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13题）
1．以为催化剂的光热化学循环分解反应，为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。

下列说法不正确的是
A．完全分解成和需要吸热30kJ
B．该反应中，光能和热能转化为化学能
C．使用作催化剂可以提高化学反应速率
D．过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂
2．与是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应： ，，反应速率较小。有关该反应的说法正确的是
A．与在排入大气之前未反应完全
B．增大压强，平衡将向右移动，
C．升高温度，既增大反应速率又增大K
D．选用适宜催化剂，可以增大K，使尾气排放达到标准
3．在密闭容器中发生反应：aA(g) cC(g)＋dD(g)反应达平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍。下列叙述正确的是
A．A的转化率变大
B．平衡向逆反应方向移动
C．D的体积分数变大
D．a＞c＋d
4．某温度下，在2L恒容密闭容器中加入1molN2(g)和3molH2(g)发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，NH3的物质的量与时间的关系见表，下列说法正确的是
时间(min) 0 t1 t2 t3
NH3物质的量(mol) 0 0.2 0.3 0.3
A．0～t1min，v(NH3)=mol·L-1·min-1
B．升高温度，可使正反应速率减小，逆反应速率增大，故平衡逆向移动
C．t3时再加入1mol的N2(g)和3molH2(g)，反应达新平衡时，c(N2)>0.425mol·L-1
D．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能大于2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能
5．如图为二氧化硫与氧气反应的速率(ν)与时间(t)的关系，判断在t1时刻曲线发生变化的原因是
A．增大O2的浓度 B．扩大容器体积 C．升高温度 D．加入催化剂
6．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．标准状况下，11.2L 所含的分子数为0.5NA
B．0.1mol/L 溶液中，含有的数目小于0.1NA
C．2 mol NO与1 mol 在密闭容器中充分反应后的分子数小于2NA
D．常温下，1 mol Fe与足量的浓硝酸反应转移的电子数为3NA
7．光照条件下，甲烷氯化反应是一个自由基型的取代反应。在链转移反应过程中，经历两步反应：(·CH3和Cl·分别表示甲基和氯原子)
反应1：CH4(g)＋Cl·(g)→·CH3(g)＋HCl(g)；
反应2：·CH3(g)＋Cl2(g)→CH3Cl(g)＋Cl·(g)。
各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A．链转移反应的反应速率由第1步反应决定
B．反应1的活化能Ea＝16.7 kJ·mol—1
C．链转移反应的反应热ΔH＝—105.4 kJ·mol—1
D．由图可知，过渡态结构的稳定性：1>2
8．和在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示、、，已知： 。下列说法正确的是
A．使用催化剂，合成氨反应正向进行的程度增大
B．②→③过程，是吸热过程且只有H-H键的断裂
C．③→④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的
D．合成氨反应中，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量
9．以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) ΔH＜0。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为1:3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度变化如图所示。下列说法正确的是

A．a点的平衡常数小于b点
B．b点，v正(CO2)＝v逆(H2O)
C．a点，H2和H2O物质的量相等
D．其他条件恒定，充入更多H2，v(CO2)不变
10．以下说法不正确的是（ ）
A．升温可提高活化分子百分数，加快反应速率
B．使用催化剂可降低反应活化能，加快反应速
C．增大反应物的浓度可增大活化分子百分数，从而加快反应速率
D．对于有气体参与的反应，温度不变时压强的变化可以看作改变浓度
