离相似，据此书写电离方程式；
（4）类比的一级水解书写一级氨解的离子方程式；
（5）氨解中存在，，氨解的程度微弱，据此确定各离子浓度大小关系。
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高中化学高二年级2020—2021学年人教版（2019）选择性必修一 2.4 化学反应的调控
一、选择题
1．（2021高二上·）工业合成氨：，一般采用770K左右的温度，其原因是（ ）
①提高的转化率 ②适当提高氨的合成速率
③提高氨的产率 ④催化剂在700K左右时活性最大
A．只有① B．②④ C．②③④ D．①②
2．（2021高二上·齐齐哈尔期中）工业生产氨气的适宜条件中不包括（ ）
A．用浓硫酸吸收产物 B．用铁触媒作催化剂
C．温度为400~500 ℃ D．压强为10~30 MPa
3．（2021高二上·）关于反应速率、反应限度的下列说法中正确的是（ ）
A．其他条件不变时，升高温度，只有吸热反应，反应速率加快
B．化学反应的限度是不可改变的
C．化学反应达到反应限度时，反应物的浓度与生成物的浓度相等
D．化学反应达到反应限度时，同一物质的正反应速率与逆反应速率相等
4．（2021高二上·）下列图示与对应的叙述相符的是（ ）
A．图甲表示1L pH=2的溶液加水稀释至V L，pH随lg V的变化
B．图乙表示不同温度下水溶液中H+和OH-浓度的变化的曲线，图中温度
C．图丙表示一定条件下的合成氨反应中，NH3平衡体积分数随H2始体积分数(N2起始量恒定)的变化，图中a点N2转化率小于b点
D．图丁表示同一温度下，在不同容积的容器中进行反应，O2的平衡浓度与容器容积的关系
5．（2021高二上·）下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法不正确的是（ ）
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料的转化率
D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂
6．（2021高二上·）下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是（ ）
A．使用铁触媒，使和混合气体有利于合成氨
B．高压比常压更有利于合成氨的反应
C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
7．（2019高一下·集宁期末）已知反应A2(g)＋2B2(g) 2AB2(g)的ΔH＜0，下列说法正确的是（ ）
A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
8．（2021高二上·）下列对于合成氨的叙述中不正确的是（ ）
A．由于合成氨反应属于放热反应，所以反应无需加热
B．合成氨工艺是哈伯发明的
C．合成氨工业需要提供高温、高压、催化剂等条件
D．合成氨可以提供氮肥
9．（2021高二上·）已知和都可做分解制的催化剂，为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．（2020高二上·揭阳期中）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( )
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
11．（2021高二上·）下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是（ ）
A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④
12．（2021高二上·）固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe作催化剂、一定压强 和温度下合成氨的反应机理如下图所示：下列说法不正确的是（ ）
A．N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应
B．吸附在铁表面的N2断裂了键
C．NH3分子中的N—H键不是同时形成的
D．Fe催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率
13．（2021高二上·）合成氨工业中，下列措施有利于提高平衡转化率的是（ ）
A．提高反应温度 B．从反应体系中分离出氨
C．使用催化剂 D．恒温恒压下，充入稀有气体
14．（2021高二上·）1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法。他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要在20—50MPa的高压和500℃的高温下，用铁作催化剂，且氨转化率10%-15%。2005年6月27日美国化学会刊报道，美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为transFe(DMeOPrPE)2Cl2的铁化合物。用transFe(DMeOPrPE)2Cl2作催化剂，在常温常压下合成出氨，反应可表示为N2+3H22NH3，有关说法正确的是（ ）
A．不同的催化剂对化学反应速率影响均相同
B．新法合成与哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，极具发展远景
C．新法合成能在常温下进行是因为不需要断裂化学键
D．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应
