第二章 化学反应的方向、限度与速率 测试题（含解析）2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题（共14题）
1．工业上合成氮的反应为，下列说法错误的是
A．反应达到平衡时，反应混合物中和的体积比一定为1∶2
B．反应中断裂键的同时形成键
C．反应混合物中的质量分数不再变化时，反应达到平衡状态
D．若在恒温、恒压容器中由正向开始该反应，则在未达到平衡状态前容器的体积逐渐减小
2．双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH<0，反应过程示意图如下：
下列说法不正确的是
A．过程I中2个H2O都参加了反应
B．过程I、II中都有化学键断裂
C．过程III中有化学键形成
D．使用催化剂增加了活化分子百分数
3．乙烯与水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是
A．反应①中有C=C断裂
B．反应①和反应②均为放热反应
C．C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(1)△H=(E1-E2+E3-E4)kJ·mol-1
D．H2SO4是该合成过程的催化剂，可提高反应物的平衡转化率
4．500 ℃、20 MPa时，将H2和N2置于一容积为2 L的密闭容器中发生反应。反应过程中H2、N2和NH3的物质的量变化如下图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．从反应开始到第一次平衡时,N2的平均反应速率为0.005 mol·L－1·min－1
B．平衡在10 min至20 min的变化,可能是因为增大了容器体积
C．25 min时，分离出了0.1 mol NH3
D．在25 min后平衡向正反应方向移动,新平衡中NH3的体积分数比原平衡的大
5．向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反应：2A(g)+2B(g) 3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如下表所示。下列判断正确的是
1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 d
800 160 f g
A．g＞f
B．正反应是放热反应
C．2.0MPa、800℃时，A的转化率最小
D．1.5MPa、300℃时，B的转化率为50%
6．在一定温度下，将0.40 mol NO和0.20 mol CO充入一个容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0，反应过程中物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关叙述正确的是
A．在0~6 min内v(CO2)约为1.3×10-3 mol·L-1·min-1
B．第8 min时改变的条件可能是升高温度
C．该反应在第二次达到平衡时的化学平衡常数约为3.44 L·mol-1
D．该反应在8~12 min内CO的转化率为60%
7．湿法烟气脱氮工艺中常用到尿素，其反应原理为 ，反应达到平衡后仅改变某一条件，反应速率v与时间t的关系如图所示，下列说法正确的是
A．t2时刻，改变的某一条件可能是充入少量的N2
B．t4时刻，改变的某一条件可能是增大压强
C．t2、t4、t6时刻改变条件后，该反应的化学平衡常数也一定发生了改变
D．反应达到平衡的各时间段内，时间段内CO2的含量最低
8．已知： （g） （g）+H2（g）△H1＝+100.3kJ mol﹣1①
H2（g）+I2（g） 2HI（g）△H2＝－11.0kJ mol﹣1②
则温度升高，反应③： （g）+I2（g） （g）+2HI（g）的平衡常数变化趋势为（　）
A．增大 B．不变 C．减小 D．不能确定
9．环己烷有多种不同构象，其中椅式、半椅式、船式、扭船式较为典型。各构象的相对能量图(位能)如图所示。下列说法正确的是
A．相同条件下船式最稳定
B．扭船式结构一定条件下可自发转化成椅式结构
C．
D．的燃烧热小于
10．向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：A(g) + xB(g) 2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量、反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下表和下图表示：
容器 甲 乙 丙
容积 0.5L 0.5L 1.0L
温度/℃ T1 T2 T2
反应物 起始量 1.5 mol A 0.5 mol B 1.5 mol A 0.5 mol B 6.0 mol A 2.0 mol B
下列说法正确的是
A．10min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.025mol·L-1·min-1
B．由图可知：T1C．若平衡时保持温度不变，改变容器体积平衡不移动
D．T1℃，起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB，平衡时A的转化率为25%
11．随着人们环保意识的增强，燃油汽车都已经装上了尾气处理装置。汽车尾气在催化剂作用下可发生如下反应：，下列说法正确的是
A．该反应能自发进行，说明和所含键能总和小于和所含键能总和