11．化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是
选项 化学反应 测量依据(单位时间内)
A CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 压强变化
B Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g) 氢气体积
C 2NO2(g)N2O4(g) 颜色深浅
D Ca(OH)2(aq)+Na2CO3(aq)=CaCO3(s)+2NaOH(aq) 沉淀质量
A．A B．B C．C D．D
12．向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[阶段c(B)未画出]。图乙为改变条件平衡体系中化学反应速率随时间变化的情况，、、、时刻均改变一种条件，且改变的条件均不同。已知时刻为使用催化剂。下列说法正确的是
A．B的起始物质的量为0.02 mol
B．若s，生成物C在段的化学反应速率为
C．时刻改变的条件可能为降温
D．时刻改变的条件可能为充入0.1 mol B
13．一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，已知：气体分压气体总压体积分数。下列说法不正确的是
A．该反应，
B．时，若充入惰性气体，，均减小，平衡向正反应方向移动
C．时，若充入等体积的和，平衡向逆反应方向移动
D．时，反应达平衡后的转化率为
二、填空题（共10题）
14．按要求完成下列问题。
在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：
(甲)2X(g)Y(g)+Z(s)
(乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g)
当下列物理量不再发生变化时，其中能表明(甲)达到化学平衡状态是 ；能表明(乙)达到化学平衡状态是 。
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
15．【化学---化学与技术】工业上以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸。
（1）在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为 。
（2）炉气精制的作用是将含SO2的炉气 、 及干燥，如果炉气不经过精制，对SO2催化氧化的影响是 。
（3）精制炉气(含SO2体积分数为7％、O2为ll％、N2为82％)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中A点)，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是 、 。

（4）在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是 、 ，从而充分利用能源。
16．催化加氢合成二甲醚是资源化利用的有效途径之一，合成二甲醚的总反应可表示为：总反应：(表示平衡常数，下同)
该反应可通过如下步骤来实现：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答：
(1) (用表示)， (用表示)。
(2)、的条件下，平衡时转化率和的选择性随温度变化如图1所示。
其中：的选择性
①下列说法正确的是 。
A．
B．若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，则反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
C．提高氢碳比，平衡时的转化率增大，的选择性减小
②时，不考虑其他副反应，反应Ⅰ的平衡常数为 。
③、的条件下，催化加氢反应一段时间，不同温度下实际转化率和实际选择性数据如表：
温度/ 220 240 260 280 300
实际转化率% 7.6 12.4 14.8 18.6 22.9
二甲醚实际选择性% 68.7 77.2 61.0 41.5 27.5
该体系合成二甲醚的最佳反应温度为 。
④由上表数据可知，二甲醚的实际选择性逐渐减小，从化学反应速率角度分析原因 。
(3)、、，平衡时转化率和的收率与进料气中体积分数有关，其变化如图2所示，其中：
的收率
的收率
请在图2中选出在之间平衡收率的变化趋势 (填“a”或“b”或“c”)
17．自发过程和自发反应的比较
自发过程 自发反应
含义 在一定条件下， ，就能自发进行的过程。 在给定的条件下，可以 进行到显著程度的化学反应。
特征 具有 ，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定
举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈
应用 可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成 。 非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为 。
18．T ℃时，在容积为0.5 L的密闭容器中发生某一反应，且测得不同时间容器中四种物质A、B、C、D的物质的量变化如图所示。
已知：物质A、B、C均为气态、D为固态，正反应是吸热反应。根据要求回答下列问题：
（1）容器中反应的化学方程式为 。
（2）前2 min，v(A)＝ mol·（min·L）－1。
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A．混合气体的压强不变
B．混合气体的密度不变
C．消耗0.1mol的B同时生成0.1mol的D
D．B的物质的量不变
（4）T ℃时，该反应的平衡常数K＝ （保留小数点后两位）。
（5）反应达到平衡后，改变下列措施能使A的转化率增大的是 （填选项字母）。
A．只增加A的物质的量 B．移走一部分D
C．升高反应体系的温度 D．把容器的体积缩小一倍
19．反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)过程中的能量变化如下图所示，回答下列问题。
（1）该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
（2）当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)
（3）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？ (填“有”、或“无”)
（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1 ，E2 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
20．氮氧化物是主要的大气污染物之一，可用一氧化碳或活性炭还原氮氧化物，减少大气污染。回答下列问题：
(1)一定条件下，用CO与NO反应生成和，反应的化学方程式：。
①为提高该反应的速率，下列措施可行的是 (填标号)。
A．压缩容器体积 B．降低温度 C．使用合适催化剂 D．恒温恒容充入稀有气体
②该反应的能量变化关系如图所示：
判断其属于 (填“放热反应”或“吸热反应”)。
(2)两个10L的密闭容器中分别都加入活性炭(足量)和1.0molNO，发生反应：。实验测得，两容器中在不同温度下NO和的物质的量变化见下表：
物质的量/mol 容器1 容器2
0 5min 9min 10min 12min 0 5min 9min 10min
NO 1.0 0.58 0.42 0.40 0.40 1.0 0.50 0.34 0.34
0 0.21 0.29 0.30 0.30 0 0.25 0.33 0.33
①时，0~5min内，反应速率 ；
②时，按表中数据，反应一定达到化学平衡状态的时间段是 min~10min，此时，容器中的物质的量浓度是 mo/L；
③两容器中温度关系为 (填“>”“<”或“=”)。
21．在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)(mol) 0.020 0.01. 0.008 0.007 0.007 0.007
（1）已知：K300℃＞K350℃，写出该反应的平衡常数表达式：K= 。关于该反应的下列说法中，正确的是 。
A．△H>0，△S>0 B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S<0 D．△H<0，△S>0
（2）下图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0-2s内该反应的平均速率v= 。
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A．v(NO2)=2v(O2) B．容器内压强保持不变
C．v 逆(NO)=2v正 (O2) D．容器内密度保持不变
（4）下列措施中能使n(NO2)/n(NO)增大的有 。(填字母)
A．升高温度 B．加入催化剂
C．不断充入O2 D．充入He(g)，使体系总压强增大
22．用和合成在三种不同实验条件下，在密闭容器中进行反应 。已知起始浓度：，。的浓度随时间的变化如图所示：回答下列问题：
(1)实验1，该反应进行到时， 。
(2)与实验1比较，实验2所改变的条件是 ，判断的理由是 。
(3)甲同学认为，与实验1比较，实验3所改变的条件是提高反应温度，乙同学认为该观点是错误的，乙同学的理由是 。
(4)实验3中，的平衡转化率为 ，平衡常数的代数式为：
(5)和在一定条件下可以合成甲醇：。在密闭容器中按物质的量之比为充入和，测得平衡混合气体中的平衡转化率随温度。压强的变化关系如图所示。