15．（2021高二上·）在一定温度下的定容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是（ ）
A．混合气体的压强 B．混合气体的密度
C．C、D的物质的量的比值 D．气体的总物质的量
16．（2021高二上·）合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，673K、30MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．c点处反应达到平衡
B．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
C．其他条件不变，773K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大
D．a点的正反应速率比b点的小
17．（2021高二上·）500℃、60.0MPa条件下，合成氨原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系，下列说法正确的是（ ）
A．反应到达平衡状态时升高温度，混合气体的平均相对分子质量增大
B．原料气中H2的比例越大，平衡混合气体中NH3的体积分数就越高
C．图中a点H2的平衡体积分数为43.5%
D．平衡状态时移走部分氨气，保持条件不变，△H减小
18．（2021高二上·）工业上利用可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氨，下列叙述正确的是（ ）
A．合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂，其中催化剂不改变该反应的逆反应速率
B．恒容通入氩气，使反应体系的压强增大，反应速率一定增大
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在时刻， 的浓度分别是则时间间隔内， 生成的平均速率为
19．（2021高二上·）一定条件下反应N2+3H22NH3 △H<0达平衡时，当单独改变下述条件后有关叙述一定错误的是（ ）
A．加催化剂，v(正)和v(逆)都发生变化，且变化的倍数相等
B．加压，v(正)和v(逆)都增大，且v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数
C．降温，v(正)和v(逆)都减少，且v(正)减少倍数大于v(逆)减少倍数
D．增加c(N2)，瞬间后v(正)和v(逆)都增大，且v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数
20．（2021高二上·）一定温度下，可逆反应在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是（ ）
①单位时间内生成 的同时生成2
②单位时间内生成 的同时，生成2
③用、、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2：2：1
④混合气体的压强不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．①④⑤⑥ B．①②③⑤ C．②③④⑥ D．以上全部
二、非选择题
21．（2021高二上·）水煤气变换[]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO H2（填“大于”或“小于”）。
（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为（ ）
A．<0.25 B．0.25 C．0.25~0.50 D．0.50
E．>0.50
（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH 0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正= eV，写出该步骤的化学方程式 。
（4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和相等、和相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率= 。467 ℃时和随时间变化关系的曲线分别是 、 。489℃时和随时间变化关系的曲线分别是 、 。
22．（2017高二下·怀仁期末）合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。
（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。
在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：zMHx(s)+H2(g)==ZMHy(s) △H(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应（Ⅰ）中z= （用含x和y的代数式表示）。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v= mL g-1 min。反应的焓变△HⅠ 0（填“>”“<”或“=”）。
（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T1） η（T2）（填“>”“<”或“=”）。当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的 点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过 或 的方式释放氢气。