B．使用高效催化剂能降低反应的焓变
C．反应中每消耗1mol NO转移电子的数目约等于
D．升高温度一定能加快该反应的反应速率
12．反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为：K= ，有关该平衡体系说法不正确的是
A．升温温度，该反应平衡常数K一定发生改变
B．增大压强，w的质量分数减小
C．该反应的化学方程式为：3z(g)+2w(g) x(g)+2y(g)
D．增大x气体浓度平衡向正反应方向移动
13．下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A．用排饱和食盐水的方法收集Cl2
B．加催化剂，使氮气和氢气在一定条件下转化为氨气
C．反应CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)(正反应为放热反应)，达平衡后，升高温度体系颜色变深
D．合成氨工业中采用高压条件
14．一定温度下，向体积为5L的密闭容器中充入0.5mol 和0.5mol ，发生反应：
测得气体混合物中HI的物质的量分数X(HI)与反应时间t的关系如下表
X(HI)/% 0 50 68 76 80 80
t/min 0 20 40 60 80 100
下列说法正确的是
A．时，
B．当容器内气体的密度不再变化时，反应到达平衡
C．0～20min的平均速率
D．该温度下反应的平衡常数
二、填空题（共9题）
15．C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式。
（2）NH3催化还原可以消除氮的氧化物的污染。
①相同条件下，在固定容积的密闭容器中选用不同的催化剂（a、b、c）发生反应：4NH3（g）+6NO（g） 5N2（g）+6H2O（g）反应产生N2的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是
A．催化剂的催化效率：a＞b＞c
B．X点时，NH3的化学反应速率为0.5mol·L-1·min-1
C．达到平衡时，使用催化剂c时NO的转换率最小
D．若在恒容绝热的密闭容器中发生该反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
②恒温恒容下，向容积为1.0L的密闭容器中充入1.8molNH3和2.4molNO，在一定条件下发生反应，达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的22/21倍，则化学平衡常数K=mol/L（保留两位有效数字）。若上述反应改在恒温恒压条件下进行，则反应达到平衡时NH3的体积分数（填变大、变小或不变）
（3）在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g) zC(g),平衡时测得A的浓度为0.3mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达到平衡时，测得A的浓度降低为0.18mol/L，则A的转化率（填变大、变小或不变），C的体积分数（填变大、变小或不变）
16．如图所示，将2molA气体和1molB气体充入一容积可变的密闭容器中，发生反应：。反应开始时可滑动的活塞的位置如甲图所示，当反应达到平衡时，活塞位置如乙图所示。则当达到平衡时，请计算：
(1)A的转化率为；C的体积分数为。
(2)该条件下的反应的平衡常数KC为L/mol。若此时的压强是pMPa，则试求该条件下的反应的平衡常数Kp为。
17．氨是最重要的氮肥，也是产量最大的化工产品之一。
(1)在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1K2 (填“”、“”或“”)；
②400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为2mol、2mol和1mol时，则该反应的v(N2)正v(N2)逆(填“>”、“<”或“=”)。
(2)可用作合成氨的催化剂有很多，如Os、Fe、Pt、Mn、Co等金属及相应的合金或化合物。该反应在LaCoSi催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下：
注：方框内包含微粒种类及个数、微粒的相对总能量(括号里的数字单位：eV)其中，TS表示过渡态，*表示吸附态。
①请写出N2参与化学吸附的反应方程式： ；
②以上历程须克服的最大势垒为kJ·mol-1(计算结果保留2位小数)。(已知：1eV=1.6×10-22 kJ)
(3)标准平衡常数，其中pΘ为标准压强(1×105 Pa)，p(NH3)、p(N2)和p(H2)为各组分的平衡分压，平衡分压=平衡体积分数×总压。若N2和H2起始物质的量之比为1:3，反应在恒定温度和标准压强下进行，N2的平衡转化率为ω，则KΘ= (用含ω的表达式表示)。
18．二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图1所示，其总反应的化学方程式为。
(2) CO2经过催化氢化合成低碳烯烃．其合成乙烯的反应为2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H，几种物质的能量（在标准状况下，规定单质的能量为0，测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量）如下表所示：
物质 H2（g） CO2（g） CH2=CH2（g） H2O（g）