由图可知 (填“＞”“＜”)； (填“>”“＜”)0；
23．氮的氧化物和SO2是常见的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是化学家研究的主要内容。根据题意完成下列各题：
（1）用甲烷催化还原一氧化氮，可以消除一氧化氮对大气的污染。反应方程式如下：该反应平衡常数表达式为 。
（2）硫酸生产中，接触室内的反应：；SO2的平衡转化率与体系总压强的关系如图所示。某温度下，将2.0mol SO2和1.0mol O2置于30L刚性密闭容器中，30秒反应达平衡后，体系总压强为2.70MPa。用氧气表示该反应的平均速率是 mol·L-1·min-1。
（3）上图平衡状态由A变到B时，改变的外界条件是 。
a 又加入一些催化剂 b 又加入一些氧气
c 降低了体系的温度 d 升高了外界的大气压
（4）新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe2Ox在常温下，能将氮的氧化物和SO2等废气分解除去。转化流程如图所示，
若x=3.5，M为Zn，请写出ZnFe2O3.5分解SO2的化学方程式
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．由信息可知的键能和为1598kJ/mol，CO的键能为1072kJ/mol，的键能为496kJ/mol，根据焓变=反应物键能和-生成物键能和，则，=2×1598kJ/mol-2×1072kJ/mol-496kJ/mol=+556 kJ/mol，即完全分解成和需要吸热556kJ，故A错误；
B．由图中信息可知，光照和受热条件下均有反应发生，光能和热能转化为化学能，故B正确；
C．催化剂参与反应过程，降低反应活化能加快反应速率，故C正确；
D．由图中信息可知过程①中钛氧键发生了断裂，断裂化学键吸收能量，故D正确；
故选：A。
2．A
【详解】A．根据已知信息，对于反应，存在平衡常数，说明该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故A正确；
B．该反应为分子数减少的反应，增大压强，平衡正向移动，但是平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故B错误；
C．根据题意，该反应，为放热反应，升高温度，反应速率增大，平衡逆向移动，平衡常数减小，故C错误；
D．催化剂只能加快反应速率，对平衡常数无影响，故D错误；
故选A。
3．B
【分析】气体体积刚压缩平衡还未移动时D的浓度是原来的2倍，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，D的浓度减小，所以压缩体积使平衡向逆反应方向移动。
【详解】A．平衡向逆反应方向移动，A的转化率变小，A错误；
B．平衡向逆反应方向移动，B正确；
C．平衡向逆反应方向移动，D的体积分数减小，C错误；
D．增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，该平衡向逆反应方向移动，所以a＜c+d，D错误。
答案选B。
4．C
【详解】A．t1时NH3的物质的量为0.2mol，即生成了0.2molNH3，容器体积为2L，则变化的NH3的浓度为0.1mol/L，所以v(NH3)= mol·L-1·min-1，故A错误；
B．升高温度，正逆反应速率都增大，正反应速率增大的程度没有逆反应速率增大的程度大，故平衡逆向移动，故B错误；
C．t3时反应已达平衡，再加入1mol的N2(g)和3molH2(g)，相当于增大压强，N2的体积分数降低，但N2的物质的量增大，容器体积不变，所以反应达新平衡时，c(N2)>0.425mol·L-1，故C正确；
D．该反应的正反应是放热的，正反应的活化能小于逆反应的活化能，故D错误；
故选C。
5．D
【详解】二氧化硫的催化氧化反应是气体体积减小的放热反应，改变反应温度、压强和反应物的浓度，平衡均会发生移动，出现正逆反应速率差，由图可知，t1时刻条件变化的瞬间，正逆反应速率增大的倍数相等，没有出现速率差，化学平衡不移动，则改变的条件只可能为加入催化剂，故选D。
6．C
【详解】A．已知标准状况下SO3为固体，则无法计算11.2L SO3所含的分子数，A错误；
B．由于题干未告知溶液的体积，故无法计算0.1mol/L 溶液中，含有的数目，B错误；
C．已知反应2NO+O2=2NO2和2NO2N2O4可知，2 mol NO与1 mol 在密闭容器中充分反应后的分子数小于2NA，C正确；
D．常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化，故无法计算1 mol Fe与足量的浓硝酸反应转移的电子数，D错误；
故答案为：C。
7．D
【详解】A．化学反应取决于化学反应速率慢的一步反应，由图可知，反应1的活化能大于反应2的活化能，则反应1的反应速率小于反应2，链转移反应的反应速率由第1步反应决定，故A正确；