（3）贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为 。已知温度为T时：CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g)
△H=+165KJ mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
△H=-41KJ mol
23．（2021高二上·）基于CaSO4为载氧体的天然气燃烧是一种新型绿色的燃烧方式，CaSO4作为氧和热量的有效载体，能够高效低能耗地实现CO2的分离和捕获，其原理如图所示：
（1）已知在燃料反应器中发生如下反应：
i.4CaSO4(s)+CH4(g)=4CaO(s)+CO2(g)+4SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
ii.CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+2H2O(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
iii.CaS(s)+3CaSO4(s)=4CaO(s)+4SO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
①燃料反应器中主反应为 (填"i""ii"或"iii")。
②反应i和ii的平衡常数Kp与温度的关系如图甲，则a (填">""="或"<")0；720 ℃时反应iii的平衡常数Kp= 。
③下列措施可提高反应ii中甲烷平衡转化率的是 。
A.增加CaSO4固体的投入量
B.将水蒸气冷凝
C.降温
D.增大甲烷流量
（2）如图乙所示，该燃料反应器最佳温度范围为850~900℃之间，从化学反应原理的角度说明原因： 。
（3）空气反应器中发生的反应为CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) ΔH4=d kJ·mol-1
①根据热化学原理推测该反应为 反应。
②在天然气燃烧过程中，可循环利用的物质为 。
（4）该原理总反应的热化学方程式为 。
24．（2021高二上·）氨是重要的工业原料，在农业、医药和化工等领域有重要应用。
（1）I.工业上用和在一定条件下合成氨，下列措施能使正反应速率增大，且平衡混合物中的体积分数—定增大的是（ ）。
A．降低反应温度 B．压缩反应混合物
C．充入 D．液化分离
（2）常温下，向100mL0.2mol/L，的氨水中逐滴加入0.2mol/L的盐酸，所得溶液的pH、溶液中和物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如图所示，根据图像回答下列问题。
①表示浓度变化的曲线是 (填“A”或“B”)。
②的电离常数为 (已知lg1.8=0.26)。
③当加入盐酸体积为50mL，溶液中= mol/L(用数字表示)。
（3）II.若液氨中也存在类似水的电离()，碳酸钠溶于液氨后也能发生完全电离和类似水解的氨解。
写出液氨的电离方程式： 。
（4）写出碳酸钠溶于液氨后一级氨解的离子方程式： 。
（5）写出碳酸钠的液氨溶液中各离子浓度的大小关系： 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】工业合成氨： ，正反应为放热反应，温度越低原料转化率越高，但是低温下反应速率较小，为提高氨的合成速率，温度不能太低，且催化剂在700K左右时活性最大，综合考虑转化率和反应速率，一般采用700K左右的温度。
【分析】该反应为放热反应，温度越低材料的转化率越高，温度越到原材料转化率越低，排除 ① ；升高温度可以提高氨的合成速率， ② 保留；升高温度只能加快反应速率，不能提高氨的产率， ③ 排除；催化剂的活性与温度有关， ④ 保留。
2．【答案】A
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】工业生产氨气整个反应N +3H 2NH ，催化剂不能改变化学平衡，但可以加快反应速率，升高温度可以加快反应速率，考虑反应平衡，温度不宜太高；增大压强可以加快反应速率，也可以促进化学平衡正向移动，但生产时的条件会限制压强；从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：20MPa-50MPa，温度：500℃左右，催化剂：铁触媒，用浓硫酸吸收氨气会生成硫酸铵，不适合吸收产物，
故答案为：A。
【分析】根据勒夏特列原理以及外界条件对反应速率的影响综合分析。
3．【答案】D
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A. 升高温度，活化分子百分数增大，无论是吸热反应还是放热反应，反应速率都加快，故A不符合题意；
B. 外在条件改变，化学反应的限度是可改变的，故B不符合题意；
C. 达到平衡状态时，各物质的浓度不变，但不一定相等，故C不符合题意。
D. 当达到反应限度时，正逆反应速率相等，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】本题主要考察队化学反应速率和反应限度的理解，牢记影响化学反应速率和反应限度的因素和相关定义。