能量/kJ mol-1 0 -394 52 -242
则△H=。
(3)在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和nmolH2，在一定条件下发生（2）中的反应，CO2的转化率与温度、投料比[X= ]的关系如图2所示。
①X1X2（填“＞”、“＜”或“=”，下同），平衡常数KAKB．
②若B点的投料比为3，且从反应开始到B点需要10min，则v(H2)=。
(4)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃，工作原理图如图3。
①b电极的名称是；
②产生丙烯的电极反应式为。
19．一定条件下铁可以和CO2发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H＞0.一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。
(1)t1时，正、逆反应速率的大小关系为v正v逆(填“＞”“＜”或“=”)；
(2)4分钟内，CO2的转化率为；CO的平均反应速率v(CO)=。
(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是(填序号)。
①降低温度
②减少铁粉的质量
③保持压强不变，充入He使容器的体积增大
④保持体积不变，充入He使体系压强增大
20．在一个容积固定为2L的密闭容器中进行下列反应。
(1)将1 mol N2O4放入此容器，N2O4发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g)(正反应吸热)，平衡时，测得混合气体(N2O4和NO2)的压强为同温下N2O4(g)尚未分解时压强的1.2倍，此时N2O4的体积分数为Φ。平衡时容器内NO2和N2O4的物质的量之比为；升高温度，N2O4的转化率（增大或减小）；
(2) 恒温时，向此容器内加入1 mol NO2，发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)。达到平衡时，其它条件不变，若向容器中分别增加①1 mol NO2或②1 mol N2O4，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数。
A．①②都增大 B．①②都减小 C． ①增大，②减小 D．②增大，①减小
(3) 恒温时，向此容器内加入x mol NO2 和y mol N2O4（y≥0），若要使平衡后N2O4的体积分数仍为Φ，且反应朝着逆反应方向进行，则x的取值范围是。
21．汽车尾气是城市空气的主要污染物，如何减少汽车尾气（CO、NOx等）的污染是重要的科学研究课题。
（1）一定条件下的密闭容器中，进行反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，下列说法不能说明该反应达到平衡的是（填字母）。
A．NO的生成速率与NO的消耗速率相等 B．υ(CO)=υ(CO2)
C．体系的压强保持不变 D．各物质的浓度保持不变
（2）可用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应的化学方程式为：C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H＞0某研究小组向密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
浓度/mol·L﹣1 时间/min NO N2 CO2
0 0.100 0 0
10 0.058 0.021 0.021
20 0.040 0.030 0.030
30 0.040 0.030 0.030
40 0.032 0.034 0.017
①写出该反应的平衡常数表达式：K=。
②30min后，改变某一条件，平衡发生了移动，则改变的条件是；若升高温度，NO浓度将（填“增大”、“不变”或“减小”）。
③计算从0～20min内，NO的平均反应速率为。
（3）在一定温度和压强下，CO和H2催化合成二甲醚的反应为：3H2（g）+3CO（g） CH3OCH3（g）+CO2（g），若一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。则：反应开始时正、逆反应速率的大小：υ(正）υ(逆)（填“ >”、“ < ”或“=”）。
22．压强变化对化学平衡移动的影响
实验原理 2NO2(红棕色) N2O4(无色)
实验步骤
活塞Ⅱ处→I处，压强增大 活塞I处→Ⅱ处，压强减小
实验现象 混合气体的颜色先又逐渐 混合气体的颜色先又逐渐
实验结论 活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向方向移动。 活塞往外拉，体积增大，压强，c(NO2)减小，颜色变浅，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向方向移动
23．为了防止枪支生锈，常将枪支的钢铁零件放在NaNO2和NaOH的混合溶液中进行化学处理使钢铁零件表面生成Fe3O4的致密的保护层——“发蓝”。其过程可用下列化学方程式表示：
①3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑
② Na2FeO2+ NaNO2+ H2O→ Na2Fe2O4+ NH3↑+ NaOH
③Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4+4NaOH
请回答下列问题：
(1)配平化学方程式②：
(2)上述反应①中被氧化的物质是。若有2mol Na2FeO2生成，则反应①中有mol电子发生转移。
(3)关于“发蓝”的过程，下列说法不正确的是_______(填字母)。
A．该过程不会产生污染 B．反应③生成的四氧化三铁具有抗腐蚀作用
C．反应①②③均是氧化还原反应 D．反应①②中的氧化剂均为NaNO2
(4)当混合溶液中NaOH浓度过大，“发蓝”的厚度会变小，其原因是。
24．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。
(1)该反应平衡常数K的表达式为。
(2)温度降低，平衡常数K(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，CO2和H2的转化率比是。
(4)下列措施中能使(3)题中增大的有。(填字母)
A．升高温度
B．加入催化剂
C．将H2O(g)从体系中分离
D．充入He(g)，使体系总压强增大
E．再充入1mol CO2和3mol H2
参考答案：
1．A
【详解】A．反应中的变化量之比一定等于化学计量系数之比，但平衡量之比不一定等于化学计量系数比，则反应达到平衡时，反应混合物中和的体积比不一定为1∶2，A错误；
B．反应中的变化量之比一定等于化学计量系数之比，故有反应中断裂键的同时形成键，B正确；
C．化学平衡的特征之一为反应体系中各物质的百分含量保持不变，则反应混合物中的质量分数不再变化时，反应达到平衡状态，C正确；
D．由方程式可知正反应是一个气体物质的量减小的方向，则若在恒温、恒压容器中由正向开始该反应，则在未达到平衡状态前容器的体积逐渐减小，D正确；
故答案为：A。
2．A
【详解】A．根据图示，过程I只有1个H2O中O-H键断裂，故A错误；
B．过程I有1个H2O中O-H键断裂、过程II有1个H2O中O-H键断裂，故B正确；
C．过程III形成1个C=O键、1个O-H键、1个H-H键，故C正确；
D．催化剂能降低反应活化能，增大活化分子百分数，故D正确；
选A。
3．D
【分析】由图可知乙烯与水加成制备乙醇的过程为：
①C2H4(g)+H2SO4(l)=C2H5OSO3H(l) kJ·mol-1；
②C2H5OSO3H(l)+H2O(l)=C2H5OH(1)+H2SO4(l) kJ·mol-1。
【详解】A．对比C2H4和C2H5OSO3H可知反应①为加成反应，有C=C断裂，A正确；
B．由图可知反应①、反应②的反应物的总能量均高于生成物的总能量，均为放热反应，B正确；
C．结合分析可知①+②得C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(1)△H=(E1-E2+E3-E4)kJ·mol-1，C正确；
D．H2SO4在两步反应中出现，在总反应中未出现，是该合成过程的催化剂，它可提高反应速率，但是不能使平衡发生移动，不能提高反应物的平衡转化率，D错误；
答案选D。
4．C
【详解】A. 第一次平衡时,时间为20min,氮气的物质的量由0.4mol变为0.25mol,容器容积为2L，v(N2)=0.15mol÷（2L×20min）=0.00375mol/(L min)，故A错误；
B. 由图像可知各组分物质的量变化加快，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n(N2)=0.4 0.25=0.15mol，△n(H2)=0.6mol 0.15mol=0.45mol，△n(NH3)=0.3mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，故B错误；
C. 25分钟,NH3的物质的量突然减少，由0.3mol变为了0.2mol，而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3，故C正确；
D. 第25分钟,NH3的物质的量突然减少，而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3,由于反应条件为恒容，与原平衡相比，容器内压强减小，则反应进行的程度减小，因此达到新平衡后NH3的体积分数比原平衡小，故D错误；
故选C。
5．D
【分析】从反应2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g)中可以看出，反应前后气体的分子数相等，则压强改变，平衡不发生移动；从表中平衡常数的数据可以看出，升高温度，平衡常数不断增大，则正反应为吸热反应。
【详解】A．g、f是相同温度、不同压强下的平衡常数，因为平衡常数只受温度变化的影响，所以g=f，A不正确；
B．由分析可知，该反应的正反应是吸热反应，B不正确；
C．因为正反应为吸热反应，所以800℃、相同压强时，A的转化率最大，而反应前后气体的分子数相等，所以800℃时，三种压强下的A的转化率都相同，C不正确；
D．1.5MPa、300℃时，平衡常数b=16，设B的物质的量的变化量为x，则达平衡时，A、B、D的物质的量分别为1-x、1-x、2x，，x=0.5mol，则B的转化率为=50%，D正确；
故选D。
6．C