B．由图可知，反应1的活化能Ea＝16.7 kJ·mol—1，故B正确；
C．由图可知，链转移反应的反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，反应热ΔH＝—105.4 kJ·mol—1，故C正确；
D．由图可知，过渡态1的能量高于由图过渡态2，则过渡态结构2的稳定性强于过渡态结构1，故D错误；
故选D。
8．D
【详解】A．催化剂不能使平衡移动，使用催化剂，合成氨反应进行的程度不变，故A错误；
B．②→③过程，H-H键、键断裂，是吸热过程，故B错误；
C．③→④过程，N原子和H原子形成了只含有极性键的，故C错误；
D．合成氨反应放热，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，故D正确；
选D。
9．C
【详解】A. 因为平衡常数仅与温度有关,该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,所以温度越低,K越大,所以Ka＞Kb，故A错误；
B. b点为该温度下的平衡状态，根据方程式可知v正(CO2)≠v逆(H2O)，故B错误；
C. 根据图象分析结合方程式可知a点为H2和H2O物质的量的交点，所以相等，故C正确；
D. 其他条件恒定,充入更多H2，增大反应物的浓度平衡正向移动，所以v(CO2)也改变，故D错误；
故选C。
10．C
【详解】A．升高温度，使单位体积内活化分子数增多，活化分子的百分数增大，从而使有效碰撞次数增大，使化学反应速率增大，故A正确；
B．催化剂能降低反应的活化能，活化分子的百分数增大，从而使有效碰撞次数增大，化学反应速率增大，故B正确；
C．加入反应物，活化分子百分数不变，但活化分子总数增加，化学反应速率增大，故C错误；
D．对于有气体参与的反应，温度不变时，压强的变化相当于浓度的变化，故D正确；
故选C。
11．A
【详解】A．该反应是气体分子数保持不变的反应，所以反应过程中气体的压强始终保持不变，测量依据不可行，A符合题意；
B．若单位时间内氢气的体积变多，则证明反应速率加快，反之，则反应速率减慢，测量依据可行，B不符合题意；
C．二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮为无色气体，则单位时间内颜色的深浅坎可代表二氧化氮的浓度多少，符合反应速率的测量依据，C不符合题意；
D．单位时间内产生沉淀的质量越多，反应速率越快，反之则速率减慢，测量依据可行，D不符合题意；
故选A。
12．B
【分析】由题中图象可知，反应中A的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，反应中A与C的计量数之比为0.09:0.06=3:2，t3～t4阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，而t3～t4阶段为使用催化剂，则t4～t5阶段应为减小压强，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有3A(g)B(g)+2C(g)；据此解答。
【详解】A．由上述分析可知，该反应的方程式为3A(g)B(g)+2C(g)，根据方程式可知消耗0.09mol/L的A，则生成0.03mol/L的B，容器的体积为2L，生成B的物质的量为0.06mol，平衡时B的物质的量为0.05mol/L×2L=0.1mol，所以起始时B的物质的量为0.1mol-0.06mol=0.04mol，故A错误；
B．若t1=15s，生成物C在t0～t1时间段的平均反应速率为v(C)==0.004mol·L-1·s-1，故B正确；
C．由上述分析可知，若t4～t5阶段改变的条件为降低反应温度，平衡会发生移动，则正逆反应速率不相等，所以t4时刻改变的条件应为降低压强，故C错误；
D．由题中图象可知，t5时该正逆反应速率均增大且增大的倍数不同，此时改变的条件为升高温度或增大压强，若增大压强，对于此反应平衡不移动，正逆反应速率增大是一样的，所以时刻改变的条件为升高温度，故D错误；
答案为B。
13．C
【详解】A．由化学方程式可知，该反应，升高温度CO2的体积分数减小，CO的体积分数增加，说明升高温度，平衡正向移动，则，A项正确；
B．可变的恒压密闭容器中反应，550℃时若充入惰性气体，相当于减小压强，则v正，v逆均减小，又该反应是气体体积增大的反应，则平衡正向移动，B项正确；
C．由图可知，T℃时，反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%，所以充入等体积的CO2和CO后依然是平衡状态，平衡不移动，C项错误；
D．由图可知，650℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化了xmol，则剩余的CO2为(1-x)mol，生成的CO为2xmol，所以有，解得x=0.25mol，所以CO2的转化率为25.0%，D项正确；