4．【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A、lg V=1，则V=10，横坐标依次取值10、100、1000、10000，对于强酸的稀释，每稀释10n倍时，pH增加n，但如果是弱酸的稀释，由于其还存在电离平衡，加水时会促进电离，平衡正向移动， 比强酸的变化小，故pH的增加值不等于n，不符合题意；
B、当 时，T1时的 大于时的T2(OH-)，T1时的Kw大于T2时的Kw，水的电离为吸热过程，温度越低，Kw越小， ，不符合题意；
C、在反应N2+3H22NH3的过程中，增大H2的量，平衡会正向移动，N2的转化率增大，符合题意；
D、该反应的平衡常数 ，K仅与温度有关，温度不变，K不变，O2的平衡浓度不变，与容器的体积无关，不符合题意。
【分析】A、弱酸存在电离平衡，稀释时不会呈现一次函数变化；
B、温度应该是 ；
C、可逆反应中，增大反应物的量，平衡会正向移动，另一种反应物的转化率会增大；
D、平衡浓度与容器体积无关。
5．【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.为防止催化剂中毒，反应前的混合气体氮气和氢气混合气体需要除杂净化，故A不符合题意；
B.工业合成氨的反应是气体体积减小的反应，增大压强加快反应速率，平衡正向进行，能增大反应物转化率，故B不符合题意；
C.步骤③催化剂不改变化学平衡，反应物转化率不变，反应为放热反应。升温平衡逆向进行，转化率减小，④液化氨气平衡正向进行，反应物转化率增大，⑤氮气和氢气循环使用有利于提高原料的转化率，故C符合题意；
D.氨气是工业重要的原料和酸反应生成铵盐可生产化肥外，氨气易液化，变为气体时吸收周围热量可用作制冷剂，故D不符合题意。
【分析】步骤③中的催化剂不改变反应的化学平衡，只是单纯的加快反应速率，原材料的转化率与反应速率无关，加催化剂不能提高原材料的转化率；同时，温度变高，该反应平衡逆向移动，原材料的转化率反而减小。
6．【答案】B
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.催化剂不影响化学平衡，A项不符合题意；
C.合成氨反应是放热反应，在低温下转化率高，合成氨工业采用500℃左右的温度是综合考虑了反应速率、转化率及催化剂的活性，C项不符合题意；
D.采用循环操作提高原料利用率不能用勒夏特列原理解释，D项不符合题意。
【分析】解答该题首先要知道勒夏特列原理的内容： 如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
A：催化剂不影响反应的化学平衡，A错误；
B：高压相当于增加了反应物的浓度，平衡正向移动，有利于合成氨，B正确；
C：合成氨为放热反应，增高温度，平衡逆向移动，不利于氨的合成，C错误；
D：循环操作可以提高原材料的利用率，但与题意无关，题目说的是与勒夏特列原理有关的内容，D错误。
7．【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡移动原理
【解析】【解答】A. 升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率也增大，A不符合题意；
B. 升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间，B符合题意；
C. 达到平衡后，升高温度有利于该反应平衡逆向移动，C不符合题意；
D. 达到平衡后，减小压强都有利于该反应平衡逆向移动，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A2(g)＋2B2(g) 2AB2(g)的ΔH＜0，该反应是一个气体分子数减少的放热反应。
8．【答案】A
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】AC、氮气与氢气的反应式在高温、高压、催化剂的条件下进行的，A项符合题意、C项不符合题意；
B.德国科学家哈伯首先发明了合成氨工艺，B项不符合题意；
D.氨气属于氮肥的一种，D项不符合题意。
【分析】合成氨虽然是放热反应，但反应需要在500℃的环境中进行，所以是需要尽心加热的，A错误；
9．【答案】D
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A项没有对比实验，不符合题意；
B项中催化剂不同，温度不同，无法比较，不符合题意；
C项，前者没有催化剂，后者有催化剂，且温度不同，无法比较，不符合题意；
D项中只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行。
【分析】
A：只有一组实验，没有对照实验，无法比较温度对反应速率的影响；
B：催化剂种类和温度都不同，不满足单一变量原则，无法确定反应速率是受温度的影响还是催化剂的影响；
C：一个有催化剂，一个没有催化剂，温度也不同，不满足单一变量原则；
D：只有温度不同，满足单一变量原则，可以探究温度对化学反应速率的影响。
10．【答案】B
【知识点】化学反应的可逆性；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆速率影响更大，错误。B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应。增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，正确。C.减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误。D.加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，化学平衡不发生移动，错误。