【详解】A. 在0~6 min内v(CO2)= v(CO)== mol·L-1·min-1≈6.67×10-3 mol·L-1·min-1，故A错误；B. 第8 min时，如果改变的条件是升高温度，平衡将逆向移动，NO、CO的浓度将增大，与图象不符，故B错误；C. 根据图象，该反应在第二次达到平衡时，c(CO)==0.04mol/L，c(NO)==0.14mol/L，则c(N2) =0.03mol/L，c(CO2)= 0.06mol/L，化学平衡常数K=≈3.44 L·mol-1，故C正确；D. 根据图象，在8~12 min内的CO为0.04mol，转化率为×100%=33.3%，故D错误；故选C。
7．B
【分析】由图象可知t1时达到平衡，t2时正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，反应为放热且气体分子数增多的反应，可为升高温度、增大压强等，t4时正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，可为升高温度、增大压强等，t6时正逆反应速率都增大，且平衡不移动，可为加入催化剂。
【详解】A．t2时刻图中是逆向进行，当改变浓度时其中一个速率瞬间不变，而图中正逆反应速率都瞬间增大，故A错误；
B．t4时正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，可为升高温度、增大压强等，故B正确；
C．t6时正逆反应速率都增大，且平衡不移动，可为加入催化剂，而温度不变，则平衡常数不变，故C错误；
D．t2、t4逆向移动CO2的含量减小，t6平衡不移动，故t3～t4，t5～t6，t6～t7段二氧化碳的含量小于为t1～t2时间段内CO2的含量，故t1～t2时间段二氧化碳含量最高，故D错误；
故选：B。
8．A
【详解】已知：
① （g） （g）+H2（g）△H1＝+100.3kJ mol－1
② H2（g）+I2（g） 2HI（g）△H2＝－11.0kJ mol－1
根据盖斯定律可知①+②即得到反应③： （g）+I2（g） （g）+2HI（g） △H1＝+89.3kJ mol－1，正反应吸热，则温度升高反应③正向进行，所以反应③的平衡常数变化趋势为增大。答案选A。
9．B
【详解】A．能量越低越稳定，由图象可知椅式最稳定，A错误；
B．扭船式结构转化成椅式结构释放能量，一定条件下可自发转化，B正确；
C． △H=-16.3kJ/mol，反应放热，C错误；
D．四种结构中，椅式能量最低最稳定，故椅式环己烷充分燃烧释放的热量最小，燃烧热<0，带符号比，燃烧热大于，D错误；
故选B。
10．C
【详解】A．由图可知，10min内甲容器中C的浓度变化量为1mol/L，v（C）＝1mol/L÷10min＝0.1mol/（L min）。由于速率之比等于化学计量数之比，所以v（A）＝0.1mol/（L min）÷2＝0.05mol/（L min），A错误；
B．比较甲与乙可知，乙先到达平衡，故温度T1＜T2，温度越高C的浓度越低，升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，B错误；
C．乙中平衡时C的浓度是1.0mol/L，则根据方程式可知，消耗A的浓度是0.5mol/L，物质的量是0.5mol/L×0.5L＝0.25mol，所以A的转化率为＝；丙中平衡时C的浓度是2.0mol/L，则根据方程式可知，消耗A的浓度是1.0mol/L，物质的量是1.0mol/L×1L＝1.0mol，所以A的转化率为＝。丙中压强为乙中2倍，压强增大平衡不移动，x＝1，C正确；
D．
故T1℃，该反应的平衡常数为K＝＝4
令T1℃，起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB，反应到达平衡时A的浓度变化量为x，则
所以＝4
解得x＝0.75
所以故A的转化率＝×100%＝75%，D错误；
故选C。
11．A
【详解】A．该反应能自发进行的依据是ΔG=ΔH-TΔS＜0，又ΔS＜0，所以ΔH＜0，即该反应为放热反应，由ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能＜0，则和所含键能总和小于和所含键能总和，故A正确；
B．使用催化剂只能改变反应速率，不能改变反应的焓变，故B错误；
C．NO在反应中转化为N2，N元素化合价降低了2价，故每消耗1molNO，转移电子的数目约等于2×6.02×1023，故C错误；
D．升高温度，若催化剂的活泼降低，该反应的反应速率不一定加快，故D错误；
故选：A。
12．D
【详解】A．升高温度，化学平衡向吸热的方向移动，因此化学平衡常数一定发生变化，故A正确；
B．根据化学平衡常数表达式可知，反应物w、z计量数之和为：3+2=5；生成物x、y计量数之和为：1+2=3，因此增大压强时，化学平衡向正反应方向移动，因此w质量分数减小，故B正确；
C．化学平衡常数表达式中，生成物位于分子位置，其幂为计量数，反应物位于分母位置，幂为计量数，所以化学方程式可写为：3z(g)+2w(g)x(g)+2y(g)，故C正确；
D．x为生成物，增大x浓度，化学平衡向逆反应方向移动，故D错误；
故选D。
点睛：平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值，根据平衡常数表达式写出反应方程式是解题的关键。
13．B
【详解】A．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气，相当于对 ，加入NaCl，增大了Cl 的浓度，使平衡向逆反应方向移动，降低了氯气的溶解度，能用勒夏特列原理解释，A正确；
B． 加催化剂，能加快反应速率但不影响化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，B不正确；