答案选C。
14． ①②③④⑤⑥ ①②③⑤
【详解】①混合气体密度不变，甲反应是气体体积减小的反应，甲容器中气体体积不变，质量会变，密度也变，能判断达到平衡，由于乙反应的两边气体的体积相同，但气体的质量是变化的，所以密度始终不变可判断乙是否达到平衡状态；
②反应容器中生成物的百分含量不变是平衡标志；
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比，说明正逆反应速率相同，反应甲、乙达到平衡状态；
④恒温时，气体压强不再改变，乙反应的两边气体的体积相同且都是气体，压强始终不变,所以压强不变无法判断乙是否达到平衡状态，可以判断甲达到平衡状态；
⑤混合气体的平均相对分子质量不变，甲反应前后气体物质的量变化，质量变化，混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡状态，乙反应是反应前后气体物质的量不变，质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡状态；
⑥甲反应是气体体积减小的反应，乙是气体体积不变的反应，混合气体的总物质的量不变说明甲达到平衡状态，乙不能判断是否达到平衡状态；
能表明(甲)达到化学平衡状态是①②③④⑤⑥，能表明(乙)达到化学平衡状态是①②③⑤，故答案为：①②③④⑤⑥；①②③⑤。
15． 4FeS2＋ 11O2 2Fe2O3＋ 8SO2 除尘 洗涤 催化剂容易中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响。 不选B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右,再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压。 不选择C点，因为温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450 ℃时，催化剂的催化效率最高。故不选C点。 充分利用反应放出的热量，预热原料气体 上层反应气经热交换器温度降到400 ℃ ~ 500℃ 进入下层使反应更加完全
【详解】试题分析：（1）在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为4FeS2＋ 11O2 2Fe2O3＋ 8SO2。
（2）将含SO2的炉气经过除尘、洗涤及干燥可以得到精制的炉气，如果炉气不经过精制，会使得催化剂中毒，同时水蒸气对设备和生产有不良影响。
（3）在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，原因是压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右,再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压。温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450℃时，催化剂的催化效率最高。
（4）在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是充分利用反应放出的热量，预热原料气体；上层反应气经热交换器温度降到400 ℃ ~ 500℃ 进入下层使反应更加完全，从而充分利用能源。
考点：考查了硫酸的工业制法的相关知识。
16．(1)
(2) AB 0.052 ，在催化剂作用下，随着温度升高，反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大，故二甲醚的实际选择性逐渐减小
(3)a
【详解】（1）反应Ⅰ：
反应Ⅱ：根据盖斯定律分析，有Ⅰ×2+Ⅱ得热化学方程式，则平衡常数有K=。
（2）①从图分析，随着温度升高，甲醚的平衡选择性降低，说明生成甲醚的反应为放热反应，二氧化碳的平衡转化率先降低后升高，说明反应Ⅰ为吸热反应，而反应Ⅱ为放热反应，但总反应为放热反应，故A正确；若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，因为反应Ⅱ为前后气体总物质的量不同的反应，故反应Ⅱ达到平衡，进而推知反应Ⅰ、Ⅱ也达到平衡状态，故B正确；若提高氢碳比，从反应Ⅰ分析，二氧化碳的转化率应该降低，但平衡时的转化率增大，说明反应Ⅱ进行的程度较大，故的选择性增大。故选AB。
②从图中（360,35）点分析，二氧化碳的转化率为35%，此时没有生成甲醚，故有
，则平衡常数K=。
③从表中数据分析，在二甲醚的实际选择性最大，故最佳反应温度为。
④，在催化剂作用下，随着温度升高，反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大，故二甲醚的实际选择性逐渐减小。
（3）从图分析，二氧化碳的转化率降低，而二甲醚的平衡收率增大，故一氧化碳的平衡收率应逐渐降低且降低程度比二氧化碳大，故选择a曲线。