【分析】化学反应速率、化学平衡是中学化学的重要理论，要掌握反应的实质、影响的因素。化学反应速率是衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。反应进行快慢由参加反应的物质的本身性质决定，在物质不变时，温度、压强、催化剂、浓度、物质的颗粒大小、溶剂、光、紫外线等也会影响化学反应进行的快慢。化学平衡研究的是可逆反应进行的程度大小的，反应进行程度大小可以根据化学平衡常数判断。化学平衡常数越大，反应进行的程度就越大，外界条件会影响化学平衡，遵循化学平衡移动原理，要会用平衡移动原理来分析解决问题。
11．【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】反应原理为N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H＜0，为提高原料转化率，应使平衡向正方向移动，
根据方程式反应前后气体的化学计量数的关系可知增大压强有利于平衡向正方向移动；正反应放热，升高温度不利用平衡向正反应方向移动，催化剂对平衡移动无影响，液化分离出氨气，可使生成物浓度减小，则可使平衡向正向移动，氮气和氢气的再循环，可增大反应物浓度，有利于平衡向正向移动，
故答案为：C．
【分析】
① 净化和干燥只是除杂，对原料转化率没有影响，排除；
② 增大压强有利于平衡正向移动，可以提高原料转化率；
③ 催化剂对原料转化率没有影响，同时该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不会提高原料转化率，排除；
④ 氨气液化分离出来，相当于减少生成物浓度，平衡正向移动，有利于提高原料转化率；
⑤ 氮气和氨气再循环，增大了生成物浓度，平衡正向移动，有利于提高原料转化率。
12．【答案】D
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A、由2、3可知N2和H2分子被吸附在铁表面，而4、5、6、7表示 发生反应，所以N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应，符合题意；
B、 由4可知氮气吸附在铁表面，并断裂了键，符合题意；
C、由5、6、7 可知，NH3分子中的N—H键不是同时形成的，符合题意；
D、催化剂能 改变化学反应速率，不能提高反应物的平衡转化率，不符合题意。
【分析】催化剂只能改变反应速率，不能改变反应物的转化率。
13．【答案】B
【知识点】合成氨条件的选择；化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.合成氨的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于提高平衡转化率，故A不符合题意；
B.从反应体系中分离出氨，平衡正向移动，有利于提高平衡转化率，故B符合题意；
C.催化剂能加快反应速率，但不影响平衡状态，不能提高平衡转化率，故C不符合题意；
D.恒温恒压下，充入稀有气体，体系压强减小，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】合成氨的反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率减小；分离氨，平衡正向移动，转化率提高；催化剂不影响平衡状态； 恒温恒压下，充入稀有气体，体系压强减小，平衡逆向移动。
14．【答案】B
【知识点】吸热反应和放热反应；化学反应速率的影响因素；合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.不同的催化剂催化机理不同，效果也不同，对化学反应速率影响不同，故A错误；
B.高温条件需要消耗大量能源，新法合成在常温常压下合成出氨，减少能源消耗，故B正确；
C.新法实际上是降低了反应所需的能量，任何化学反应都会伴随化学键的断裂和形成，故C错误；
D.新法合成与哈伯法合成都是放热反应，故D错误。
故答案为：B
【分析】A.催化剂不同对反应速率的影响程度也不同；
B.新合成法在常温常压下即可发生，节约能源；
C.任何化学反应都存在化学键的断裂和形成；
D.合成氨的反应为放热反应。
15．【答案】B
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.由于A是固态，反应前后的气体的化学计量数之和都是2，压强始终不变，A不符合题意；
B.因为A是固体，反应两边气体的质量不相等，而体积不变，若混合气体的密度不变，说明达到了平衡状态，若是发生变化，则没有达到平衡，B符合题意
C.它们的物质的量比值始终为1：1，无法判断平衡状态，C不符合题意；
D.反应两边气体的化学计量数都是2，总的气体物质的量不会变化，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】该题主要考查学生对化学平衡判断依据的掌握情况，学生只需牢记化学平衡逆，等，动，定，变、同的特征，并灵活运用便可轻松解答。
16．【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择
【解析】【解答】A、c点是氢气和氨气物质的量相等的点，该点以后，氢气的量还在减少，氨气的量还在增加，故c点没有达到平衡，A项不符合题意.
B、t1和t2两个时刻反应均处于平衡状态，体系中各物质的物质的量不再变化，故d、e两点氮气的物质的量相等，B项不符合题意。
C、773K>673K，工业合成氨为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氢气的物质的量增大，C项符合题意.