C． 反应CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)(正反应为放热反应)，达平衡后，升高温度平衡逆向进行，提高了NO2浓度、体系颜色变深，能用勒夏特列原理解释，C正确；
D． 增大压强、平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，D正确；
答案选B。
14．D
【详解】A．一开始反应物的浓度较大，反应速率较快，生成HI所需时间较短，则时，t<10，A错误；
B．体积为5L的密闭容器中体积不变，混合气体的总质量不变，由可知密度一直保持不变，则密度不变时不能说明反应达到平衡，B错误；
C．20min时HI的物质的量分数X(HI)=50%，由三段式：，，解得a=0.25，0～20min的平均速率，C错误；
D．由表知平衡时HI的物质的量分数为80%，列三段式：，，解得x=0.4，该温度下反应的平衡常数，D正确；
故选：D。
15． CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol BC 1.0 变小 变小 变小
【分析】（1）先写出CO和H2在230℃、催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气的反应方程式，根据能量变化图计算反应完全转化时的焓变值，据此写出热化学方程式；
（2）①根据相同时间内，N2浓度的变化量判断三种催化剂的催化效率；X点时的化学反应速率是瞬时反应速率，不是平均反应速率；催化剂不改变化学平衡，只改变化学反应速率；化学平衡常数只随温度的改变而改变；
②根据理想气体状态方程pV=nRT，分析压强和混合气体物质的量之间的关系，结合化学方程式计算化学平衡常数，先假设平衡不移动，再考虑平衡移动的情况对NH3体积分数的影响；
（3）将容器的容积扩大到原来的两倍，若平衡不移动，A的浓度为0.15mol/L，而再达到平衡时，测得A的浓度降低为0.18mol/L，可知减小压强平衡逆向移动。
【详解】（1）CO和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气的反应方程式为：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)；根据能量变化图分析，反应物能量高于生成物能量，表明反应为放热反应，0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时反应的焓变为3.4kJ/mol-23kJ/mol=-19.6kJ/mol，则当1mol完全转化时反应的焓变为△H==-49kJ/mol，故答案为：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol；
（2）①A、根据相同时间内，N2浓度的变化量a增长最多，则a的催化效率最高，b次之，c最低，所以催化剂的催化效率a＞b＞c，故A正确；
B、X点时的化学反应速率是瞬时反应速率，不是平均反应速率，因此NH3的化学反应速率不为0.5mol/（L min），故B错误；
C、催化剂不改变化学平衡，只改变化学反应速率，到达平衡时，三种催化剂作用下的反应平衡时各组分浓度一样，故C错误；
D、化学平衡常数只随温度的改变而改变，若在恒容绝热的密闭容器中发生该反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡，故D正确。
故答案为：BC；
②根据理想气体状态方程pV=nRT，恒温恒容下，向容积为1.0L的密闭容器中充入1.8molNH3和2.4molNO，在一定条件下发生反应，达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的倍，则=＝，则n（平）=mol，反应的反应为：4NH3（g）+6NO（g） 5N2（g）+6H2O（g），设反应转化了NH3的物质的量为4xmol，则平衡时有1.8-4x+2.4-6x+5x+6x=4.6，解得x=0.2，则平衡时容器中各组分的浓度为c（NH3）==1mol/L，c（NO）==1.2mol/L，c（N2）==1mol/L，c（H2O）==1.2mol/L，则化学平衡常数K==1.0mol/L，若上述反应改在恒温恒压条件下进行，由于反应是气体数增多的反应，随着反应反应，容器内压强增大，若平衡不移动，则平衡时NH3的体积分数，恒压装置平衡时容器气体积大于恒容装置，则恒压装置相当于恒容装置在平衡的基础上减压，则反应向加压方向进行，因此反应达到平衡时NH3的体积分数变小，故答案为：1.0；变小；
（3）将容器的容积扩大到原来的两倍，若平衡不移动，A的浓度为0.15mol/L，而再达到平衡时，测得A的浓度降低为0.18mol/L，可知减小压强平衡逆向移动，则A的转化率变小，C的体积分数变小，故答案为：变小；变小。
16．(1) 90% 85.7%
(2) 5670
【详解】（1）依据图1和图2反应开始和平衡后气体体积之比在相同条件下等于物质的量之比，假设反应过程中消耗A的物质的量为x，列式计算：

( 2-x+1-0.5x+x):(2+1)=7:10，解得：x=1.8mol，A的转化率=×100%=90%；C的体积分数为；
（2）平衡时A、B、C的浓度为：c(A)=mol/L，c(B)= mol/L，c(C)= mol/L，则化学平衡常数Kc== L mol-1=5670 L mol-1；MPa-1。
17．(1) > 2 =
(2) N2(g)→2N*(或N2(g)+H2(g)→2N*+H2(g)) 141.59