17． 不用借助外力 自发 方向性 不能自发进行 原电池 H2和O2
【详解】含义：在一定条件下不用借助外力就能自动进行的过程叫自发过程；在给定条件下可以自发进行到显著的程度的化学反应叫自发反应。
特征：具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行。
应用：自发过程可被用来完成有用功，如H2燃烧可设计成原电池。非自发过程要想发生，必须对它做功，如通电将水分解为H2和O2。
18． 0.4 BD 1.69 C
【详解】试题分析：（1）根据所给信息分析，相同的时间内A减少了0.8-0.4=0.4摩尔，B减少了1.0-0.8=0.2摩尔，C增加了0.6-0=0.6摩尔，D增加了0.2-0=0.2摩尔，物质的量比等于化学方程式的系数比，所以AB为反应物，CD为生成物，方程式为：2A+B3C+D。（2）A的速率=（0.8-0.4）/0.5/2=0.4mol·（min·L）－1。（3）A、反应为前后气体的体积相等的反应，所以压强始终不变，所以压强不变不能说明反应已经达到平衡；B、由于反应中有非气体物质，所以混合气体的密度比不变说明反应达到平衡；C、消耗B和生成D都是说明正反应的速率，不能说明反应达到平衡；D、B的物质的量不变说明反应达到平衡。所以选BD。（4）平衡时A的浓度为0.4/0.5=0.8mol/L，B的浓度.8/0.5=1.6mol/L，C的浓度为0.6/.05=1.2mol/L，化学平衡常数=c(C)3/c(A)2c(B)=1.69。（5）A、只增加A的量，平衡正向移动，但A的转化率减小；B、移走一部分D，不影响平衡；C、升高温度，平衡正向移动，A的转化率增大；D、将体积缩小，平衡不移动。所以选C。
考点：化学平衡。
19． 放热 减小 无 减小 减小
【详解】(1)由反应过程中的能量变化图可以知道,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应为放热反应,因此，本题正确答案是:放热;
(2)该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,A的转化率减小,因此，本题正确答案是:减小;
(3)加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能,但催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变,所以对该反应的反应热无影响;
因此，本题正确答案是:无影响;催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差;
(4)加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能,所以E1和E2的变化都减小,
因此，本题正确答案是:减小;减小;催化剂改变了反应的途径,降低了反应所需的活化能;
【点睛】(1)由反应过程中的能量变化图可以知道,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应为放热反应;
(2)该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,据此解答;
(3)加入催化剂能降低反应的活化能,催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变;
(4)加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能,所以E1和E2的变化都减小。
20．(1) AC 放热反应
(2) 0.0042 9 0.033 ＜
【详解】（1）①A．该反应有气体参与反应，增大压强，化学反应速率增大，A符合题意；
B．降低温度，化学反应速率减小，B不符合题意；
C．使用合适催化剂，化学反应速率增大，C符合题意；
D．恒温恒容冲稀有气体，反应速率不改变，D不符合题意；
答案选AC；
②如图所示，反应物CO、NO的总能量高于生成物N2、CO2的总能量，该反应属于放热反应；
（2）①T1时，0~5min内，Δn(N2)=0.21mol，v(N2)===0.0042mol·L-1·min-1，v(CO2)=v(N2)= 0.0042mol·L-1·min-1；
②T2时，9min之后，NO和N2的物质的量不再变化，说明此时反应达到了化学平衡状态；此时，Δn(N2)=0.33mol，则n(CO2)=Δn(CO2)=Δn(N2)=0.33mol，c(CO2)===0.033mol/L；
③0~5min内，T1时，N2的物质的量的变化量Δn(N2)=0.21mol，T2时，N2的物质的量的变化量Δn(N2)=0.25mol，0.21mol＜0.25mol，说明T1时的反应速率小于T2时的反应速率，则T1＜T2。
21． C b BC C