D、反应达到平衡前，a点反应物浓度大于b点，因此a点的正反应速率比b点的大，D项不符合题意。
【分析】本题主要考查化学反应平衡相关知识：
A：达到化学平衡后，各物质的量保持不变，c点后，氨气的物质的量继续增加，所以c点处反应没有达到平衡，A错误；
B：d点和e点时已经达到了平衡状态，物质的量不再发生变化，所以d点和e点的氮气的物质的量应该相等；
C：该反应正向为放热反应，升高温度，平衡会逆向移动，所以相同条件下，773K时氢气的物质的量要比d点大；
D：平衡前，a点的氢气浓度要大于b点氢气浓度，a点的正反应速率也要大于b点。
17．【答案】C
【知识点】合成氨条件的选择；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.合成氨的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，相对分子质量减小，故A错误；
B. 原料气中H2的比例增大， 该反应虽然向正反应方向移动，但氨气在平衡混合气体中的百分含量不一定增大，这与增加的氢气的量有关，故B错误；
C.该反应前后气体减小的体积为生成氨气的体积，相同条件下，气体体积比等于气体物质的量之比，图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%，设平衡混合气体体积为100，氨气为体积42，则反应前气体体积：100+42=142，氮气和氢气按照1：3混合，氢气体积为，则反应的氢气的体积为，平衡时氢气体积为：106.5-63=43.5，则氢气气体积分数为，故C正确；
D.反应热与化学计量数有关，移走生成物不影响ΔH，故D错误。
故答案为：C
【分析】A.升温反应逆向移动，平均相对分子质量减小；
B.氨气在平衡气体中的体积分数与增加的氢气的量有关；
C.平衡时氨气的体积分数为42%，列出反应的三段式，根据气体体积之比等于物质的量之比计算各物质的体积，进而计算其体积分数；
D.移走生成物不影响反应热。
18．【答案】D
【知识点】化学反应速率；化学反应速率的影响因素；合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.催化剂对正逆反应速率产生同等的影响，故A错误；
B.恒容通入氩气，反应体系的压强增大，但是反应体系中各组分的浓度不变，反应速率不变，故B错误；
C.降低温度，反应速率减小，反应达到平衡需要的时间增加，故C错误；
D.根据可知，该时间段内NH3 (g)生成的平均速率为 ，故D正确。
【分析】A.催化剂对正逆反应速率均产生影响；
B.恒容通入氩气，各物质的浓度不变，反应速率不变；
C.降温反应速率减小；
D.根据计算。
19．【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素；合成氨条件的选择
【解析】【解答】A.化剂同等程度改变反应速率， 加入催化剂，v(正)和v(逆)都发生变化，且变化的倍数相等，故A正确；
B.加压平衡正向进行，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数，故B正确；
C.降温反应速率减小，平衡正向移动，v(正)、v(逆)都减小，且v(正)减小的倍数小于v(逆)减小的倍数，故C错误；
D.增加c(N2)瞬间，v(正)增大，v(逆)不变，平衡正向进行，v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数 ，故D正确。
故答案为：C
【分析】A.催化剂同等程度的改变正逆反应速率；
B.加压平衡正向移动，正反应速率增大的倍数大于逆反应增大的倍数；
C.降温平衡正向移动，正反应速率减小的倍数小于逆反应减小的倍数；
D.增大氮气浓度的瞬间，反应物浓度增大，生成物浓度不变，正反应速率增大，逆反应速率不变。
20．【答案】A
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】判断一个化学反应是否达到化学平衡状态，关键在于判断该反应的正、逆反应速率是否相等或各组分的浓度是否不再变化。①单位时间内生成 同时生成2 ，即生成的速率与消耗的速率相等，，符合题意；
②单位时间内生成 同时必生成2 (无论反应达到平衡与否)，因为它们表示同一方向的反应速率，不符合题意；
③只要发生反应，或者说不论反应是否达到平衡状态， 、、的反应速率之比都为2：2：1，不符合题意；
④温度、体积一定，混合气体的压强不再改变，说明气体的总物质的量不变，表明反应已达到平衡状态，符合题意；
⑤颜色的深浅取决于有色物质的浓度，混合气体的颜色不变，说明的浓度不再改变，对容积固定的密闭容器来说， 的物质的量不再改变，表明反应已达到平衡状态，符合题意；
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的总物质的量不变，表明反应已达到平衡状态，符合题意。