(3)
【详解】（1）①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，K值减小；
②2NH3(g)N2(g)+3H2(g)为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的逆反应，K正 × K逆=1，400℃时K正=0.5，所以K逆=2；容器体积为0.5L，所以当物质的量分别为2mol、2mol和1 mol 时，浓度分别为4mol、4mol、2mol，此时浓度商Qc==2=K，所以此状态为平衡状态，v(N2)正=v(N2)逆；
（2）①根据题意，N2与H2合成NH3的过程是，N2在催化剂表面化学吸附后变成N*，然后再与H2作用生成过渡态TS1，最后再解吸附。因此N2的化学吸附发生在第一步，为N2(g)→2N*[或N2(g)+H2(g)→2N*+H2(g)]；
②根据框图，反应最大能垒为2N*(g)+H2(g)→TS1，能量E=0.01eV-(-1.46eV)=1.47eV，即可计算出1.47eV×1.6×10-22kJ/eV×6.02×1023mol-1=141.59kJ/mol；
（3）假设N2和H2起始物质的量分别为1mol和3mol，根据题意，可以列出以下三段式： ，所以x(NH3)%=、x(N2)%=、x(H2)%=，代入公式：KΘ==。
18．(1)CO2C+O2
(2)-128kJ/mol
(3) ＞ ＞ 0.225mol/(L·min)
(4) 正 3CO2+18H++18e-→CH3CH=CH2+6H2O。
【详解】（1）在700K条件下，CO2和FeO发生反应生成C和Fe3O4，过程1中Fe3O4分解生成FeO和O2，所以整个反应过程中FeO作催化剂，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为CO2C+O2。
（2）焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，则该反应的焓变=[52+(-242)×4-(-392)×2-0]kJ/mol=-128kJ/mol。
（3）①相同条件下，投料比[X=]越大，二氧化碳的转化率越大，根据图知，相同温度下X1的转化率大于X2，所以X1＞X2；该反应的正反应是放热反应，温度越高其平衡常数越小，温度A＜B，所以平衡常数A＞B。②若B点的投料比为3，且从反应开始到B点需要10min，n(CO2)=2mol，则n(H2)=nmol，B点二氧化碳的转化率为75%，则参加反应的n(CO2)=2mol×75%=1.5mol，根据二氧化碳和氢气之间的关系式知，参加反应的n(H2)=3n(CO2)=4.5mol，则v(H2)===0.225mol/(L·min)。
（4）①根据图知，生成氧气的电极是阳极，则连接阳极的电源电极为正极，所以b为正极。②阴极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成丙烯和水，电极反应式为3CO2+18H++18e-→CH3CH=CH2+6H2O。
19． ＞ 或71.4% 0.125mol·L-1·min-1 ①③
【详解】(1)由图象可知，t1时，反应未达到平衡，仍正向进行，因此v正＞v逆；
(2)根据图象，4min内，CO2的浓度变化量为0.7-0.2=0.5mol/L，则CO2的转化率为，CO的浓度变化量为0.5-0=0.5mol/L，则CO的平均反应速率v(CO)=；
(3)①降低温度，活化分子数减少，有效碰撞几率减小，反应速率减慢，①符合题意；
②铁粉为固体，减少铁粉的质量不影响反应速率，②不符合题意；
③保持压强不变，充入He使容器的体积增大，浓度减小，反应速率减慢，③符合题意；
④保持体积不变，充入He使体系压强增大，浓度不变，反应速率不变，④不符合题意；
故答案选①③。
20． 1∶2 增大 B 0.4＜x≤2
【详解】（1）考查化学平衡的计算，以及勒夏特列原理，N2O4(g)2NO2(g)
起始： 1 0
变化： x 2x
平衡： 1－x 2x 容器的容积不变，温度不变，根据阿伏加德罗推论，压强之比等于物质的量之比，即(1－x＋2x)/1=1.2，解得x=0.2mol，n(NO2):n(N2O4)=0.4:0.8=1:2，此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，N2O4的转化率增大；（2）考查化学平衡中等价思想，在增加1molNO2和1molN2O4时，相当于在原来的基础上增加压强，平衡向正反应方向移动，即NO2的体积分数都减小，故选项B正确；（3）考查等效平衡思想，达到平衡仍为Φ，说明两个平衡为等效平衡，根据（1）达到平衡时，NO2的物质的量为0.4mol，为使平衡向逆反应方向进行，因此x的取值范围是 0.4＜x≤2。
点睛：本题的难点是问题（3），本题考查等效平衡，因为反应要求向逆反应方向进行，且平衡后N2O4的体积分数仍为Φ，即NO2的最大值应是N2O4全部转化成NO2的数值，即为2，根据(1)当达到平衡时,NO2的量为0.4mol，因此平衡向逆反应方向进行的最小值为0.4mol，也就是类似此题，最大值为全部转化，最小值应是平衡时的数值。
21． B 减少CO2浓度 减小 0.003mol/（L·min >