【详解】（1）在2L密闭容器内，800℃时反应为：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)，此反应的平衡常数表达式为K=c2(NO2)/ c2(NO) ·c(O2)；已知：K300℃＞K350℃，升高温度，平衡常数减小，则平衡逆向移动，说明正反应是放热反应(△H<0)，由方程式前后气体分子数减小，说明正反应是熵减过程（△S<0），所以选C。
（2）NO2的计量数与NO的计量数相等，则它们的浓度变化量相等，由图中数据分析可知图中表示NO2的变化的曲线是b；从0-2s，O2的浓度由0.005mol/L变化到0.002mol/L，ν(O2)== Δc(O2)/ Δt==0.003mol/L÷2s== 0.0015mol·L—1·s—1；
（3）A．v(NO2)=2v(O2)，速率没有正、逆，无法比较，A错误；在2L密闭容器内，发生2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)，气体分子数前后不同，压强不同，当压强一定时能说明该反应已达到平衡状态，B正确；C．v逆 (NO)=2v正 (O2)，NO的正、逆反应速率相等，达到平衡状态，C正确；整个反应体系都气体，则气体总质量不变，容积不变，密度就不变，所以密度不能作为反应平衡标志，D错误。
（4）2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)，△H<0，升高温度，平衡逆向移动，n(NO2)/n(NO)减小；加入催化剂，平衡不移动，n(NO2)/n(NO)不变；恒容容器中不断充入O2，平衡正向移动，n(NO2)/n(NO)变大；恒容容器中充入He(g)，参与反应物质浓度不变，平衡不移动，n(NO2)/n(NO)不变。
22．(1)
(2) 催化剂 实验2达平衡所需的时间比实验1短(或实验2反应速率快)，而最终达到的平衡状态一致(或最终X的平衡浓度相同)
(3)因该反应放热，提高反应温度，平衡向左移动，X的平衡浓度应大于
(4) 60%
(5) > <
【详解】（1）根据速率的计算公式和图象变化趋势可知，实验1，该反应进行到时，，根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，该时间段内的平均速率为；
（2）与实验1比较，实验2显著缩短了达到平衡所用的时间，提高了反应速率，但并没有改变达到平衡时物质的浓度，应是加入了催化剂；
（3）根据反应 可知，该反应为放热反应，若与实验1比较，实验3所改变的条件是提高反应温度，则正逆反应速率会加快，达到平衡所用时间会缩短，但提高温度，不利于X的转化，所用最终平衡时X的浓度会增大，即因该反应放热，提高反应温度，平衡向左移动X的平衡浓度应大于，这与图象变化趋势不符，所以该观点错误；
（4）根据图象可知，实验3中，转化浓度为，所以转化浓度为，则其平衡转化率为；达平衡时，X的浓度为0.040mol/L，则Y的浓度为0.200mol/L-0.120mol/L=0.080mol/L，Z的浓度为0.060mol/L，则平衡常数的代数式为；
（5）由p1→p2，CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，反应为气体分子数减小的反应，降低压强，平衡逆向移动，则p1＞p2；由图可知，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则反应的＜0；
23． 0.0533 b 4ZnFe2O3.5 +SO2 = 4ZnFe2O4 + S
【分析】⑴根据平衡常数表达式完成。
⑵根据反应得出氧气的转化率，再计算出用氧气表示的反应速率。
⑶状态由A变到B时，二氧化硫转化率升高，压强增大，根据平衡移动原理分析。
⑷从氧化还原反应的角度判断反应产物，根据氧原子个数守恒写出相关反应的方程式。
【详解】⑴该反应平衡常数表达式为：；故答案为：。
⑵图中信息得出二氧化硫的转化率是0.8，根据加入量之比等于计量系数之比，转化率相等得出氧气转化率也为0.8，消耗氧气的物质的量是：n(O2)=1.0mol×0.8=0.8mol，用氧气表示反应速率为：；故答案是：0.0533。
⑶a. 又加入一些催化剂，催化剂不影响化学平衡，故a不符合题意；b. 加入一些氧气，压强增大，增加氧气浓度，平衡正向移动，二氧化硫的转化率升高，故b符合题意；c. 反应是放热反应，降低温度，平衡向着正向移动，气体的物质的量减少，压强减小，故c不符合题意；d. 升高了外界的大气压，化学平衡不移动，故d不符合题意；综上所述，答案为：b。
⑷由题意可知，铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得，则反应物中MFe2Ox为还原剂，SO2为氧化剂，生成物为MFe2O4和S，根据氧原子守恒得到反应的关系式为4ZnFe2O3.5 + SO2 = 4ZnFe2O4+S；故答案为：4ZnFe2O3.5 +SO2 = 4ZnFe2O4 + S