【分析】该题主要考查学生对化学平衡判断依据的掌握情况，学生只需牢记化学平衡逆，等，动，定，变、同的特征，并灵活运用便可轻松解答。由正反应速率等于逆反应速率可知① 正确， ②③ 在反应任何时候都满足，不能用来判断达到平衡状态， ④⑤⑥属于“定”的具体内容，是达到平衡的标志。
21．【答案】（1）大于
（2）C
（3）小于；2.02；COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*（或H2O*=H*+OH*）
（4）0.0047；b；c；a；d
【知识点】化学平衡的调控；合成氨条件的选择
【解析】【解答】（1）H2还原氧化钴的方程式为：H2(g)＋CoO(s)=Co(s)＋H2O(g)；CO还原氧化钴的方程式为：CO(g)＋CoO(s)=Co(s)＋CO2(g)，平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数（）高于CO还原体系中CO的物质的量分数（），故还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2；
（2）利用“三段式”解答。721 ℃时，设气体反应物开始浓度均为1 mol L-1，则
H2（g）+CoO（s）Co（s）+ H2O（g）
起始（mol/L） 1 0
转化（mol/L） x x
平衡（mol/L） 1-x x
则有(1-x)/x=0.025 0，解得x=0.975，故K1==39；
CO（g）+CoO（s）Co（s）+ CO2（g）
起始（mol/L） 1 0
转化（mol/L） y y
平衡（mol/L） 1-y y
则有(1-y)/1=0.0192，解得y=0.9808，故K2=≈51；
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)
起始（mol/L） 1 1 0 0
转化（mol/L） z z z z
平衡（mol/L） 1-z 1-z z z
则有K3==51/39，解得z=0.5327。H2的物质的量分数为z/2=0.2664，
故答案为：C。
（3）观察计算机模拟结果，据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，可知ΔH=-0.72-0<0；该历程中最大能垒（活化能）E正 =1.86 eV-（-0.16 eV）=2.02 eV，该步骤的化学方程式为COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*或H2O*=H*+OH*。
（4）；据“先拐先平数值大”，结合图像可知，虚线（a、d）表示489 ℃时气体分压变化曲线，实线（b、c）表示467 ℃时气体分压变化曲线；当温度由467 ℃升至489 ℃时，平衡逆向移动，则减小，增大，由图像可知，b→a气体分压减小，故曲线b表示467 ℃时变化曲线，曲线a表示489 ℃时变化曲线；c→d气体分压增大，则曲线c表示467 ℃时变化曲线，曲线d表示489 ℃时变化曲线。
【分析】
（1）要根据题意列出反应方程式，知道氢气中含有水蒸气，一氧化碳中含有二氧化碳，根据平衡时氢气和一氧化碳物质的量分数大小判断出还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2。
（2）分步计算，先假设一氧化碳全部与水反应，算出此时氢气物质的量分数，再假设一氧化碳全部与过氧化钴反应，算出此时的物质的量分数，继续假设一氧化碳与水反应产生氢气，氢气与过氧化钴反应，算出氢气的物质的量分数，结果应该在这三个的并集内。
（3）根据图表的能量，用生成物的总能量-反应物的总能量，即可获知ΔH的正负及最大活化能。
（4）从图中可以看出a在30min和90min处的压力值，计算即可；水煤气变换是一个吸热反应，结合“先拐先平数值大”便可轻松分辨出来。
22．【答案】（1）；30；<
（2）>；c；加热；减压
（3）CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) H=-206kJ mol-1
【知识点】反应热和焓变；热化学方程式；化学反应速率；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】（1）根据元素守恒可得z x+2=z y，解得z=2/(y—x)；吸氢速率v=240mL÷2g÷4min=30mL g-1 min-1；因为T1（2）根据图像可知，横坐标相同，即氢原子与金属原子的个数比相同时，T2时氢气的压强大，说明T2时吸氢量少，则η（T1）>η（T2）；处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，氢气压强的增大，H/M逐惭增大，根据图像可能处于c点；根据平衡移动原理，可以通过加热，使温度升高或减小压强使平衡向左移动，释放氢气。
（3）写出化学方程式并注明状态：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)，然后根据盖斯定律可得该反应的 H=- H1+ H2=-206kJ mol-1，进而得出热化学方程式。