【详解】(2)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，反应是气体体积减小的反应；A．NO的生成速率与NO的消耗速率相等是平衡标志，故A正确；B．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，v(CO)=v(CO2)不能说明反应达到平衡状态，故B错误；C．反应前后气体物质的量变化，体系的压强保持不变说明反应达到平衡状态，故C正确；D．各物质的浓度保持不变是平衡标志，故D正确；故答案为B；
(2)①C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)△H＞0，固体不写入平衡常数表达式，平衡常数K=；
②根据表中数值知，NO、二氧化碳的浓度减小，氮气的浓度增大，说明改变条件是分离出二氧化碳物质，反应是吸热反应，升温平衡正向进行，一氧化氮浓度减小；
③从0～20min内，NO的平均反应速率v==0.003mol/L min；
(3)反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小；平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，则总物质的量变为原先的0.625倍，总物质的量=8×0.625=5mol，反应前后减少了3mol，说明开始向正反应进行，v(正)＞v(逆)。
点睛：可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化，即变量不再发生变化。
22． 变深 变浅 变浅 变深 正反应 减小 逆反应
【详解】活塞Ⅱ处→Ⅰ处，活塞往里推，体积减小，压强增大，一开始c(NO2)增大，混合气体的颜色先变深，后平衡向正反应方向移动，c(NO2)减小，混合气体的颜色又逐渐变浅。活塞Ⅰ处→Ⅱ处，活塞往外拉，体积增大，压强减小，一开始c(NO2)减小，混合气体的颜色先变浅，后平衡向逆反应方向移动，c(NO2)增大，混合气体的颜色又逐渐变深。
23．(1)6；1；5；3；1；7；
(2) Fe 4
(3)AC
(4)反应③可逆，氢氧化钠浓度过大，平衡向逆反应方向移动
【详解】（1）化学反应②中，Fe元素的化合价升高了一价，但元素的化合价降低了6价，所以Na2FeO2的系数是6，NaNO2的系数是1，根据原子守恒，Na2Fe2O4的系数是3，水前面系数是5，氨气的前面系数为1，故答案为：6；1；5；3；1；7；
（2）化合价升高元素Fe所在的反应物Fe是还原剂，Fe元素从0价升高到+2价失去2个电子，则有2molNa2FeO2生成，有4mol电子转移，故答案为：Fe；4；
（3）A．该生产过程生成的氨气是有毒气体，会污染空气，故A错误；
B．四氧化三铁性质稳定，具有抗腐蚀作用，故B正确；
C．反应①②均是有元素化合价变化的反应，是氧化还原反应，反应③中没有化合价的变化不是氧化还原反应，故C错误；
D．反应①②中化合价降低的N元素所在的反应物NaNO2是氧化剂，故D正确。
故选AC。
（4）反应Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O═Fe3O4+4NaOH可逆，当氢氧化钠浓度过大，平衡向逆反应方向移动，此时四氧化三铁的量会减小，“发蓝”的厚度会变小，故答案为：反应③可逆，氢氧化钠浓度过大，平衡向逆反应方向移动。
24． 增大 1:1 CE
【分析】(1)该反应平衡常数K的表达式为生成物的浓度幂的乘积与反应物的浓度幂的乘积之比。
(2)由坐标图象可能看出，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应放热。温度降低，平衡正向移动，由此可确定平衡常数K的变化。
(3)先由图中数据求出CO2的浓度变化量为0.75mol/L，利用化学方程式，可求出H2的浓度变化量为2.25mol/L，由此可求出从反应开始到平衡，CO2和H2的转化率比。
(4)A．升高温度，平衡逆向移动，n(CH3OH)减小，n(CO2)增大；
B．加入催化剂，平衡不发生移动；
C．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小；
D．充入He(g)，使体系总压强增大，平衡不发生移动；
E．再充入1mol CO2和3mol H2，相当于原平衡体积加压。
【详解】(1)平衡常数K为生成物的浓度幂的乘积与反应物的浓度幂的乘积之比，则K=。答案为：；
(2)由坐标图象可能看出，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应放热。温度降低，平衡正向移动，平衡常数K增大。答案为：增大；
(3)先由图中数据求出CO2的浓度变化量为0.75mol/L，利用化学方程式，可求出H2的浓度变化量为2.25mol/L，由此可求出从反应开始到平衡，CO2和H2的转化率比为=1:1。答案为：1:1；
(4)A．升高温度，平衡逆向移动，n(CH3OH)减小，n(CO2)增大，比值减小，A不合题意；
B．加入催化剂，平衡不发生移动，B不合题意；
C．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小，比值增大，C符合题意；
D．充入He(g)，使体系总压强增大，平衡不发生移动，D不合题意；
E．再充入1mol CO2和3mol H2，相当于原平衡体积加压，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小，比值增大，E符合题意；
故选CE。答案为：CE。
【点睛】对于一个可逆反应，当反应物的起始投入量之比等于化学计量数之比时，各反应物的平衡转化率相同；当反应物的起始投入量之比不等于化学计量数之比时，起始投入量与化学计量数比值大的反应物，其转化率小。