【分析】（1）根据原子个数守恒计算z的值；根据速率的单位进行计算；结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应；
（2）结合图像分析二者的大小；保持温度不变，通入少量氢气，则H/M增大；结合温度、压强对平衡移动的影响分析；
（3）根据盖斯定律计算反应热，从而得出反应的热化学方程式；
23．【答案】（1）ii；>；1.0×10-18；B
（2）温度过低，反应速率较慢；温度过高，副反应增多
（3）放热；CaS、CaSO4
（4）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=(b+d)kJ·mol-1或ΔH=(a-c+d)kJ·mol-1
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡的调控
【解析】【解答】（1）①由图示可得，天然气和CaSO4进入燃料反应器，反应生成CaS、CO2和H2O，故燃料反应器中主反应为ii。
②由图甲可看出，温度越高lgKp越大，即升温Kp增大，故反应i和反应ii都是吸热反应，则a和b都大于0，设三个反应的平衡常数Kp分别为Kpi、Kpii、Kpiii，根据盖斯定律，i-ii得iii，所以；由图并结合热化学方程式可得720℃时反应i的lgKp为-2×4=-8，反应ii的lgKp为10，所以Kpi=10-8，Kpii=1010，故。
③A项，增加固体物质的投入量，不改变化学平衡，所以增加CaSO4固体的投入量不能提高反应ii中甲烷平衡转化率，不符合题意；B项，将生成物分离出去能使化学平衡正向移动，所以将水蒸气冷凝能提高反应ii中甲烷平衡转化率，符合题意；C项，通过②的分析，该反应为吸热反应，降温能降低反应ii中甲烷平衡转化率，不符合题意；D项，增大甲烷流量，增大了甲烷的浓度，平衡正向移动，但根据勒夏特列原理，甲烷平衡转化率会降低，不符合题意。
（2）从反应速率角度考虑，温度过低，反应速率较慢，应在较高温度下反应，但由图乙可得，温度越高，副反应增多，所以该燃料反应器最佳温度范围为850~900℃之间。
（3）①由方程式可看出该反应ΔS<0，因为自发反应ΔG=ΔH-TΔS<0，所以ΔH<0，故该反应为放热反应。②空气反应器中CaS和O2反应生成CaSO4，燃料反应器中，天然气和CaSO4反应生成CaS、CO2和H2O，所以在天然气燃烧过程中可循环利用的物质为CaS和CaSO4。
（4）将反应CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s) ΔH4=d kJ/mol标号为iv，分析空气反应器中发生的反应和燃料反应器中发生的反应，根据盖斯定律，ii+iv或i-iii+iv得该原理总反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=(b+d)kJ/mol或ΔH=(a-c+d)kJ/mol。
【分析】（1）根据反应物和生成物便可选出合适的化学方程式，从图甲可以看出，温度越高，lgKp越大，即反应为吸热反应，a>0，由影响化学平衡条件即可获知提高甲烷平衡转化率的选项。
（2）从图中可以看出，温度过低时，反应速率较慢，当温度过高，副反应就会增多。
（3）没有反应条件可知该反应为自发反应，自发反应为放热反应，从题意可得硫酸钙和硫化钙可以重复利用。
（4）将三个化学方程综合起来即可，注意书写热化学反应方程式要注意物质状态和吸放热量。
24．【答案】（1）B
（2）A；或；
（3）
（4）
（5）
【知识点】合成氨条件的选择；氨的性质及用途
【解析】【解答】I.(1)降低温度，反应速率减小，A不符合题意；加压，反应速率增大，，平衡正向移动，体积分数增大，B符合题意；若充入，正反应速率增大，但的体积分数可能减小，C不符合题意；液化分离，正反应速率瞬时不变，然后逐渐减小，D不符合题意。
(2)①随着盐酸的加入，物质的量分数逐渐减小，pH减小，故A表示浓度变化曲线。②，曲线A、B交点的pH=9.26，此时，则。③当加入盐酸体积为50mL时，所得溶液为等物质的量浓度的与的混合溶液，此时溶液的pH=9.00，，，联立两式消去可得：。
II.(3)类比的电离可得液氨电离方程式为。
(4)类比的一级水解，可知的一级氨解是结合液氨电离出的，故离子方程式为。
(5)的液氨溶液中有五种离子，类比水溶液中离子浓度大小关系，可得的液氨溶液中各离子浓度的大小关系为。
【分析】（1）影响反应速率的因素主要有：温度、催化剂、压强等；要使氨气的体积分数增大，要使平衡正向移动；
（2）①向氨水中加入盐酸，加入盐酸的体积增大，物质的量分数逐渐减小，pH减小；
②根据计算；
③结合电荷守恒和物料守恒计算；
（3）液氨电离与水的电离相似，据此书写电离方程式；
（4）类比的一级水解书写一级氨解的离子方程式；
（5）氨解中存在，，氨解的程度微弱，据此确定各离子浓度大小关系。
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